INTRODUÇÃO AO METABOLISMO CELULAR
1) RESPIRAÇÃO
2) FERMENTAÇÃO E
3) FOTOSSÍNTESE
1. RESPIRAÇÃO CELULAR
Respiração celular é o processo que ocorre no citoplasma e na mitocôndria das células e é por meio desse processo que os organismos obtêm energia para realizar todas as funções vitais.
A respiração celular ocorre nas mitocôndrias, em presença de oxigênio, e é divida em três etapas: a glicólise, o ciclo do ácido cítrico (ou ciclo de Krebs) e a fosforilação oxidativa.
Resumo das reações da respiração celular
Etapas da respiração celular
1) Etapa da Glicólise, que ocorre no citosol (citoplasma). Dividida em duas fases: Fase de investimento e Fase da compensação.
2) Etapa do Ciclo de Krebs ou Ciclo do ácido cítrico, ocorre na matriz mitocondrial. Conjunto de reações que produzem ATP.
3) Etapa da Fosforilação oxidativa, que ocorre na membrana mitocondrial interna.
Essas 3 etapas são responsáveis por garantir a completa oxidação de glicose, ou outras moléculas orgânicas, até dióxido de carbono e água. Considerando a degradação da glicose, podemos resumir o processo por meio da seguinte equação:
C6H12O6(glicose) + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + Energia (ATP + calor)
Glicose + oxigenio resulta em dióxido de carbono + água + Energia na forma de ATP.
Na equação apresentada acima é possível identificar que a molécula de glicose (C6H12O6) é dividida, de modo que possa originar as substâncias mais simples (CO2 e H2O). Esse mecanismo ocorre dentro da mitocôndria, organela citoplasmática que atua como uma usina de energia para a célula. Todas as células eucariotas apresentam mitocôndrias, onde essas reações ocorrem.
O alimento que você ingere todos os dias é composto de três macronutrientes: carboidratos, proteínas e gorduras (lipídios).
Cada um desses micronutrientes fornece a energia necessária para nosso organismo funcionar adequadamente (andar, estudar, pensar, brincar, correr, dormir, etc...).
Ao mastigar a comida, nosso corpo já inicia o desmonte do alimento, i.e., a digestão e a posterior absorção desses macronutrientes.
Nesse momento a insulina produzida pelo pâncreas, é liberada no sistema circulatório e sinaliza ao resto do organismo que o alimento está chegando.
A insulina circula no corpo, funcionando como um sistema de alarme que informa células individuais de que a glicose do alimento está disponível. Você pode pensar nela como uma chave que destranca as portas das células, abrindo-as para absorver a glicose que será usada para dar energia ao seu corpo.
A insulina atua na célula iniciando pela sua ligação ao receptor de membrana plasmática, ligação que ocorre com alta especificidade e afinidade, provocando mudanças conformacionais que desencadeiam reações modificadoras do metabolismo da célula-alvo, constituindo assim uma resposta celular.
Os receptores não são componentes fixos, podendo variar o número de receptores para cada tipo de célula, com isso variando o grau de resposta. A ligação do complexo hormônio-receptor é forte, mas não covalente, sendo equivalente à união de um efetor alostérico com a enzima que o regula. A ativação do receptor gera um sinal que, eventualmente, resulta na ação da insulina sobre a glicose, lipídeos, o metabolismo de proteínas, garantindo diferentes efeitos metabólicos.
GLICÓLISE
A glicose é um tipo de carboidrato utilizado como fonte de energia pelos seres vivos, sendo um dos principais nutrientes da célula. A glicose é transportada para dentro da maioria das células por difusão facilitada, através de proteínas transportadoras presentes na membrana plasmática.
Nos animais a insulina liga-se a um receptor presente na membrana plasmática das células. A ligação gera um sinal que garante um aumento da captação da glicose.
A glicólise a quebra da glicose (uma molécula de 6 carbonos, em duas moléculas menores).
Esta etapa que ocorre no citosol, i.e., citoplasma da célula e é responsável por quebrar a glicose em 2 moléculas menores, de um composto chamado piruvato, cada uma dessas moléculas de piruvato possui 3 carbonos.
A quebra da glicose ocorre tanto na presença de oxigênio quanto na sua ausência e consiste em um conjunto de 10 etapas distintas, sendo cada uma catalisada por uma enzima específica.
