Metabolismo energético

Metabolismo energético
Prof. João Paulo Linhares
Metabolismo
Conjunto de reações químicas que ocorrem no organismo.

Ex.: biossíntese de nucleotídeos e aminoácidos, degradação de ácidos graxos
Seres Produtores
Também chamados de AUTÓTROFOS.

São capazes de produzir o próprio “alimento”, através do processo da FOTOSSÍNTESE

RESPIRAÇÃO X FOTOSSÍNTESE
6CO2 +12 H2O ----------------> C6H12O6 + 6O2 +6H2O


Seres Consumidores
Também chamados HETERÓTROFOS.

Não produzem seu próprio alimento e precisam se alimentar de autótrofos ou outros heterótrofos para obter energia necessária à sua sobrevivência.

RESPIRAÇÃO CELULAR
Respiração Celular --> Fenômeno Bioquímico pelo qual as células retiram a energia acumulada nas substâncias orgânicas (alimentos).
- A respiração é um processo que libera energia, sendo que esta será utilizada na síntese de novos compostos pelas células, no transporte de substâncias, na divisão celular e vários outros processos.
- Na respiração, existe produção de CO2 e H2O e a energia é liberada lentamente e em grande parte acumulada numa substância denominada ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP). A energia acumulada no ATP será utilizada nas reações vitais.

METABOLISMO ENERGÉTICO
A Respiração Celular

Como a energia é armazenada na célula?
Nas ligações fosfato da molécula de ATP.

ATP
ATP = Adenosina tri-fosfato
Armazena nas suas ligações fosfatos a energia liberada na quebra da glicose.
Quando a célula precisa de energia para realizar alguma reação química, as ligações entre os fosfatos são quebradas, energia é liberada e utilizada no metabolismo celular.
Aceptores intermediários de H
NAD e FAD

são aceptores intermediários de hidrogênio, ligando-se a prótons H+ “produzidos” durante as etapas da respiração e cedendo-os para o oxigênio, que é p aceptor final de hidrogênios

NAD E FAD
Processos de liberação de energia:
Aeróbios: ocorre com a participação do oxigênio. Ele é o aceptor final de elétrons e hidrogênios.

Anaeróbios: Também chamado de FERMENTAÇÃO. Acontece sem a utilização de oxigênio. Os aceptores finais dependem do tipo de fermentação.

Fermentação
É o processo de degradação incompleta de substancias orgânicas com liberação de energia e realizada principalmente por fungos e bactérias.

Existem diversos tipos de fermentação, que variam quanto ao produto final. No processo de fermentação o aceptor final de hidrogênios é o produto final.

Fermentação
Pode ser de TRÊS tipos:

Fermentação Alcóolica
Fermentação Láctica
Fermentação acética

Fermentação Alcóolica
Produtos Finais: etanol, CO2 e 2 ATPs

Realizada por leveduras que é utilizada na produção pouco eficaz no que diz respeito à liberação de energia, pois uma molécula de glicose só rende 2 ATPs

FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA
Fermentação Láctica
Realizada por bactérias do leite que é empregada na preparação de iogurtes e queijos.
Também ocorre em nossos músculos em situações de grande esforço físico.
Também rende 2 ATPs por molécula de glicose.
Fermentação Láctica

Respiração Aeróbica
Processo pelo qual a glicose é degradada em CO2 e H2O na presença de oxigênio.

Rendimento  é maior do que na fermentação  38 ATPs por molécula de glicose quebrada.

Respiração Aeróbica
Fases:
Anaeróbia (glicólise): não necessita de oxigênio para ocorrer e é realizada no citoplasma.
Aeróbia (ciclo de Krebs e cadeia transportadora de elétrons): requer e presença de oxigênio e ocorre dentro das mitocôndrias

Respiração Aeróbica
Equação geral:


C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + 38 ATP

Glicólise
Quebra da glicose em duas moléculas de piruvato + NADH + ATP

Após a formação dos ácidos pirúvicos eles entram na mitocôndria, sendo atacados então por desidrogenases e descarboxilases. Logo, são liberados CO2, que são liberados pela célula e hidrogênios que são capturados pelo NAD. O acetil formado combina-se com a Co-enzima A (Co-A) e a nova molécula (Acetil-CoA) começa o ciclo de Krebs
Coenzima A
Ciclo de Krebs
Ocorre na matriz mitocondrial.
Todo carbono responsável pela formação do acetil é degradado em CO2 que é então liberado pela célula, caindo na corrente sanguínea.
São liberados vários hidrogênios, que são então capturados pelos NAD e FAD, transformando-se em NADH2 e FADH2.
Ocorre também liberação de energia resultando na formação de ATP

Ciclo de Krebs
Cadeia Transportadora de Elétrons
ocorre nas cristas mitocondriais.
Também chamado de Fosforilação Oxidativa.
É um sistema de transferência de elétrons provenientes do NADH2 e FADH2 até a molécula de oxigênio.


