RESPIRAÇÃO CELULAR

Prof Marcia M Pedroso

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Locais de oxidações

biológicas:

Cadeia respiratória e

fosforilação oxidativa

Estrutura da

mitocôndria

Mitocôndria ao m.e.

Ribose

Adenina

Fosfatos (3)

Adenosina

ADENINA RIBOSE

FOSFATOS (3)

ADENOSINA

A molécula de ATP

ATP- Adenosina trifosfato

1 mol de ATP = 18.200kcal

Metabolismo: integração entre

catabolismo e anabolismo

Biologia Energética

NADP NADH2

FAD FADH2

OXIDAÇÃO

REDUÇÃO

REDUÇAO

H

H

LOCAIS DA RESPIRAÇÃO CELULAR

CRISTAS

MATRIZ

2a. CICLO DE KREBS

3a. CADEIA

RESPIRATÓRIA

1a. GLICÓLISE

HIALOPLASMA

M I T O C Ô N D R I A S

MEMBRANA EXTERNA

MEMBRANA INTERNA

Estágio 1

Produção de

Acetil-CoA

Estágio 2

Oxidação de

Acetil-CoA

Estágio 3

Transporte de elétrons e fosforilação

oxidativa

Catabolismo

de

proteínas

lipídeos e

carboidratos

mitocôndrias

I- GLICÓLISE – Quebra da glicose (ANAERÓBICA)

II- CICLO DE KREBS - Conjunto de reações que formam CO2 - H2O -

NAPH2 - FADH2 (ANAERÓBICA)

III- CADEIA RESPIRATÓRIA – Produção de moléculas de ATP

(AERÓBICA)

ETAPAS DA RESPIRAÇÃO CELULAR

GLICÓLISE – PRIMEIRA ETAPA

• Ocorre no citoplasma e consiste na quebra parcial da glicose em duas moléculas de ácido pirúvico.

• Durante esta quebra, uma parte da energia da glicose é liberada em quatro parcelas, permitindo a produção de quatro moléculas de ATP.

• Como duas moléculas foram gastas para ativar a glicose, o saldo é de 2ATP nesta etapa. Ocorre também desidrogenação, com formação de NADH + H+

GLICOSE AC.PIRUVICO

PRIMEIRA ETAPA - GLICÓLISE

Quebra da molécula glicose

C 6H12O6

(2) C3H4O3

4H+

– NAD E FAD - Moléculas Carregadora de H+

- Cada molécula carrega 2 átomos de H+

ÁCIDO PIRÚVICO

- 2NAD + 2H2 = 2NADH2

- FORAM PRODUZIDOS 2 AC. PIRÚVICOS

MITOCÔNDRIAS

CICLO KREBS – CADEIA RESPIRATÓRIA

HIALOPLASMA GLICÓLISE

IMPORTANTE

- SALDO DE 2 ATP NA REAÇÃO

PRODUTOS DA GLICÓLISE

CICLO DE KREBS – segunda etapa

• Esta fase ocorre na matriz das

mitocôndrias.

• Antes de o ciclo se iniciar, há uma etapa

preparatória, no qual o ácido pirúvico é

desidrogenado e descarboxilado, resultando

em uma molécula de NADH + H+ e uma de

CO2. Assim, forma-se a acetila.

• A acetila liga-se à coenzima A e passa a ser

chamada de Acetil-Coenzima-A, ou Acetil-

CoA.

CICLO DE KREBS Continuação da quebra da molécula glicose com

descarboxilações /desidrogenações

ÁCIDO PIRÚVICO + ACETI-CoA

ÁCIDO CÍTRICO

ÁCIDO CETOGLUTÁRICO

ÁCIDO SUCCÍNICO ÁCIDO MÁLICO

ÁCIDO OXALACÉTICO

NADH2

FADH2

NADH2

NAD

CO2

CO2 CO2

CO2

1-ATP

PRODUTOS FORMADOS NO CICLO DE KREBS

POR CADA ÁCIDO PIRÚVICO

- 3 NADH2

- 1 FADH2

- 1 ATP

COMO SÃO 2 MOLÉCULAS DE ÁCIDO

PIRÚVICO, O RESULTADO FINAL É:

- 6 NADH2

- 2 FADH2

- 2 ATP

M

I

T

O

Ô

N

D

R

I

A

S

M

A

T

R

I

Z

NADH2

NAD

NAD

NADH2

Co - A

NAD

FAD

(2) C3H4O3

• A cadeia respiratória é também chamada

fosforilação oxidativa porque a síntese de

ATP depende da entrada de um fosfato no

ADP (fosforilação) e a fosforilação é

realizada com energia proveniente de

oxidações.