Inicialmente, a glicose, que apresenta 6 carbonos, será dividida em um açúcar que apresenta 3 carbonos.
O açúcar com 3 carbonos será oxidado, e seus átomos rearranjados para formar 2 moléculas de piruvato, que é a forma ionizada de ácido pirúvico.
A glicólise pode ser dividida em 2 etapas, a etapa de investimento energético e a etapa de compensação energética. Como o nome de cada etapa indica, na fase de investimento, a célula gasta ATP, sendo observado um investimento de 2 ATP por molécula de glicose; e na fase de compensação, o ATP é produzido. Na fase de compensação energética, são formados 4 ATP e 2 NADH (carreador de elétrons).
No final do processo de glicólise, temos um rendimento líquido (ganho de energia) de 2 ATP e 2 NADH. Vale salientar que o processo de glicólise finaliza com a maior parte da energia da molécula original da glicose ainda presente nas moléculas de piruvato. (mundoeducação)
Etapas da glicólise
A glicólise é um processo que ocorre por meio de uma série de 10 reações divididas em duas etapas, que serão descritas a seguir:
1ª Etapa Fase de investimento
Essa etapa, conhecida também por fase preparatória ou fase de investimento, consiste em cinco reações:
1. Ocorre a fosforilação da molécula de glicose, em que ela recebe fosfato proveniente da molécula de ATP, formando glicose 6-fosfato;
2. A molécula glicose 6-fosfato sofre um rearranjo e forma frutose 6-fosfato;
3. Outra molécula de ATP fornece fosfato à molécula de frutose 6-fosfato, dando origem à frutose 1, 6 -difosfato;
4. A molécula de frutose 1, 6- difosfato sofre um rearranjo, com a abertura de seu anel benzeno, originando duas moléculas com três carbonos cada uma: gliceraldeído 3-fosfato e di-hidroaxetona fosfato;
5. A molécula de di-hidroaxetona sofre um rearranjo dando origem a outra molécula de gliceraldeído 3-fosfato.
Pode-se observar que ao final dessa primeira fase, houve apenas gasto de energia, com a conversão de duas moléculas de ATP em ADP.(mundoeducação)
2ª Etapa ou Etapa da Compensação energética
Essa etapa, também conhecida como fase de lucro ou compensação energética, ocorre o ganho energético e também é constituída por cinco etapas, descritas a seguir:
6. Duas moléculas de NAD+ (Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo = NAD+) são reduzidas em duas moléculas de NADH com os elétrons provenientes da oxidação de gliceraldeído 3-fosfato em 1,3 -difosfoglicerato;
7. Cada molécula de 1,3 – difosfoglicerato cede um fosfato a uma molécula de ADP originando, assim, duas molécula de ATP e duas molécula de 3 – fosfoglicerato;
8. Ocorre um rearranjo das moléculas de 3 – fosfoglicerato, formando 2 – fosfoglicerato;
9. As moléculas de 2 – fosfoglicerato perdem uma molécula de H2O, originando o fosfoenolpiruvato;
10. As moléculas de fosfoenolpiruvato fornecem um fosfato a uma molécula de ADP, originando duas moléculas de ATP e duas de piruvato.
O saldo energético da segunda fase da glicólise são duas moléculas de NADH e quatro moléculas de ATP. Assim, o saldo final da glicólise, será de duas moléculas de piruvato, duas moléculas de NADH e duas moléculas de ATP, produzidas a partir de uma molécula de glicose. (mundoeducação).
Glicose + 2 NAD+ +2ADP + 2Pi → 2 Piruvato + 2NADH + 2H+ +2ATP +2 H2O
Glicólise
Adenosina trifosfato (planejativo)
O ATP, ou adenosina trifosfato, é uma molécula extremamente importante para as células e o corpo como um todo, pois funciona como uma "moeda energética" dentro das células. Ele armazena e transporta energia química que é utilizada em diversas reações bioquímicas e processos celulares essenciais à vida, como síntese de proteínas, transporte de substâncias através das membranas celulares, contração muscular e divisão celular, entre outros.