Cadeia Transportadora de Elétrons
Os elétrons são passados de molécula para molécula presente nas cristas mitocondriais chamados CITOCROMOS.
Quando o elétron “pula” de um citocromo para outro até chegar no aceptor final (o oxigênio), ocorre liberação de energia que é convertida em ATP.

Cadeia Transportadora de Elétrons
Resumindo...
Glicólise: 2 ATPs + 2 NADH
Formação do Acetil-CoA: 2 NADH + 2 CO2
Ciclo de Krebs: 6 NADH + 2FADH + 2 ATPs + 2 CO2
Cadeia Transp Cadeia Transportadora de Eletróns:
NADH  3 ATPs
FADH  2 ATPs

10 NADH  30 ATPs
2 FADH  4 ATPs
 4 ATPs ortadora de Eletrons:

Aula de organelas

CITOPLASMA E ORGANELAS
Prof. João Paulo
CITOPLASMA
“kytos” = célula
“plasma” = que modela
Maior parte da célula
Processos metabólicos
Citosol: líquido viscoso semitransparente
80% água + proteínas, lipídios, glicídios,íons, vitaminas, bases nitrogenadas
CITOPLASMA - CÉLULA PROCARIÓTICA
NÃO possui organelas membranosas
Longa molécula de DNA = “cromossomo bacteriano” = NUCLEOÍDE
ÚNICA ORGANELA = Ribossomos dispersos
Plasmídios = resistência a antibióticos
Mesossomo
CITOPLASMA - CÉLULA EUCARIÓTICA
Entre o núcleo e a membrana plasmática
Possui Organelas Membranosas e de Citoesqueleto
ORGANELAS
ESTRUTURAS CITOPLASMÁTICAS

“Vitalidade da Célula”
ORGANELAS
RIBOSSOMOS
R.E.R
R.E.L
COMPLEXO DE GOLGI
LISOSSOMOS
PEROXISSOMOS
MITOCÔNDRIAS
PLASTOS
CENTRÍOLOS
VACÚOLOS
RIBOSSOMOS
Síntese de proteínas
Livres no citoplasma ou aderidos ao RER
RETÍCULO ENDOPLÁSTICO RUGOSO ou ERGASTOPLASMA
Rede de tubos e bolsas achatadas interligadas
Ribossomos aderidos
Síntese de proteínas – (ribossomos aderidos)
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO ou AGRANULAR
Rede de tubos e bolsas achatadas interligadas
Sem ribossomos aderidos
FUNÇÕES;
Desintoxicação: álcool, pesticidas...
Síntese de LIPÍDIOS
COMPLEXO DE GOLGI
Conjunto de bolsas membranosas achatadas / empilhados – “CISTERNAS (animais) DICTOSSOMOS ou GOLGIENSE (vegetais)”
FUNÇÕES;
Secreção Celular
Produção de muco / células intestinais
Formação do acrossomo / Espermatozoídes
Produz o Lisossomo

LISOSSOMOS
Bolsas membranosos com enzimas digestivas – proteases, nucleases... / “DIGESTÃO INTRACELULAR”
pH = 4,8 “Rompimento”...
Heterofagia
Autofagia

PEROXISSOMOS
Semelhante aos lisossomos
Enzima:
CATALASE
H202 - “Oxidação Celular”
H202 CATALASE 2 H20 + 02
Desintoxicação celular
Suas enzimas são produzidas pelos lisossomos
MITOCÔNDRIAS
Forma de bastonete com membrana externa lisa e membrana interna com dobras (cristas mitocondriais)
Respiração celular – “ATP”
Possui enzimas , RNA , DNA e ribossomos próprios
Capazes de autiduplicação
PLASTOS
Presente nas células VEGETAIS E ALGAS
Há 3 tipos; Cloroplastos
Cromoplastos
Leucoplastos
CLOROPLASTOS
Contém clorofila (verde) - “FOTOSSÍNTESE”
Com membrana lisa / externa e membrana tilacóide com estroma internamante
PLASTOS
CROMOPLASTOS
Pigmentos vermelhos
LEUCOPLASTOS
Não contém pigmentos
Nas raízes, caules
Armazenar AMIDO - “Amiloplasto”

