Metabolismo celular alpha

1. 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.

2. 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)

3. Estratégias metabólicas para obtenção de energia.

4. • 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 .

5. 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

6. 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

7. 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 SIMPLES ANABOLISMO – SÍNTESE DE SUBSTÂNCIAS COMPLEXAS

8. 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 .

9. 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.

10. ATP Moeda energética

11. NAD+  NADH (nicotinamida adenina dinucleotídeo) FAD+  FADH2 (flavina adenina dinucleotídeo) Para onde os Hidrogênios serão levados??? Coenzimas transportadoras de Hidrogênio

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

13. 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.

14. 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 .

15. CICLO DE KREBS

16. CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS

17. Hipótese quimiosmótica de Peter Mitchell

18. 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

19. 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.

20. 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.

21. 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

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