Respiração Celular
Na respiração celular temos 3 etapas: Glicólise, ciclo de Krebs e a cadeia respiratória.
Glicólise
A glicólise nada mais é do que a quebra da molécula de glicose. Essa fase ocorre fora da mitocôndria e é um processo anaeróbico, ou seja, não utiliza oxigênio.
Pra fazer essa quebra de molécula, a célula manda 2 ATPs (adenosina trifosfato), liberando muita energia, formando 2 ácidos pirúvicos (piruvatos) e 4 ATPs. A outra parte da energia que foi liberada é resgatada pelo NAD+ (transportador de elétrons) que vira NADH e é levada pra mitocôndria.
PS: quando os piruvatos são levados pra dentro da mitocôndria, gasta energia produzindo mais 2 NADH.
Portanto, o saldo da glicólise fica: 4 NADH + 4 ATPs + 2 piruvatos. Lembrando que, como foi usado 2 ATPs pra quebrar a molécula, o saldo é 2 ATPs.
Ciclo de Krebs
Depois da glicólise, os piruvatos que têm 3 carbonos cada, são levados pra dentro da mitocôndria, na matriz mitocondrial. Antes de entrar pro ciclo, a molécula de piruvato sofre uma descarboxilação, ou seja, ela perde 1 carbono, formando outra molécula, chamada de acetil. Esse acetil se junta com uma enzima, coenzima A, formando o acetil coenzima A, essa molécula vai aumentar a velocidade de reações químicas no ciclo de Krebs. E pra produzir essa molécula, foi liberado energia, produzindo 1 NADH. Como os 2 piruvatos formaram 2 acetil coenzima A, todos os resultados são multiplicados por 2 no final. Esse ciclo, vai precisar de oxigênio, ou seja, processo aeróbico.
No início do ciclo já temos uma molécula chamada Ácido Oxalacético (4C) que se une ao Acetil CoA (2C), formando o Ácido Cítrico (6C) e a enzima se solta.
O propósito desse ciclo é ir quebrando as moléculas aos poucos pra ir liberando energia aos poucos. Então, o ácido cítrico se quebra, ou seja, ele perde 1 carbono, formando o Ácido Cetoglutárico (5C). O carbono que foi liberado, produziu energia, formando 1 NADH. Lembrando que esses carbonos são liberados em forma de CO2. Outro carbono é liberado, produzindo energia, formando NADH, resultando na molécula Ácido succínico (4C). Nessa parte do ciclo, é formado também 1 ATP.
A partir de agora, a molécula não perde mais carbono, pois vai se estabilizar com 4 carbonos, voltando a se tornar a primeira molécula, mas ela perde hidrogênio e junto com o oxigênio, ela forma a água, produzindo 1 FADH que carrega uma energia menor que o NADH. Depois dessa desidrogenação, a molécula vira Ácido Málico, liberando energia, formando NADH e voltando a ser Ácido Oxalacético.
Um ponto importante de lembrar é que a molécula só quebra carbono com a presença de oxigênio.
Saldo até agora: 1 ATP, 3 NADH, 1 FADH x2 porque são 2 piruvatos, então: 2 ATP, 6 NADH e 2 FADH.
Cadeia Respiratória
A última e não menos importante etapa, é a cadeia respiratória onde os NADH e FADH deixam sua energia e a transformam em ATP. Como isso acontece?Bom, já vimos que a Glicólise é feita fora da mitocôndria, o Ciclo de Krebs é feito na matriz mitocondrial e vamos ver agora que a Cadeia Respiratória é feita nas cristas mitocondriais. As cristas são essas dobrinhas dentro da mitocôndria.
Nessas cristas, encontramos 4 proteínas responsáveis por transportar a energia. São elas:
NADH redutaze: os NADH liberam nessa proteína H2 e proteínas altamente energizadas.
FADH2 redutaze: os FADH liberam sua energia por essa proteína, e por ela também passam os elétrons que estavam na NADH
Citocromo C redutaze: a molécula ubiquinona ajuda a transportar pra seguinte proteína
Citocromo C oxidaze
Essa energia vai passando de proteína por proteína, tentando chegar á molécula de O2. Assim, os elétrons vão liberando toda sua energia nesse processo, bombardeando os hidrogênios pra fora da mitocôndria. Esses hidrogênios têm carga positiva, e dentro da célula existem hidrogênios negativos que puxam os positivos pra baixo, porém pra esses hidrogênios irem pra dentro da célula, eles precisam passar por uma enzima no fim do processo que se chama ATP sintaze. Nessa enzima, os hidrogênios precisam entrar nela pra que ela comece a girar, liberando então energia em forma de ATP.
O ATP sai da mitocôndria e os NADH e FADH voltam para as outras etapas buscando mais energia.
Cada NADH carrega energia o suficiente pra fazer 3 moléculas de ATP e o FADH que carrega uma energia menor, gera 2 ATPS.
Sendo assim, foi feito na primeira etapa: 2 ATPs e 4 NADH
Na segunda fase, 2 ATP, 6 NADH e 2 FADH
Portanto, 10 NADH, 2 FADH 4 ATPs = 38 ATPs.
Fosforilação: ADP+P = ATP
Oxidação: tira elementos da glicose.
Exercício sobre a matéria.
Questão 17 da PUC Minas 2015
O esquema representa uma simplificação do metabolismo de oxidação da glicose para a produção de energia.
Considerando que os processos estejam ocorrendo em uma célula eucarionte, assinale a afirmativa CORRETA.
A) O processo de 1 a 2 ocorre fora da mitocôndria, mas produz ATP no próprio local e na cadeia de transporte
de elétrons.
B) Entre 2 e 3 ocorre a oxidação do piruvato com produção de ATP na cadeia de transporte de elétrons.
C) Entre 5 e 4 ocorre na matriz da mitocôndria formando ATP com fosforilação pela quebra de substrato e
oxidativa com participação de NAD e FAD.
D) A fermentação lática ocorre no esquema entre os processos de 1 a 2, sem participação de transportador de
hidrogênio.
Resolução
Analisando as letras A e B, vemos que elas falam de transporte de elétrons, esse processo é da cadeia respiratória, (6), não se tratando dos itens 1, 2 e 3. As duas alternativas estão erradas.
A letra C fala de que nos itens 4 e 5 ocorre a fosforilação pela quebra de substrato e oxidativa com participação de NAD e FAD. A afirmativa está errada pois esse processo ocorre na cadeia respiratória, item 6. Importante lembrar que a cadeia respiratória é também conhecida como Fosforilação Oxidativa.
A fermentação lática é feita no processo de glicólise (1-2), onde o ácido pirúvico é convertido em ácido lático.
Resposta: D
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