Respiração Celular Para quê fazer respiração? Nos alimentamos diariamente de diversos compostos orgânicos: carboidratos, lipídios, proteínas, todos estes compostos podem servir de fonte de energia para a célula.

Porém, seria complicado para a célula ter que obter energia diretamente dessas fontes, pois a célula teria que estar equipada com uma quantidade grande de enzimas para realizar esse mecanismo.

Dessa maneira as células convertem a energia de diversos compostos orgânicos: lipídios, proteínas, carboidratos e armazenam em um só tipo de molécula energética: o ATP

Modelo Espacial do ATP

Respiração Celular Estrutura do ATP

O ATP consiste numa molécula de Adenina, unida a uma molécula de

Ribose que se liga a três fosfatos

Como podemos perceber o ATP é um nucleotídeo de RNA

As ligações entre os grupos fosfatos do ATP possui grande quantidade de energia armazenada.

Quando o essas ligações são rompidas há liberação de

energia que a célula utiliza para realizar trabalho.

O ATP é produzido para fornecer energia para célula imediatamente e não para

armazenar energia.

Quando o organismo quer armazenar energia a longo prazo ele o faz convertendo

carboidratos em lipídios.

Então, o objetivo da Respiraçao Celular é converter energia contida em compostos orgânicos em ATP para este

fornecer energia para a célula.

Visão Geral da Respiração

O combustível mais comum para as células é a glicose.

C6H12O6

As células obtém energia quando oxidam (queimam) a glicose

A respiração celular é dividida em 3 Etapas

1) Glicólise 2) Ciclo de Krebs 3) Cadeia Respiratória

Respiração Celular A Mitocôndria

São organelas alongadas em forma de bastonete, presente em

praticamente todas as células eucariotas. Seu número na célula

varia de um a centenas dependendo do tipo celular.

Possui 2 membranas: uma externa que possui a função de proteger a

organela e outra interna que se dobra formando pregas em várias posições aumentando a área de superfície e formando as Cristas Mitocondriais.

A região limitada pela membrana interna é conhecida como Matriz

Mitocondrial. Nesse ambiente estão presentes diversos tipos de proteínas, ribossomos e DNA mitocondrial, além

de outros componentes químicos.

Por possuir DNA próprio as mitocôndrias possuem a capacidade de sintetizar suas próprias proteínas,

além de se auto-duplicar independentemente da célula.

A função principal das mitocôndrias é converter a energia química potencial de moléculas orgânicas em uma forma que

as células possam utilizá-la. Esse mecanismo de conversão chama-se

respiração celular e a moeda energética produzida ATP.

Duas fases da Respiração Celular irão ocorrer nas mitocôndrias

1) Ciclo de Krebs na Matriz

2) Cadeia Respiratória nas Cristas

Mitocondriais

Respiração Celular Glicólise – 1ª Etapa da Respiração

Local: Citoplasma da célula

Glicólise

A glicólise (do grego glykos, açúcar, e lysis, quebra) é uma sequência de 10 reações

que ocorrem no citoplasma.

Uma molécula de glicose é quebrada em duas moléculas de Piruvato (Ácido

Pirúvico), com saldo líquido de 2 ATPs e 2 NADH.

O NAD+ possui capacidade de captar elétrons energizados e íons H+, sendo

assim denominados os transportadores de elétrons hidrogênios da respiração.

A glicose não necessita de oxigênio para ocorrer. As etapas seguintes são aeróbias, só ocorrendo se existir oxigênio disponível. Na falta desse gás o piruvato é convertido

em Etanol + CO2 ou Ácido Lático. Processo denominado Fermentação.

Vídeo: glicólise

Respiração Celular Glicólise – 1ª Etapa da Respiração

O2 presente Respiração

Mitocôndria

O2 ausente Fermentação Citoplasma

Respiração Celular Ciclo de Krebs – 2ª Etapa da Respiração

Local: Matriz Mitocondrial

2 Piruvato (3C)

2 NADH

2CO2 CoA

NAD+

Os dois piruvatos produzidos na glicólise no citoplasma migram

para a mitocôndria

Cada Piruvato possui 3 carbonos. Ao entrar na mitocôndria um

carbono é retirado e sai como CO2.

Em seguida o piruvato converte-se em Acetil (2C) que reage com a Coenzima A (CoA) formando o

Acetil-CoA e NADH.

O Acetil-CoA entra numa seqüência de reações que nós chamamos de Ciclo de Krebs

Durante essa seqüência de reações são liberados 2 CO2, 1 ATP,

4 NADH e 1 FADH2 para cada Piruvato.

O FADH2 possui a mesma função do NADH que é carregar elétrons ricos em em energia para a cadeia

respiratória (última etapa).

