Obtenção de energia

PlantasTodas as células necessitam de energia para realizarem as suas atividades. Os compostos orgânicos são degradados de forma a libertarem energia, formando ATP. Uma parte desses compostos orgânicos é utilizada pelas células dos seres autotróficos que os produzem, sendo outra parte utilizada pelos seres heterotróficos, incapazes de gerar o seu próprio alimento.

As células de todos os seres vivos realizam um conjunto de reações químicas essenciais á vida. Ao conjunto dessas reações chama-se metabolismo celular.

 

Metabolismo celular 

Anabolismo

Reações em que ocorre formação de moléculas mais complexas a partir de moléculas mais simples, ocorrendo consumo de energia.

 Catabolismo

Reações em que os compostos orgânicos são degradados em moléculas mais simples, ocorrendo libertação de energia.

As células obtêm energia através de uma série de reações em cadeia, nas quais as substâncias orgânicas vão sendo lentamente degradada, libertando-se a energia em várias etapas. Esta energia não pode ser utilizada diretamente nas atividades celulares sendo, por isso, acumulada em compostos intermédios como o ATP.

 

 

Existem várias vias catabólicas capazes de transferir energia contida nos compostos orgânicos para moléculas de ATP. Nestas vias, intervêm compostos, como o NAD, que transportam os protões (H+) e eletrões do hidrogénio, desde o substrato até a um acetor final. Se o acetor final de eletrões for O2, o conjunto destas reações designa-se respiração aeróbia, como na maioria dos animais e plantas. No caso de o acetor final de eletrões não ser o oxigénio o processo designa-se por respiração anaeróbia. A fermentação é um processo que visa a obtenção de energia, mas em que não existe um acetor de eletrões externo. Em vez disso, no final do processo degradativo, os eletrões são captados por uma molécula orgânica que deriva do substrato inicial. 

Resumindo

reações Catabólicas

 

Respiração Aeróbia

Respiração Anaeróbia Fermentação

 

Oxigénio

outras moléculas inorgânicas (ex. CO2)

Moléculas orgânicas

Ácido Pirúvico

 Os seres menos complexos utilizam como processo de obtenção de energia a fermentação. Alguns animais utilizam a fermentação como via energética alternativa - anaeróbios facultativos

 FermentaçãoA fermentação é um processo simples que ocorre no Hialoplasma das células, compreendendo duas etapas:

Glicólise - conjunto de reações que degradam a glicose até ácido pirúvico Redução do piruvato -  conjunto de reações que conduzem á formação dos produtos da fermentação Glicólise

https://eportfoliosusana.webnode.pt/products/obten%C3%A7%C3%A3o%20de%20energia/

https://blogdoenem.com.br/biologia-enem-fermentacao-alcoolica-lactica/

 

 A molécula de glicose é quimicamente inerte. Assim, para que a sua degradação se inicie, é necessário que esta seja ativada através da energia fornecida pelo ATP.

Depois segue-se um conjunto de reações que levam á degradação da glicose até ácido pirúvico, com formação de ATP e NADH.

No final resultam:

duas moléculas de NADH duas moléculas de ácido pirúvico duas moléculas de ATP (formam-se 4 mas duas são gastas na ativação da glicose). Redução do PiruvatoA redução do piruvato, em condições de anaerobiose, faz-se pela ação do NADH, formado durante a glicólise, e pode conduzir á formação de diferentes produtos. Por isso, existem vários tipos de fermentação, cujas designações indicam o produto final.

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  Respiração aeróbiaNas células eucarióticas surgiram organelos especializados - mitocôndrias - capazes de realizar a oxidação completa do ácido pirúvico obtido na glicólise, originando compostos muito simples (água e dióxido de carbono). Este processo ocorre apenas na presença de oxigénio, sendo por isso, designado respiração aeróbica.

Pode considerar-se a existência de quatro etapas na respiração aeróbia:

Glicólise - 1ª etapa.Etapa comum á fermentação. Ocorre no hialoplasma e conduz á formação de duas moléculas de ATP, duas moléculas de NADH + H+ e duas moléculas de ácido pirúvico.

Formação de acetil-coenzima A - 2ª etapaNa presença de O2, o ácido pirúvico entra na mitocôndria, onde é descarboxilado e oxidado (perde um hidrogénio, que é usado para reduzir o NAD+, formando o NADH + H+).

 Ciclo de Krebs

 

Cadeia transportadora de eletrões e fosforilação oxidativa - 4ª etapaAs moléculas de NADH e FADH, formadas durante as etapas anteriores da respiração, transportam eletrões que vão percorrer uma série de proteínas até serem captados por um acetor final - o oxigénio. Estas proteínas acetores de eletrões constituem a cadeia transportadora de eletrões e encontram-se ordenadas na membrana interna das mitocôndrias de acordo com a sua afinidade para os eletrões.

 

Estrutura da mitocôndria

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