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FERMENTAÇÃO
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Metabolismo celular 3
É o conjunto de todas as reacções químicas que ocorrem numa
célula.
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Metabolismo celular 4
• reacções de síntese de moléculas complexas a partir de moléculas simples. Estas reacções são consideradas endoenergéticas.
Anabolismo
• reacções de degradação de
moléculas complexas em moléculas mais simples. Estas reacções são consideradas exoenergéticas.
Catabolismo
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Metabolismo celular 5
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ATP
A principal molécula transportadora de energia nas células é
o ATP (adenosina trifosfato).
adenina – base azotada ribose – açúcar com 5 C 3 grupos fosfato (compostos inorgânicos)
6
Ribose
Adenina
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Reacções catabólicas 7
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Fermentação
Processo anaeróbio (sem utilização de O2), realizado por certas espécies de bactérias e leveduras, durante o qual
moléculas orgânicas são utilizadas na produção de ATP.
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Etapas da fermentação
Os processos de fermentação envolvem
conjuntos de reacções enzimáticas que
ocorrem no hialoplasma:
Glicólise – ocorre a degradação da glicose
em ácido pirúvico;
Redução do ácido pirúvico – conduz à
formação dos produtos de fermentação.
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Glicólise
Balanço glicólise :
formam-se 2 NADH
gastam-se 2 ATP
formam-se 4 ATP
formam-se 2 Ác. pirúvico
10
Rendimento energético – 2 ATP
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Glicólise
Distribuição energética da glicose
(686 kcal/mol):
formam-se 2 NADH – 16% - 105
11
kcal/mol
rendimento 2 ATP – 2% - 14
kcal/mol
energia calorífica – 3% - 21
kcal/mol
formam-se 2 Ác. Pirúvico – 79% -
546 kcal/mol
Podemos concluir que o ácido pirúvico é uma
molécula altamente energética.
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Redução do ácido pirúvico
O ácido pirúvico, ou moléculas orgânicas que se formam a
partir deste, são aceptoras dos electrões do NADH, o que
permite regenerar o NAD+. O NAD+ pode, assim, voltar a ser utilizado na oxidação da
glicose com formação de 2 ATP. Os produtos finais da fermentação dependem da molécula
orgânica que é produzida a partir do ácido pirúvico.
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Fermentação alcoólica
Após a glicólise, o ácido pirúvico experimenta uma
descarboxilação (liberta CO2), originando aldeído acético que por redução origina o etanol (composto altamente energético).
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Fermentação láctica
Após a glicólise, o ácido pirúvico experimenta uma redução,
originando o ácido láctico (composto altamente energético).
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Fermentação láctica
Nas células musculares humanas, durante um exercício físico intenso,
pode realizar-se fermentação láctica, além da respiração aeróbia.
A fermentação permite a obtenção de um suplemento de energia.
Contudo, a acumulação de ácido láctico nos tecidos musculares
provoca dores.
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Fermentação láctica e alcoólica 16
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Fermentação e alimentos 17
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Fermentação e alimentos
Até meados do século XIX (com Pasteur), o Homem obteve
alimentos e bebidas sem conhecimento do papel dos
microrganismos no seu fabrico. Desconheciam-se as causas das
fermentações que permitiam a produção de pão, de vinho, de
cerveja, de queijo, entre outros.
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Respiração celular
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Mitocôndria
Espaço intermembranar
Cristas mitocondriais
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Etapas da Respiração Celular
Glicólise hialoplasma
Formação de Acetil-CoA
matriz mitocondrial
Ciclo De Krebs Ou Ciclo Do
Ácido Cítrico matriz
mitocondrial
Transporte De Electrões Na
Cadeia Respiratória/
Fosforilação Oxidativa
Cristas mitocondriais.
Glicose Glicólise
Ácido pirúvico
Cadeia
transportadora
de electrões
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Glicólise
Por cada molécula
de glicose formam-
se duas moléculas
de ácido pirúvico
ou piruvato.
23
Glicólise
Glicose (6 C)
C6H12O6
ATP
ATP
Piruvato (3 C)
Piruvato (3 C)
NADH
NADH
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Formação da Acetil-CoA
1 Ácido pirúvico (3C) (resultante da glicólise)
Acetil CoenzimaA (2C)/ Acetil CoA
CO2
CoA
NAD+
NADH+H+
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Formação da Acetil-CoA
Ocorre a remoção de duas moléculas de CO2 (uma por cada
ácido pirúvico) descarboxilação;
Não há produção de energia;
Existe oxidação do ácido pirúvico e redução do NAD+ a
NADH;
Forma-se 2 moléculas de acetil – CoA (uma por cada ácido
pirúvico).
