Por Roberta das Neves Show
Doutora em Microbiologia pela UFRJ Metabolismo energéticoOs seres vivos utilizam a molécula de adenosina trifosfato (ATP) como fonte de energia para diferentes ações, desde o ato de virar uma página até os batimentos cardíacos. Basicamente, o ATP é constituído por um nucleotídeo composto pela base nitrogenada (adenina) ligada a um açúcar (ribose) e três fosfatos, cuja energia é armazenada nas ligações químicas entre os fosfatos. O
rompimento dessa ligação libera fosfato que é utilizado nos processos celulares. Quando a molécula de ATP perde um fosfato, essa se torna uma molécula com dois fosfatos, denominada adenosina difosfato (ADP), entretanto, quando o ATP é degradado a sua forma mais simples, liberando dois fosfatos e, consequentemente, mais energia, torna-se uma molécula com apenas um fosfato, denominada adenosina monofosfato (AMP). O ATP é utilizado e
gerado durante os processos de respiração celular, tanto na presença de oxigênio (respiração aeróbia) quanto na ausência de oxigênio (respiração anaeróbia e fermentação) RespiraçãoA respiração divide-se em duas fases: a anaeróbia, que compreende a etapa da
glicólise, que ocorre na ausência do oxigênio no citoplasma das células eucariótica e procariótica, e aeróbia que ocorre na presença do oxigênio. A fase aeróbia divide-se em duas etapas: o ciclo de Krebs que ocorre na matriz mitocondrial das células eucarióticas e no citoplasma das células procarióticas, e a cadeia respiratória que ocorre nas cristas mitocondriais e próximas à face interna da membrana plasmática, em eucariotos e procariotos, respectivamente. Glicólise: nessa etapa, a glicose (C$$$_6_6$$$H$$$_{12}_{12}$$$O$$$_6_6$$$) é oxidada, em um processo denominado glicólise, usando dois ATPs por moléculas de glicose para fornecer a energia inicial. Ao final da glicólise, produzem duas moléculas de piruvato, 4 ATPs, sendo que 2 ATPs irão repor os utilizados inicialmente, havendo, portanto um saldo final de 2 ATPs e a liberação de elétrons energizados e íons
H$$$^+^+$$$, são capturados por aceptores de elétrons denominados NAD$$$^+^+$$$ (do inglês Nicotinamide Adenine Dinucleotide), formando, no final da glicólise, dois equivalentes reduzidos em NADH$$$^+^+$$$. Ciclo de Krebs: o piruvato, com três carbonos, produzido na glicólise, passa para o interior das mitocôndrias, onde é oxidado até o grupo acetil, com dois carbonos, pela ação da
piruvato desidrogenase, liberando uma molécula de gás carbônico (CO$$$_2_2$$$) e energia, sendo parte dela captada quando NADH$$$^+^+$$$ é reduzido, formando NADH$$$_2_2$$$ e, a outra parte da energia é captada quando o grupo acetil é combinado com a coenzima A, formando a acetilcoenzima A (Acetil CoA). O Acetil CoA combina-se com um composto de quatro carbonos, o ácido oxalacético, e libera a coenzima A, formando o ácido
cítrico. Ao longo do ciclo, o ácido cítrico perde dois carbonos na forma de CO$$$_2_2$$$ e oito hidrogênios que são captados por NAD e por um outro aceptor de elétrons chamado FAD (do inglês, Flavin Adenine Dinucleotide). Ao final, forma-se o ácido oxalacético, que novamente se unirá ao acetil CoA, reiniciando o ciclo. Durante esse processo, formam-se também duas moléculas de GTP (do inglês Guanosine Triphosphate), muito semelhante ao ATP. Cadeia
respiratória ou fosforilação oxidativa: nessas regiões há enzimas oxidativas organizadas em sequência, denominadas citocromos, que atuam como transportadores de elétrons. A essa série de enzimas dá-se o nome de cadeia respiratória. As moléculas de NADH e FADH formadas na glicólise e no ciclo de Krebs são oxidadas na cadeia respiratória, transferindo os elétrons para os citocromos. À medida que os elétrons de hidrogênio provenientes dessas moléculas passam pelos transportadores, esses
são oxidados e perdem energia que é armazenada em moléculas de ATP, através da fosforilação do ADP. Por esse fato, a cadeia respiratória também é conhecida como fosforilação oxidativa. O receptor final do hidrogênio é o oxigênio, formando a água. É de extrema importância o fornecimento constante de oxigênio, caso contrário os transportadores ficariam sempre com seus hidrogênios reduzidos, sem condições de receber novos hidrogênios, interrompendo a respiração. A cadeia respiratória é responsável
pela maior parte de ATP produzido pela célula. Ao final, produz-se 8 NADH$$$_2_2$$$, 2 FADH$$$_2_2$$$ e 34 ATP. FermentaçãoA fermentação ocorre na ausência do oxigênio no citosol da célula eucariótica e procariótica. A glicose é degradada em substâncias mais simples, como o ácido lático (fermentação lática) e o álcool etílico (fermentação alcoólica). Tanto na fermentação lática como alcoólica há um saldo de apenas 2
moléculas de ATP e, em ambos os processos, iniciam com o ácido pirúvico obtido da glicólise, como descrito na respiração aeróbia.
Exercícios resolvidos(Enem - 2012) Há milhares de anos o homem faz uso da biotecnologia para a produção de alimentos como pães, cervejas e vinhos. Na fabricação de pães, por exemplo, são usados fungos unicelulares, chamados de leveduras, que são comercializados como fermento biológico. Eles são usados para promover o crescimento da massa, deixando-a leve e macia. O crescimento da massa do pão pelo processo citado é resultante da:
a) liberação de gás carbônico. Gabarito: O processo de produção de pães ocorre por fermentação alcoólica, um processo anaeróbico com produção de etanol e de gás carbônico. É o gás carbônico o responsável pelo crescimento da massa do pão. Letra A. Os comentários são de responsabilidade exclusiva de seus autores e não representam a opinião deste site. Se achar algo que viole os termos de uso, denuncie. Leia as perguntas mais frequentes para saber o que é impróprio ou ilegal.
Qual etapa metabólica ocorre tanto na respiração aeróbica quanto na fermentação?A glicólise, que ocorre tanto na fermentação quanto na respiração celular, é um processo anaeróbio em que a glicose é quebrada em duas moléculas de piruvato.
Qual processo ocorre na respiração aeróbica e fermentação?A fermentação é um processo anaeróbio, enquanto a respiração celular é um processo aeróbio. A fermentação não apresenta uma cadeia de transporte de elétrons, como ocorre na respiração celular. O aceptor final de elétrons na fermentação é uma molécula orgânica, e na respiração celular, é o oxigênio.
Qual etapa metabólica ocorre na respiração celular e na fermentação?A fermentação é um processo anaeróbico de obtenção de energia, ou seja, ocorre quando não há oxigênio disponível no meio. A fermentação pode ser uma fermentação alcoólica ou uma fermentação lática. A etapa inicial da fermentação é a mesma da respiração celular: a glicólise.
Quais são as etapas da respiração aeróbica e onde ocorrem?A respiração aeróbica é aquela em que há participação do oxigênio e pode ser dividida em três etapas: a glicólise, ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa. Quando falamos em respiração, logo imaginamos a entrada de oxigênio e a saída de gás carbônico pelas nossas vias respiratórias.
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