O ATP é composto por uma base nitrogenada (adenina), um açúcar (ribose) e três grupos fosfato ligados em cadeia. A energia é armazenada nas ligações entre os grupos fosfato e pode ser liberada quando uma dessas ligações é quebrada. Ao perder um grupo fosfato, o ATP se transforma em ADP (adenosina difosfato) e libera energia para ser utilizada em processos celulares. O ADP pode ser posteriormente convertido de volta em ATP, reciclando assim a molécula para armazenar energia novamente. (planejativo)
CICLO DE KREBS OU CICLO DO ACIDO CÍTRICO
Após a ocorrência da glicólise, o piruvato, na presença de oxigênio, dá continuidade ao processo de respiração celular. Nas células eucariotas, o processo continuará no interior das mitocôndrias. Inicialmente, o piruvato entra na organela por meio do transporte ativo, ele é então convertido em acetil coenzima A, também chamado de Acetil-CoA, para que possa ser usado no ciclo do ácido cítrico. Nesse processo, 2 moléculas de NADH são produzidas a partir de NAD+, e dióxido de carbono é liberado.
Entrada do Piruvato na mitocôndria e produção de energia pelo ciclo do ácido cítrico e fosforilação oxidativa. (mundoeducação).
Fermentação e respiração celular
Após as etapas da glicólise, dependendo da presença ou ausência de oxigênio, o processo de produção de energia segue mediante realização de processos, como a fermentação e a respiração celular.
Na fermentação, um processo anaeróbio (ocorre sem a presença de oxigênio), o piruvato permanece no citosol, recebe os elétrons do NADH, reciclando o NAD+, que pode ser utilizado novamente na glicólise, e dando origem a um novo produto, dependendo do tipo de organismo que realiza esse processo (lactato ou etanol e dióxido de carbono).
O saldo energético final da fermentação é de 2 ATP. Já na respiração celular, um processo aeróbio (ocorre na presença de oxigênio), o piruvato entra nas mitocôndrias dando sequência a uma série de reações e apresentará um saldo energético final de 32 moléculas de ATP.
Etapa da Fosforilação Oxidativa
A última etapa da respiração celular é a fosforilação oxidativa, sendo essa etapa a maior produtora de ATP. Essa etapa utiliza a energia que é liberada pela cadeia de transportes de elétrons para impulsionar a produção de ATP e consiste em 2 processos: o transporte de elétrons e a quimiosmose.
A cadeia de transporte de elétrons consiste em uma série de transportadores de elétrons inserida na membrana interna da mitocôndria que leva os elétrons a níveis mais baixos de energia que o transportador anterior. Os elétrons de alta energia presentes no NADH e FADH2 vão passando gradualmente por essa cadeia até chegar ao aceptor final, que é o oxigênio, levando à formação de água.
A maioria dos transportadores de elétrons estão contidos em 4 complexos proteicos. Os elétrons são transportados entre esses complexos graças a 2 carreadores móveis denominados de ubiquinona e citocromo. Conforme os elétrons descem pela cadeia, prótons são bombeados para dentro do espaço intermembranas. O transporte de elétrons e o bombeamento de prótons (H+) criam um gradiente de H+ através da membrana.
Na quimiosmose, o que se observa é que os prótons passam pelo complexo ATP-sintase inserido na membrana mitocondrial interna em um fluxo a favor do gradiente e de volta para a matriz mitocondrial. A energia liberada nesse processo é usada para fosforilar ADP, levando à formação de ATP.
Etapa 1
Através da ação da enzima hexocinase, a glicose é fosforilada e a glicose-6-fosfato (G6P), produzida no citosol, não pode sair da célula, sendo esta reação irreversível. Quando o fígado precisa fornecer glicose para outros tecidos, a G6P sofre a ação da enzima glicose-6-fosfatase, que catalisa a reação reversa da catalisada pela hexocinase.
Em seguida, através da enzima fosfoglicose isomerase, a G6P é transformada no seu isômero frutose-6-fostato ou F6P, que receberá mais um grupamento fosfato, sendo transformada no composto frutose-1,6-bisfosfato, sendo também uma reação irreversível, catalisada pela fosfofruto-cinase, uma enzima alostérica.
Etapa 2
A frutose-1,6-bisfosfato dá origem a uma molécula de diidroxiacetona fosfato e uma molécula de gliceraldeído-3-fosfato (GAP) pela ação da aldolase. A diidroxiacetona fosfato sofre ação da triose fosfato isomerase, sendo convertida em gliceraldeído-3-fosfato.
Etapa 3
A enzima gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase age sobre o GAP produzindo o 1,3-bisfosfoglicerato, tendo o NAD (Nicotinamida adenina di-nucleotídeo) como coenzima.