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Ciclo de Krebs
Por cada molécula de glicose degradada, formam-se duas
moléculas de piruvato e estas, por sua vez, originam duas
moléculas de acetil-CoA.
Consequentemente, ocorrem dois ciclos de Krebs onde sucedem
os seguintes fenómenos:
Libertação de 4 moléculas de CO2;
Formação de 6 NADH+H+ e 2 FADH2;
Saldo energético: 2 ATP.
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Profª: Sandra Nascimento
27
CICLO DE KREBS
Succinato ∂ cetoglutarato
Succinil CoA
Fumarato
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Ciclo de Krebs
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Fosforilação oxidativa/ Cadeia
Respiratória
Complexo
NADH-Q
reductase Ubiquinona Complexo
citocromo c
reductase
Complexo
citocromo c
oxidase
citocromo c
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Profª: Sandra Nascimento
30
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Cadeia transportadora de electrões
As moléculas transportadoras de H (NADH e FADH2)
transferem os electrões captados para cadeias
transportadoras de electrões, cadeias respiratórias, situadas
na membrana interna das mitocôndrias.
H+
Electrões altamente energéticos
Cadeia transportadora
de electrões
À medida que os electrões vão
sendo transportados na cadeia
respiratória, a energia transferida
vai permitir a síntese de 34
moléculas de ATP. Como este
processo está associado a reacções
de oxirredução, é denominado por
fosforilação oxidativa.
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Cadeia transportadora de electrões
Por cada molécula de
NADH+H+ que entra na
cadeia respiratória
formam-se 3 ATP.
Por cada molécula de
FADH2 que entra na
cadeia respiratória
formam-se 2 ATP.
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O último aceptor de electrões é o oxigénio, o qual capta um
par de iões H+ da matriz, formando H2O.
NADH NAD
Complexo
Enzimático
I Q
Cit c
Complexo
Enzimático
II
Complexo
Enzimático
III
H+
½ O2
H2O
FADH2 FAD
Cadeia transportadora de electrões
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Respiração celular
Citoplasma
Crista mitocondrial
Mitocôndria
Glicose (6 C)
C6H12O6
Total: 10 NADH
2 FADH2
1 ATP 1 ATP
1 NADH 1 NADH
Piruvato (3 C) Piruvato (3 C)
6 O2
6 H2O
32 ou 34
ATP
6 NADH
2 FADH
2 ATP
4 CO2
2 CO2
2 NADH
2 acetil-CoA
(2 C) Ciclo
de
Krebs
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Balanço energético
GLICÓLISE
Ác. pirúvico Acetil-CoA
CADEIA RESPIRATÓRIA
2 ATP 6 ATP 6 ATP 18 ATP 4 ATP 2 ATP
2 ATP 2 ATP
2 NADH
2 NADH
6 NADH 2 FADH
CICLO DE
KREBS
MITOCÔNDRIA
CITOPLASMA
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Balanço energético
Cadeia Transportadora de Electrões:
NADH 3 ATPs
FADH 2 ATPs
10 NADH 30 ATPs
2 FADH 4 ATPs
4 ATPs
38 ATPs
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36 ou 38 ATP??
A membrana interna na mitocôndria é impermeável às
moléculas de NADH presentes no hialoplasma. Assim, os
electrões transportados por estas moléculas são cedidos a
uma molécula de FAD, presente na matriz da mitocôndria,
formando-se assim apenas 2 moléculas de ATP por cada par
de electrões transportados pelo NADH, gerados na glicólise.
Contudo, por vezes, o NADH transfere os seus electrões para
uma molécula de NAD+, presente na matriz mitocondrial,
gerando 3 ATP por cada molécula de NADH resultante da
glicólise.
O balanço energético da respiração aeróbia pode, assim, ser
de 36 ATP ou de 38 ATP
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Saldo energético
Etapa Saldo de ATP
Glicólise 2
Ciclo de Krebs 2
Cadeia respiratória 32 ou 34
Total 36 ou 38
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Respiração celular