CADEIA RESPIRATÓRIA/FOSFORILAÇÃO

OXIDATIVA/ CADEIA TRANSPORTADORA

DE ELÉTRON- terceira etapa

CADEIA RESPIRATÓRIA/FOSFORILAÇÃO

OXIDATIVA

• Ocorre na membrana interna da

mitocôndria.

• Aqui, os átomos de hidrogênio retirados

pelo NAD das cadeias de carbono durante a

glicólise e o Ciclo de Krebs são

transportados por várias moléculas

intermediárias até o oxigênio, formando

água e grande quantidade de ATP.

• Na realidade não são transportados átomos

de hidrogênio, mas sim seus elétrons,

obtidos da quebra do hidrogênio em elétron

e H+.

• As moléculas transportadoras de

elétrons estão arrumadas na

membrana interna da mitocôndria de

acordo com o trajeto que os elétrons

percorrem. Há um conjunto de

proteínas (que recebem os elétrons do

NAD.H2), um composto orgânico

chamado ubiquinona e várias

proteínas chamadas citocromos.

CADEIA RESPIRATÓRIA/FOSFORILAÇÃO

OXIDATIVA

Proteínas transportadoras de elétrons

Complexo I= NADH desidrogenase

Complexo II= succinato desidrogenase

Complexo III= ubiquinona: citocromo c oxidoredutase e

Citocromo c

Complexo IV= citocromo oxidase

CADEIA RESPIRATÓRIA/FOSFORILAÇÃO

OXIDATIVA

• Durante o trajeto, os elétrons formam, com os transportadores (citocromos), compostos cuja quantidade de energia é menor que a do transportador anterior. Dessa forma, a energia é liberada e usada na síntese de ATP.

• Os transportadores não são gastos no processo.

• Nesse processo, o oxigênio é a molécula que se reduz definitivamente, recebendo elétrons e íons H+ da solução, formando água.

• A célula necessita sempre receber oxigênio, caso contrário a cadeia respiratória para.

BALANÇO GERAL DA CADEIA

RESPIRATÓRIA

• No caminho até a água, cada par de hidrogênio recolhido pelo NAD produz três moléculas de ATP; se recolhido pelo FAD, produz duas moléculas.

• Dessa cadeia participam, então:

– 2NAD.2H provenientes da glicólise

– 2FAD.2H vindos da etapa preparatória do ciclo de Krebs

– 8NAD.2H vindos do Ciclo de Krebs (quatro em cada ciclo).

CADEIA RESPIRATÓRIA OU CADEIA DE ELÉTRONS

NADH2

FADH2

MEMBRANA DAS CRISTAS MITOCONDRIAIS

PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS DE ELÉTRONS

Resultado final da

respiração celular

a partir de uma

glicose

- GLICÓLISE – 2 ATP+ 2 NADH2 (2 + 2X3) = 8 ATP

- CICLO KREBS – 2 ATP+ 3 NADH2 (2X3X3+2) = 20 ATP

2 FADH2 (2X2) = 4 ATP

- CoA – 1 NADH2 (2X3) = 6 ATP

- AO FINAL DA CADEIA 8 + 6 + 20 + 4 = 38 ATP

OBS - NA MITOCÔNDRIA SÃO 2 AC. PIRÚVICOS

ORIGINA 3ATP

ORIGINA 2ATP

EQUAÇÃO DA RESPIRAÇÃO CELULAR

RELAÇÃO FOTOSSÍNTESE X RESP CEL.