O composto 1,3-bisfosfoglicerato possui alto potencial energético permitindo a produção de ATP (adenosinatrifosfato) na reação seguinte, tendo como catalisadora a enzima fosfoglicerato cinase. A outra reação que sintetiza ATP transforma fosfoenolpiruvato em piruvato pela ação da piruvato cinase, sendo uma reação também irreversível.
A produção de ATP através do metabolismo aeróbio, pela quebra da glicose, divide-se em três etapas:1ª etapa – Glicolise – ocorre no citoplasma, gerando 2 ATPs + 2 piruvato + 2 NADH, com oxigênio suficiente. O ácido pirúvico entra na segunda etapa (Ciclo de Krebs).
2ª etapa – Ciclo de Krebs ou Ciclo do Ácido Cítrico – ocorre na matriz mitocondrial, onde o ácido pirúvico é convertido em acetil-CoA, que é fracionado, formando 2 ATPs + 8 NADH + 2 FADH2, sendo os dois últimos direcionados para a última etapa (Cadeia Respiratória).
3ª etapa – Cadeia Respiratória – ocorre na crista mitocondrial. Os 8 NADH e os 2 FADH2 liberam seus elétrons (H+) ricos em energia, produzindo 3 ATPs por cada NADH e 2 ATPs por cada FADH2. Os elétrons liberados originam 30 ATPs provenientes do NADH, sendo 2 da cadeia respiratória e 8 do ciclo de Krebs (10 NADH x 3) e somados a 4 ATPs provenientes do FADH2, sendo 2 da cadeia respiratória x 2, obtém-se 34 ATPs.
Sendo assim, a degradação total de uma molécula de glicose, produz 38 ATPs, sendo 2 da glicólise, 2 do ciclo de Krebs e 34 da cadeia respiratória.(blogportal)
FERMENTAÇÃO
A fermentação faz parte das nossas vidas, sendo usada pelo homem há mais de 10.000 anos, sobretudo como mais uma forma de preservar os alimentos e melhorar o seu gosto.
O processo fermentativo é 100% natural e é usado para produzir uma grande variedade de alimentos, como iogurte, pão, shoyu, chucrute, cerveja, vinho, champanhe, leite fermentado, etc. E também é o segredo por trás da produção do MSG (glutamato monossódico).
GLUTAMATO MONOSSÓDICO
Certa noite, durante um jantar em 1908, um dos fundadores do Grupo Ajinomoto, o bioquímico Dr. Kikunae Ikeda, notando um gosto “saboroso” distinto dos quatro gostos básicos doce, azedo, amargo e salgado, fez à esposa uma pergunta que mudaria a história da gastronomia: o que deu a sua sopa de vegetais e tofu seu delicioso sabor de carne? A Sra. Ikeda apontou para a alga seca chamada kombu, ou kelp, que ela usou para fazer seu tradicional caldo japonês ou dashi. Inspirado por essa revelação, o Dr. Ikeda começou a trabalhar. Evaporando e tratando o caldo de Kombu, de sua esposa, ele foi capaz de extrair um composto cristalino, que acabou sendo o ácido glutâmico. Provando os cristais, ele reconheceu um sabor saboroso distinto que ele apelidou umami, baseado na palavra japonesa umai (delicioso). O Dr. Ikeda logo registrou uma patente para produzir umami em uma forma fácil de usar: MSG (glutamato monossódico).
Kikunae Ikeda (1864-1936)
O umâmi não tinha sido propriamente identificado até 1908. Quando o cientista e professor da Universidade Imperial de Tóquio, Kikunae Ikeda, verificou que o glutamato era responsável pela palatabilidade do caldo feito com a alga marinha kombu, chamado de kombu dashi, percebeu que havia algo distinto dos sabores básicos conhecidos até então (doce, azedo, amargo e salgado), e o chamou de umami (WP).
No ano seguinte, o Grupo Ajinomoto começou com o lançamento de MSG no mercado japonês. No início, era produzido por meio da hidrólise do glúten para extrair a proteína do trigo. Então, na década de 1930, houve uma mudança para a extração de MSG dos grãos de soja. Na década de 1960, a produção mudou para a fermentação bacteriana da cana-de-açúcar e safras semelhantes, em um processo muito semelhante ao modo como o queijo, o iogurte e o vinho são produzidos.
