Alguns pontos importantes....... Vamos pensar no assunto de forma “holística”...

Metabolismo x diversidade x evolução

• Devemos pensar na diversidade como consequência da evolução dos organismos. A diversidade estrutural e funcional que observamos atualmente é resultado de bilhões de anos de experimentação.

•A diversidade metabólica é decorrente da exploração de possíveis formas de sobrevivência.

Todos os organismos necessitam de energia e podem ter diferentes estratégias para obtê-la:

•Oxidação de compostos orgânicos (seres quimiorganotróficos)

•Oxidação de compostos inorgânicos (seres quimiolitotróficos)

•Energia luminosa (organismos fototróficos)

Estratégias metabólicas para obtenção de energia.

•A energia obtida por estas formas é conservada na forma de ATP. Quando os processos de obtenção de energia são feitos na presença de O2, são ditos aeróbicos e, quando na ausência de O2 são ditos anaeróbicos.

Metabolismo x Ecologia

As diferentes estratégias metabólicas evita a competição entre organismos. Por exemplo, muitos compostos inorgânicos que são oxidados pelos quimiolitotróficos são produtos de excreção dos quimiorganotróficos. Nos fototróficos o ATP é sintetizado às custas de energia solar, o que é muito vantajoso. -Ocupação de diversos nichos ecológicos-Formação de uma teia alimentar em um ecossistema

METABOLISMO - CONCEITO

Os organismos são capazes de realizar reações químicas e organizam suas moléculas em estruturas

específicas. Desta organização resulta o crescimento do organismo. Esse conjunto de reações químicas é

o que chamamos de metabolismo

Os organismos modificam a composição do meio em que vivem

Conhecer o metabolismo dos organismos – uso na biotecnologia

As reações metabólicas que envolvem a liberação de energia dos compostos são catabólicas e, aquelas que envolvem o consumo de energia nas biossínteses são chamadas anabólicas. Para que um organismo realize tais reações, deve ser fornecido a ele as “ferramentas” químicas para síntese de suas próprias substâncias. Estes compostos são os nutrientes que o organismo necessita.

CATABOLISMO – DEGRADAÇÃO DE NUTRIENTES EM MOLÉCULAS MAIS SIMPLESANABOLISMO – SÍNTESE DE SUBSTÂNCIAS COMPLEXAS

Muitos organismos requerem compostos orgânicos como fonte de carbono (heterotróficos). Alguns procariotos utilizam compostos bastante inusitados como fonte de carbono. Estes microrganismos podem ser usados na biorremediação. Os organismos que usam obtêm carbono de formas inorgânicas são autotróficos.

Independentemente da forma como um organismo obtém energia (de compostos químicos ou da luz), esta deve ser conservada na forma de ATP. A conservação de energia nos sistemas biológicos envolve reações de oxidação-redução. A energia resultante liberada destas reações permite a formação de compostos de alta energia como o ATP, que possui ligações fosfato de alta energia.

ATPMoeda energética

NAD+ NADH(nicotinamida adenina dinucleotídeo)

FAD+ FADH2(flavina adenina dinucleotídeo)

Para onde os Hidrogênios serão levados???

Coenzimas transportadoras de Hidrogênio

Quando as células usam glicose como combustível....C6H12O6 + 6O2 → energia+ 6CO2 + 6H2O

GLICÓLISE

Grego “Quebra do açúcar”;

Seqüência metabólica de várias reações enzimáticas, a glicose é quebrada gerando:

-2 moléculas de ácido pirúvico;

-2 ATP;

-2 NADH.

É importante notar que apenas 5,2% da energia de oxidação da glicose foram liberados ao fim da

glicólise, permanecendo todo o restante na forma de piruvato;

O piruvato poderá ser completamente degradado para utilização desta energia pelo Ciclo do Ácido Cítrico,

ou, quando não há disposição de oxigênio, ser encaminhado à fermentação.

CICLO DE KREBS

CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS

Hipótese quimiosmótica de Peter Mitchell

Em células que vivem na carência de oxigênio, a quebra da glicose termina no piruvato;

Isso porque os passos seguintes dependem do oxigênio: o ciclo de Krebs e a cadeia transportadora de elétrons

RESPIRAÇÃO CELULAR

É o processo de conversão das ligações químicas de moléculas ricas em energia que pode ser usada nos processos vitais.

Do ponto de vista da fisiologia, respiração é o processo pelo qual um organismo vivo troca oxigênio e dióxido de carbono com o seu meio ambiente.

Do ponto de vista da bioquímica, respiração celular é o processo de conversão das ligações químicas de moléculas ricas em energia, em energia que possa ser usada nos processos vitais.

A respiração celular se processa segundo duas sequências básicas, Glicólise e Oxidação do piruvato que ocorre através de um dos dois processos:

Respiração aeróbica: É um conjunto de reações bioquímicas em que o oxigênio é um receptor final de elétrons e ao longo do qual a energia de moléculas orgânicas é, em parte, transferida para moléculas de ATP

Respiração anaeróbica: Envolve um receptor de elétrons diferente do oxigênioA anaerobiose é o processo utilizado por algumas espécies de microrganismos, hemáceas e pelas fibras musculares esquelética submetidas a esforço intenso.