PLASTOS
Assim como as mitocôndrias também possuem capacidade de autoduplicação
CITOESQUELETO
Presente somente nas células Eucarióticas
“Arcabouço celular”
CITOESQUELETO
Funções:
Formato a célula
Deslocamento de materiais no interior da célula
Movimentos amebóides
Ciclose – correntes citoplasmáticas
Contração muscular

CENTRÍOLOS
Microtúbulos de proteínas
Formação do fuso mitótico – Divisão celular
Não existe em VEGETAIS SUPERIORES
CÍLIOS e FLAGELOS
Filamentos móveis
Função:
Locomoção celular
Ex: flagelo espermatozóide
VACÚOLO CENTRAL
Presente nos VEGETAIS
São regiões expandidas do RE ou do C. de Golgi
Funções;
“DIGESTÃO INTRACELULAR” – Contém Enzimas
Também armazenamento de substâncias
VACÚOLO PULSÁTIL
Só em protozoários de ÁGUA DOCE
“BOMBA D’ ÁGUA”

A discursiva

pergunta:O texto que se segue foi extraído de "Xadrez, truco e outras guerras", de José Roberto Torero. Servimos-nos de algumas de suas estruturas, para introduzir a(s) questão(ões) seguintes.

Os abutres, sábios animais que se alimentavam do mais farto dos pastos, já começavam a sobrevoar a ala dos estropiados quando o General mandou que acampassem. Naquela tarde assaram trinta bois, quantidade ínfima para abastecer os homens que ainda sobravam.... O plano dos comandantes era assaltar fazendas da região e tomar-lhes o gado...
À noite a ração foi ainda mais escassa, e, para enganar a fome, fizeram-se fogueiras para assar as últimas batatas e umas poucas raízes colhidas pelo caminho. Como o frio também aumentava, surgiu um impasse: quem ficaria perto do fogo: os coléricos, que logo morreriam, ou os sãos, que precisavam recuperar as forças para a luta?
(TORERO, J. Roberto. "Xadrez, truco e outras guerras")

1. Como o frio também aumentava, surgiu um impasse: quem ficaria perto do fogo (...)

O corpo dos animais apresenta diferentes mecanismos, capazes de promover o bem-estar do indivíduo, em diferentes temperaturas ambientais.

a) A pele desses animais é formada por células. Esquematize a estrutura molecular da membrana plasmática, indicando 3 componentes da mesma.
b) Justifique e exemplifique a afirmativa: Os animais ectotérmicos ou pecilotérmicos necessitam, diferentemente do homem, de expor-se a fontes ambientais de calor.

Envoltórios da Membrana Pasmática

A membrana celular geralmente está envolvida por um reforço mais resistente.
Células Animais (glicocálix): aderida à face externa da membrana das células, encontramos glicoproteínas. O conjunto dessas glicoproteínas e dos glicídios da membrana recebe o nome de glicocálix. Além de proteger a célula contra danos mecânicos ou químicos, o glicocálix participa do reconhecimento de uma célula por outra, promovendo a adesão entre as células.
Células Vegetais (parede celular): a célula vegetal é protegida e sustentada pela parede celular ou parede esquelética, formada de celulose. Entre as paredes de células adjacentes, há uma camada de pectina e outras substâncias adesivas (lamela média), que mantêm as células unidas. Entre as células vegetais, aparecem poros com ligações de citoplasma (os plasmodesmos), que facilitam a passagem de substâncias de uma célula para outra.
Não esqueça: "Parede celular NÃO é sinônimo de membrana celulósica"!!

+ Questões

Pergunta:Alguns casos de obesidade mórbida têm sido tratados através de cirurgia que inclui o encurtamento do intestino delgado, com o objetivo de diminuir a superfície de absorção de nutrientes. A grande capacidade de absorção do epitélio intestinal se deve à presença de:

a) desmossomos.
b) glicocálix.
c) plasmodesmos.
d) zonas de oclusão.
X e) microvilosidades

Questões

pergunta:O modelo ACIMA representa a configuração molecular da membrana celular, segundo Singer e Nicholson. Acerca do modelo proposto, assinale a alternativa incorreta.
a) O algarismo 1 assinala a extremidade polar (hidrófila) das moléculas lipídicas.
b) O algarismo 2 assinala a extremidade apolar (hidrófoba) das moléculas lipídicas.
c) O algarismo 3 assinala uma molécula de proteína.
d) O algarismo 4 assinala uma molécula de proteína que faz parte do glicocálix.
e) O algarismo 5 assinala uma proteína extrínseca à estrutura da membrana.