Um tempero popular e intensificador de sabor, MSG, ou glutamato monossódico, é a forma mais pura de umami, o quinto sabor. O MSG (glutamato monossódico) é amplamente usado para intensificar e melhorar os sabores umami em molhos, caldos, sopas e muitos outros alimentos. Também pode ser usado como substituto parcial do sal, contendo apenas um terço do sódio, e é classificado como seguro pela Food and Drug Administration e pela Organização Mundial da Saúde. Originalmente associado principalmente à culinária asiática, o MSG (glutamato monossódico) é agora usado em todo o mundo para realçar o delicioso sabor dos alimentos.
Hoje, o MSG (glutamato monossódico) produzido pelo Grupo Ajinomoto é produzido a partir da fermentação de ingredientes vegetais, como cana-de-açúcar, beterraba, mandioca ou milho. MSG é o sal de sódio do ácido glutâmico, um dos aminoácidos naturais mais comuns. O ácido glutâmico é produzido em abundância em nossos corpos e encontrado em muitos alimentos que comemos todos os dias, incluindo carne, peixe, ovos e laticínios, bem como tomates, milho e nozes. Quando uma proteína contendo ácido glutâmico é quebrada, por exemplo, por fermentação, ela se torna glutamato. O glutamato ativa nossos receptores gustativos, provocando o delicioso sabor salgado conhecido como umami.
Umâmi (旨味, umami) é um dos cinco gostos básicos do paladar humano, como o ácido, doce, amargo e salgado, e é uma palavra de origem japonesa (うま味), que significa "gosto saboroso e agradável". Essa escrita, em particular, foi escolhida a partir da palavra umai (うまい) "delicioso" e mi (味) "gosto". Os caracteres 旨味 são usados com um significado generalizado, quando um alimento é considerado delicioso.
Cinco gostos básicos, o doce, o azedo, o salgado, o amargo e umami, são mensagens que nos dizem algo sobre o que colocamos em nossa boca, para que possamos decidir se deve ser comido.
Se o leite, por exemplo, for deixado na geladeira depois da data de validade ou, se não for colocado na geladeira, ele azeda. Esse é um caso comum de deterioração. Mas o leite pode ser transformado em produtos alimentícios saudáveis e saborosos, como queijo e iogurte. Estes são exemplos comuns de fermentação. Cientificamente falando, a causa do leite estragar e da fermentação é a mesma: microrganismos.
Somente após 1850 é que os cientistas entenderam que o leite estraga pela ação de certos microrganismos.
Antes, o entendimento era de que o leite azedava por uma reação puramente química, i.e., os pesquisadores pensavam que dois ou mais produtos químicos interagiam entre si para formar um novo produto, que é o que acontece quando o ferro enferruja (interação entre o ferro oxigênio e a água) ou quando um fósforo é aceso.
Quando você atrita a cabeça do fósforo na lateral da caixa, isso cria fricção e emite calor. A cabeça de um palito de fósforo é composta por uma mistura de enxofre, clorato de potássio, enchimento e pó de vidro. Essas substâncias são as responsáveis por atear fogo no palito assim que ele é atritado sobre a lateral da caixa de fósforos. Essa lateral é produzida com pó de vidro, aglutinante e fósforo vermelho.
Iogurte e queijo são fabricados há séculos, mas ninguém entendia a causa que transformava o leite em um produto alimentício. O mesmo acontecia com o vinho e a cerveja. Tanto que os povos antigos invocavam o deus do vinho: Dioniso (grego) ou Baco (romano) e realizavam grandes festivais para que a fermentação ocorresse normalmente a cada ano.
Foi Louis Pasteur (1822-1895), um dos maiores cientistas da época moderna, que demonstrou que os microrganismos vivos, no caso do leite, as bactérias causavam as mudanças que o transformavam em iogurte e queijo.
Através das pesquisas de Pasteur, ele inventou um método para conservar o leite e matar os microrganismos que causam doenças presentes no leite. Esse processo é chamado “pasteurização”. A pasteurização é um tratamento térmico que elimina os microrganismos termossensíveis (todos os patogênicos e outros não esporulados) existentes no alimento. A temperatura não passa dos 100°C, podendo este aquecimento ser produzido por vapor, água quente, radiações ionizantes, calor seco, microondas, etc.
A descoberta de Pasteur mudou o mundo, e assim nasceu o campo da bioquímica. A descoberta desmentiu a teoria da “geração espontânea”, que sustentava que a vida pode brotar do nada.
