aula respiraÇÃo celular
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RESPIRAÇÃO CELULAR
Prof Marcia M Pedroso
www.biologiaprofma.blogspot.com
Locais de oxidações
biológicas:
Cadeia respiratória e
fosforilação oxidativa
Estrutura da
mitocôndria
Mitocôndria ao m.e.
Ribose
Adenina
Fosfatos (3)
Adenosina
ADENINA RIBOSE
FOSFATOS (3)
ADENOSINA
A molécula de ATP
ATP- Adenosina trifosfato
1 mol de ATP = 18.200kcal
Metabolismo: integração entre
catabolismo e anabolismo
Biologia Energética
NADP NADH2
FAD FADH2
OXIDAÇÃO
REDUÇÃO
REDUÇAO
H
H
LOCAIS DA RESPIRAÇÃO CELULAR
CRISTAS
MATRIZ
2a. CICLO DE KREBS
3a. CADEIA
RESPIRATÓRIA
1a. GLICÓLISE
HIALOPLASMA
M I T O C Ô N D R I A S
MEMBRANA EXTERNA
MEMBRANA INTERNA
Estágio 1
Produção de
Acetil-CoA
Estágio 2
Oxidação de
Acetil-CoA
Estágio 3
Transporte de elétrons e fosforilação
oxidativa
Catabolismo
de
proteínas
lipídeos e
carboidratos
mitocôndrias
I- GLICÓLISE – Quebra da glicose (ANAERÓBICA)
II- CICLO DE KREBS - Conjunto de reações que formam CO2 - H2O -
NAPH2 - FADH2 (ANAERÓBICA)
III- CADEIA RESPIRATÓRIA – Produção de moléculas de ATP
(AERÓBICA)
ETAPAS DA RESPIRAÇÃO CELULAR
GLICÓLISE – PRIMEIRA ETAPA
• Ocorre no citoplasma e consiste na quebra parcial da glicose em duas moléculas de ácido pirúvico.
• Durante esta quebra, uma parte da energia da glicose é liberada em quatro parcelas, permitindo a produção de quatro moléculas de ATP.
• Como duas moléculas foram gastas para ativar a glicose, o saldo é de 2ATP nesta etapa. Ocorre também desidrogenação, com formação de NADH + H+
GLICOSE AC.PIRUVICO
PRIMEIRA ETAPA - GLICÓLISE
Quebra da molécula glicose
C 6H12O6
(2) C3H4O3
4H+
– NAD E FAD - Moléculas Carregadora de H+
- Cada molécula carrega 2 átomos de H+
ÁCIDO PIRÚVICO
- 2NAD + 2H2 = 2NADH2
- FORAM PRODUZIDOS 2 AC. PIRÚVICOS
MITOCÔNDRIAS
CICLO KREBS – CADEIA RESPIRATÓRIA
HIALOPLASMA GLICÓLISE
IMPORTANTE
- SALDO DE 2 ATP NA REAÇÃO
PRODUTOS DA GLICÓLISE
CICLO DE KREBS – segunda etapa
• Esta fase ocorre na matriz das
mitocôndrias.
• Antes de o ciclo se iniciar, há uma etapa
preparatória, no qual o ácido pirúvico é
desidrogenado e descarboxilado, resultando
em uma molécula de NADH + H+ e uma de
CO2. Assim, forma-se a acetila.
• A acetila liga-se à coenzima A e passa a ser
chamada de Acetil-Coenzima-A, ou Acetil-
CoA.