Repare que a glicose possuia 6 carbonos, foi quebrada em 2 piruvatos (3C) e estes foram

convertidos em CO2

Dessa maneira, dizemos que a respiração corresponde a oxidação

completa da glicose, transformando-a em 6CO2

Para cada 2 piruvatos que entram no ciclo são liberados:

6 CO2 8 NADH 2 FADH2 2 ATPs

Vídeo: Ciclo de Krebs

Respiração Celular Cadeia Respiratória – 3ª Etapa da Respiração

Local: Crista Mitocondrial

NADH e FADH2 carregam elétrons ricos em energia que foram extraídos da Glicose. É a energia desses elétrons que a cadeia respiratória utiliza para produzir muitos ATPs (32)

Respiração Celular Cadeia Respiratória – 3ª Etapa da Respiração

Local: Crista Mitocondrial

Espaço Intermembrana

Matriz Mitocondrial

NADH e FADH2 produzidos nas etapas anteriores vão liberar elétrons ricos em energia para proteínas da membrana.

Os elétrons ricos em energia vão passar, atraídos pelo O2 por uma séria de proteínas da cadeia respiratória.

Três dessas proteínas vão utilizar a energia desses elétrons energizados para bombear íons H+ para o espaço intermembranoso.

Quando os elétrons se encontrar com o O2 vai ser formado água. Dizemos que o oxigênio é o aceptor final de elétrons.

Isso explica o porque necessitamos tanto de oxigênio. Todas as células necessitam

deste composto para a respiração.

O bombeamento de H+ para o lado intermembranoso deixa esta região

altamente ácida.

Por difusão, os H+ tenderão a voltar para a matriz mitocondrial, porém, a membrana

interna é impermeável ao H+

O único caminho dos H+ é passar pela enzima ATP Sintase, que se movimenta

com a passagem de H+.

Esse movimento realizado pela enzima ATP Sintase é responsável pela adição de um

fosfato ao ADP formando ATP.

Respiração Celular Cadeia Respiratória – 3ª Etapa da Respiração

Local: Crista Mitocondrial

Revisão do processo (visão global)

Vídeo: Cadeia transportadora de elétrons

Vídeo: Síntese de ATP

Fermentação Sinônimo: Respiração Anaeróbia (Sem O2)

Local: Citoplasma da célula

Respiração Celular

(Mitocôndria)

Fermentação Lática

Fermentação Alcóolica

S/ O2

C/ O2

Fermentação Fermentação Alcoólica

Fermentação Fermentação Alcoólica

Realizado por: Leveduras (fungos unicelulares) – Principalmente as do gênero: Saccharomyces sp.

As leveduras e algumas bactérias fermentam açúcares, produzindo álcool etílico e gás carbônico, processo denominado fermentação alcoólica. O homem utiliza os dois produtos dessa fermentação: o álcool etílico, empregado há milênios na fabricação de bebidas alcoólicas e o gás carbônico, importante na fabricação do pão, um dos mais tradicionais alimentos da humanidade.

CO2 é o responsável pelo

crescimento da massa do pão

O etanol produzido a partir da

fermentação é utilizado para

produção de bebidas alcoólicas.

O etanol produzido a partir

da fermentação da cana de

açúcar é utilizado para

fabricação do álcool etílico..

Fermentação Fermentação Lática

Fermentação Fermentação Lática

A fermentação láctica é um processo fermentativo anaeróbio (não requer oxigênio) que visa degradar moléculas orgânicas para obtenção de energia quimíca, este processo é realizado por bactérias láticas e em situações de falta de oxigênio em células de músculos esqueléticos. Dois importantes gêneros de bactérias do ácido lático são Streeptococcus e lactobacillos.

Lactobacillus sp.

A fermentação do leite é realizada por bactérias que produzem ácido lático a partir da lactose.

A acidez provoca a coagulação das proteínas do leite que precipitam.

O leite então fica com dois aspectos a parte líquida chamada de soro, e a parte sólida formada pela coalhada (proteínas coaguladas)

Queijo Iogurte

Fermentação Fermentação Lática

As fibras musculares são células que necessitam constantemente de O2 para

realizar sua função de contração

Durante uma atividade física prolongada a quantidade de O2 que

chegam as fibras é limitada.

Para continuar gerando ATP as células musculares realizam em condições anaeróbicas a fermentação lática.

O excesso de ácido lático nos tecidos musculares pode causar vários problemas como fadiga

muscular e câimbra.

Fibra relaxada

Fibra contraída

O2

Respiração

Glicose

Ácido Lático 2 ATPs

Fermentação Lática

Mas...

Exercícios

Resposta: C

Exercícios

Resposta: b

Exercícios

Resposta: C

Exercícios

Resposta: E

Exercícios

Resposta: B

Exercícios

Resposta: A

II

I

Exercícios

Resposta: VFFVVVF

II

I