O que é fermentação?
É fácil confundir fermentação com deterioramento, porque o mecanismo subjacente é basicamente o
mesmo.
A fermentação e a respiração celular são processos realizados pelos seres vivos para a obtenção de energia. Embora ambos apresentem a mesma finalidade, ocorrem de formas diferentes. A fermentação é um processo anaeróbio, enquanto a respiração celular é um processo aeróbio.
A fermentação é um processo de respiração anaeróbica, por meio do qual as células obtêm energia química para as atividades normais do seu metabolismo.
O ser humano se utiliza desses mecanismos para a preparação de produtos bastante consumidos. Como acontece com o fermento biológico do pão, além da fermentação do vinho, do iogurte, entre outros.
Na fermentação acontece apenas a primeira etapa da respiração celular, ou seja, a glicólise. Nessa fase ocorre a quebra da molécula de glicose em duas moléculas de piruvato (ou ácido pirúvico), além da formação de duas moléculas de ATP e duas de NADH.
Para que a energia armazenada nas ligações químicas da glicose seja liberada, é preciso que ocorram sucessivas oxidações. Geralmente as moléculas são oxidadas quando perdem elétrons, ao reagir com o oxigênio.
No entanto, na oxidação da glicose são retirados os hidrogênios da molécula, sem necessidade do contato direto com o oxigênio. A desidrogenação é catalisada por enzimas chamadas desidrogenases. Elas possuem uma coenzima, o NAD, que carrega os átomos de hidrogênio retirados da glicose.
Os organismos anaeróbicos facultativos podem realizar respiração aeróbica ou anaeróbica. Desse modo, quando há escassez de oxigênio, eles realizam a fermentação como processo alternativo. É o que acontece com o lêvedo da cerveja e as células musculares do corpo humano.
Quanto ao uso do oxigênio
Aeróbios: dependem do oxigênio para obter energia, pois realizam respiração aeróbia. Aqui destacamos os organismos eucariontes pluricelulares, como os humanos
→ Anaeróbios restritos ou obrigatórios: não dependem do oxigênio, pois realizam respiração anaeróbia. Dependendo da concentração de oxigênio no ambiente, isso pode danificar moléculas importantes como o DNA, levando esses organismos à morte. Exemplos desses organismos são as bactérias causadoras do tétano e do botulismo;
→ Anaeróbios facultativos: alguns organismos são classificados como anaeróbios facultativos, pois, na presença de oxigênio, realizam respiração aeróbia e, na ausência desse gás, realizam os processos anaeróbios. Um exemplo é o fungo Saccharomyces cerevisiae, o levedo da cerveja, que realiza o processo de fermentação utilizado na fabricação de bebidas alcoólicas, como vinho e cerveja, e também do pão. (biologianet)
Assim como o processo de respiração celular e suas etapas, a fermentação também é um processo metabólico para formação de energia celular na forma de ATP.
A principal diferença entre os dois processos é a presença do oxigênio. Na respiração celular, o aceptor final de elétrons é o oxigênio que, ao receber íons H+, é convertido a água. A fermentação é um processo que ocorre sem a presença de oxigênio, conhecido, portanto, como um processo anaeróbico.
Devido a essa característica de operar com ausência de oxigênio, os organismos que realizam fermentação (organismos fermentativos) são também chamados de anaeróbio.
Os organismos anaeróbios facultativos conseguem realizar respiração celular na presença de oxigênio e fermentação na ausência. Os anaeróbios estritos, não possuindo as enzimas catalisadoras do ciclo de Krebs e da cadeia respiratória, obtém ATP apenas através da fermentação.
Dentro os organismos fermentativos mais conhecidos estão as bactérias e fungos conhecidos como leveduras, assim como alguns moluscos, alguns anelídeos e as próprias células musculares dos seres humanos também podem realizar fermentação em condições específicas.
Outras semelhanças entre a fermentação e a respiração Celular são seus substrato e etapas iniciais. Ambos os processos se iniciam com a absorção de glicose pela célula e essa glicose é quebrada através do processo de glicólise. O processo de fermentação acontece todo no citosol, de forma diferente da respiração, que ocorre parte no citosol e o restante dentro das mitocôndrias.
O rendimento da fermentação é um fator limitante, fazendo com que organismos anaeróbicos facultativos, na presença de oxigênio, prefiram realizar respiração celular que fermentação.