CICLO DE KREBS Continuação da quebra da molécula glicose com
descarboxilações /desidrogenações
ÁCIDO PIRÚVICO + ACETI-CoA
ÁCIDO CÍTRICO
ÁCIDO CETOGLUTÁRICO
ÁCIDO SUCCÍNICO ÁCIDO MÁLICO
ÁCIDO OXALACÉTICO
NADH2
FADH2
NADH2
NAD
CO2
CO2 CO2
CO2
1-ATP
PRODUTOS FORMADOS NO CICLO DE KREBS
POR CADA ÁCIDO PIRÚVICO
- 3 NADH2
- 1 FADH2
- 1 ATP
COMO SÃO 2 MOLÉCULAS DE ÁCIDO
PIRÚVICO, O RESULTADO FINAL É:
- 6 NADH2
- 2 FADH2
- 2 ATP
M
I
T
O
Ô
N
D
R
I
A
S
M
A
T
R
I
Z
NADH2
NAD
NAD
NADH2
Co - A
NAD
FAD
(2) C3H4O3
• A cadeia respiratória é também chamada
fosforilação oxidativa porque a síntese de
ATP depende da entrada de um fosfato no
ADP (fosforilação) e a fosforilação é
realizada com energia proveniente de
oxidações.
CADEIA RESPIRATÓRIA/FOSFORILAÇÃO
OXIDATIVA/ CADEIA TRANSPORTADORA
DE ELÉTRON- terceira etapa
CADEIA RESPIRATÓRIA/FOSFORILAÇÃO
OXIDATIVA
• Ocorre na membrana interna da
mitocôndria.
• Aqui, os átomos de hidrogênio retirados
pelo NAD das cadeias de carbono durante a
glicólise e o Ciclo de Krebs são
transportados por várias moléculas
intermediárias até o oxigênio, formando
água e grande quantidade de ATP.
• Na realidade não são transportados átomos
de hidrogênio, mas sim seus elétrons,
obtidos da quebra do hidrogênio em elétron
e H+.
• As moléculas transportadoras de
elétrons estão arrumadas na
membrana interna da mitocôndria de
acordo com o trajeto que os elétrons
percorrem. Há um conjunto de
proteínas (que recebem os elétrons do
NAD.H2), um composto orgânico
chamado ubiquinona e várias
proteínas chamadas citocromos.
CADEIA RESPIRATÓRIA/FOSFORILAÇÃO
OXIDATIVA
Proteínas transportadoras de elétrons
Complexo I= NADH desidrogenase
Complexo II= succinato desidrogenase
Complexo III= ubiquinona: citocromo c oxidoredutase e
Citocromo c
Complexo IV= citocromo oxidase
CADEIA RESPIRATÓRIA/FOSFORILAÇÃO
OXIDATIVA
• Durante o trajeto, os elétrons formam, com os transportadores (citocromos), compostos cuja quantidade de energia é menor que a do transportador anterior. Dessa forma, a energia é liberada e usada na síntese de ATP.
• Os transportadores não são gastos no processo.
• Nesse processo, o oxigênio é a molécula que se reduz definitivamente, recebendo elétrons e íons H+ da solução, formando água.
• A célula necessita sempre receber oxigênio, caso contrário a cadeia respiratória para.
BALANÇO GERAL DA CADEIA
RESPIRATÓRIA
• No caminho até a água, cada par de hidrogênio recolhido pelo NAD produz três moléculas de ATP; se recolhido pelo FAD, produz duas moléculas.
• Dessa cadeia participam, então:
– 2NAD.2H provenientes da glicólise
– 2FAD.2H vindos da etapa preparatória do ciclo de Krebs
– 8NAD.2H vindos do Ciclo de Krebs (quatro em cada ciclo).
CADEIA RESPIRATÓRIA OU CADEIA DE ELÉTRONS
NADH2
FADH2
MEMBRANA DAS CRISTAS MITOCONDRIAIS
PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS DE ELÉTRONS
Resultado final da
respiração celular
a partir de uma
glicose
- GLICÓLISE – 2 ATP+ 2 NADH2 (2 + 2X3) = 8 ATP
- CICLO KREBS – 2 ATP+ 3 NADH2 (2X3X3+2) = 20 ATP
2 FADH2 (2X2) = 4 ATP
- CoA – 1 NADH2 (2X3) = 6 ATP
- AO FINAL DA CADEIA 8 + 6 + 20 + 4 = 38 ATP
OBS - NA MITOCÔNDRIA SÃO 2 AC. PIRÚVICOS
ORIGINA 3ATP
ORIGINA 2ATP
EQUAÇÃO DA RESPIRAÇÃO CELULAR
RELAÇÃO FOTOSSÍNTESE X RESP CEL.