Enquanto são gerados aproximadamente trinta ATPs para cada molécula de glicose que entra na via respiratória, na fermentação são gerados apenas dois ATPs. Os produtos finais na respiração celular, além do ATP, são CO2 e H2O. Eles são utilizados pelo organismo em outros processos metabólicos ou, no caso do CO2, geralmente secretados para o meio extracelular.
Na fermentação há a produção de outras moléculas orgânicas que caracterizam a fermentação, como o ácido láctico na fermentação láctica e o etanol na fermentação alcoólica, por exemplo.(todamateria)
A primeira etapa da Glicólise consiste em quebrar uma molécula de glicose (C6H12O6) que foi absorvida pelas células que precisam sintetizar o ATP e, no próprio citosol, é quebrada gerando duas moléculas de ácido pirúvico, também chamado de piruvato (C3H4O3).
A glicólise consiste em dez reações para que o ácido pirúvico seja formado como produto final. Logo no início, a glicose recebe dois grupos fosfato oriundos da quebra de dois ATPs formando a molécula frutose-1,6-bifosfato que não é tão estável quanto a molécula de glicose, sendo mais fácil sua quebra ao longo da etapa.
Além das duas moléculas de ácido pirúvico geradas, também são geradas quatro moléculas de ATP, porém como a etapa consome dois ATPs na reação inicial, o saldo positivo é de dois ATPs gerados e aceptores de elétrons na forma de NADH + H+, que posteriormente irão transferir seus elétrons para os produtos da glicólise.
Produtos da glicólise
2 Ácidos Pirúvicos;
2 ATPs (4, porém dois são consumidos na própria etapa);
2 NADH+ H+;
O termo fotossíntese significa síntese pela luz, sendo o processo pelo qual plantas, algas e algumas bactérias utilizam a energia luminosa do sol para produzir matéria orgânica na forma de glicose e amido ou lipídios.
A fotossíntese é o principal meio de produção de energia dos organismos autotróficos (algumas bactérias, algas unicelulares e pluricelulares, plantas). Esse processo geralmente utiliza gás carbônico (CO2) e água (H2O) para a produção de matéria orgânica na forma de glicídios, a qual servirá de alimento para o organismo, liberando também gás oxigênio (O2) para a atmosfera no processo. Praticamente todo o oxigênio que compõe a atmosfera atual da Terra é resultado da fotossíntese realizada por seres vivos que existiram há 2,8 bilhões de anos atras.
Dessa forma, a equação geral da fotossíntese é:
12 H2O + 6 CO2 → 6 O2 + C6H12O6 + 6 H2O
A água e os sais são absorvidos pelas raízes e transportados pelos vasos do Xilema para as folhas da planta, ou tecido clorofiliano. Nas folhas os cloroplastos capturam os fótons do sol com essa energia é usada pelos grana para concluir a reação usando dióxido de carbono da atmosfera, absorvido pelos estômatos e transferido ao tecido parenquimático clorofiliano (tecidos paliçadico e lacunoso). Nesses locais os dióxidos de carbono são cortados liberando o oxigênio para a atmosfera.
Parte dos glicídios da fotossíntese é utilizada pelas mitocôndrias na respiração celular, produzindo energia para o organismo realizar suas funções vitais. Outra parte pode vir a integrar a biomassa do ser fotossintetizante através da produção de diversas substâncias orgânicas como aminoácidos, gorduras e celulose. A glicose ainda pode ser convertida em amido e ser armazenada em células especiais do caule e da raiz ou integrar o endosperma da semente, compondo uma reserva energética para o organismo que vai formar a próxima geração.
EXERCÍCIOS
1. Observe esse esquema, e desenhe-o em seu caderno colocando o nome e a função de todas as organelas.
2. Descreva o que esta acontecendo nessas duas reações abaixo.
6) No início da década de 70, dois cientistas (Singer e Nicholson) esclareceram definitivamente como é a estrutura das membranas celulares, propondo o modelo denominado de mosaico fluído.
Nesse conceito, todas as membranas presentes nas células animais e vegetais são constituídas por dois componentes. Que componentes são esses? Apresente a propriedade essencial a vida apresentado por essa membrana.
Fontes
https://youtu.be/D7gmvdNpTGM
https://www.marilia.unesp.br/Home/Instituicao/Docentes/FlaviaGoulart/GLICOLISE.pdf
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