Mitocôndria e Respiração Celular. Você tem estes conteúdos ‘na ponta da língua’? E do Ciclo de Krebs, de ADP e da ATP, você se recorda? É hora de uma revisão online. Venha!
A compreensão do processo da respiração celular e da produção de energia fazem parte dos conteúdos clássicos de Biologia. Sempre estão nas questões mais difíceis nas provas do Enem, do Encceja e do Vestibular. Veja tudo sobre a Mitocôndria: Membrana externa, a Membrana interna, os Cristais mitocondriais, e a Matriz Mitocondrial. Uma aula completa.
Entenda as Mitocôndrias
As Micotôndrias são organelas membranosas originadas a partir do processo de endossimbiose, entre um eucarionte ancestral e um procarionte aeróbio. Estão presentes em células eucariontes como protozoários, fungos, plantas, animais.
A Mitocôndria realiza autoduplicação, dependendo da necessidade energética da célula. As mitocôndrias das células de um indivíduo são sempre de origem materna.
A estrutura da Mitocôndria:
Observe a Estrutura da Mitocôndria na imagem acima, no início do post, e depois veja na lista a seguir que a Estrutura é formada por:
- – Membrana externa.
- – Membrana interna.
- – Matriz mitocondrial, apresentando DNA, RNA, ribossomos, proteínas.
- – Cristas mitocondriais, dobras na membrana interna.
A Função das Mitocôndrias:
A função essencial da Mitocôndria é realizar respiração celular, produzindo ATP (que fornece energia para a célula). A quantidade de mitocôndrias é variável dependendo da demanda energética da célula. Células musculares apresentam grande quantidade de mitocôndrias tendo em vista seu consumo energético.
A Respiração celular (respiração aeróbica)
O Processo da Respiração Celular Aeróbica é onde ocorre degradação do açúcar (glicose) em ATP: Faz parte do metabolismo de degradação de substâncias, o catabolismo. Ocorre fora e dentro da mitocôndria. Todos os seres vivos fazem respiração, aeróbica ou anaeróbica. Veja na imagem a Glicólise, que é a quebra da Glicose.
A quebra da glicose ocorre para gerar ATP. Em organismos sem mitocôndria como bactéria, a respiração ocorre numa estrutura chamada mesossomo. Esse processo usa: glicose, oxigênio. E produz: ATP, gás carbônico, e água.
As Etapas da Respiração Celular:
A respiração celular é dividida em três etapas: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. Veja a seguir cada uma das etapas.
a) Glicólise
Ocorre no citoplasma (hialoplasma) celular. Nessa etapa ocorre a quebra de 1 molécula de glicose em 2 moléculas de piruvato (ácido pirúvico). Libera H+ que é captura por aceptores de hidrogênio (NAD) formando 2 NADH2. Produz 4 moléculas de ATP. A quebra da glicose consome 2 ATP, gerando um saldo energético de 2 ATP. É a única etapa da respiração que consome ATP.
b) Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico)
O Ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial. Cada ácido pirúvico combina-se com a coenzima A, formando acetil-coenzima A, entrando no ciclo. Durante o processo alguns intermediários são formados: acetil-coenzima A é convertido em ácido cítrico; o ácido cítrico é convertido em ácido oxalacético; ácido oxalacético é convertido em ácido cítrico novamente com a incorporação de outro acetil-coenzima A.
Durante essas conversões são liberados por molécula de glicose, ou seja, 2 piruvatos: 6 NADH2, 2 FADH2, 2 CO2, 2 ATP. Gera um saldo energético de 2 ATP.
c) Cadeia respiratória
Ocorre nas cristas mitocondriais. Os 8 NADH2 e os 2 FADH2, formados nas etapas anteriores, entram na cadeia respiratória. Esses H+ capturados são extremamente energéticos.
Nas cristas mitocondriais existem proteínas chamadas citocromos que capturam esses H+ e liberam sua energia gradativamente, armazenando-a. A medida que a energia vai sendo liberada, vão sendo formados ATP, ligando fosfato no ADP. A energia é armazenada no ATP.
O processo de união do fosfato com ADP é chamado fosforilação oxidativa. Ao final, o H+ não possui mais energia a ser aproveitada, então combina-se com o oxigênio, aceptor final de hidrogênio, formando água e sendo eliminado. O Saldo Energético é de 34 ATP.
Entenda o Saldo Energético
O saldo energético total, por molécula de glicose, é de: 2 ATP na glicólise + 2 TP no ciclo de Krebs, + 34 ATP na cadeia respiratória, gerando 38 ATP ao final do processo.
Podem entrar nessa rota energética açúcares, lipídios e proteínas. Vitaminas e ácidos nucleicos não participam desse processo. Quando o suprimento de oxigênio não é eficientez na célula, a mitocôndria para de trabalhar. Ocorre então um processo chamado respiração anaeróbica (ou fermentação).
A Respiração anaeróbica (fermentação)
A respiração anaeróbica ocorre com a degradação parcial da glicose, em função da falta de oxigênio. Muita energia ainda fica armazenada nos compostos. Esse processo resume-se apenas à glicólise.
São produzitos 4 ATP com o consumo de 2 ATP. O saldo energético da fermentação é 2 ATP, porém produzidos de forma extremamente rápida. Existem 2 tipos de fermentação: alcoólica e lática.
a) Fermentação alcoólica
O subproduto do processo é o álcool etanol. É realizada por bactéria e fungos do gênero Saccharomycescerevisiae. O processo é utilizado na fabricação de bebidas alcoólicas.
Quando o açúcar da uva, cana-de-açúcar, cevada é fermentado produz-se, respectivamente, vinho, cachaça, cerveja. O que muda é o carboidrato que será substrato da fermentação. Veja na imagem os vinhos, por exemplo, e a cerveja:
b) Fermentação lática
O subproduto da Fermentação Lática é o ácido lático. Bactérias do gênero Lactobacillus, quando fermenta o açúcar do leite (lactose) e produz-se iogurte, coalhada, manteiga.
Também ocorre em animais, como na musculatura do ser humano. Quando a musculatura faz fermentação, produz ácido lático. Com o tempo esse ácido acumula-se no músculo podendo gerar fadiga muscular, se continuar por um período maior, pode causar cãibras.
Referências:
Blog do ENEM. "Mitocôndria e Respiração Celular – Revisão de Biologia Enem. Confira!"; Blog do ENEM. Disponível em <https://blogdoenem.com.br/mitocondria-e-respiracao-celular-revisao-de-biologia-enem/>. Acesso em 3 de dezembro de 2017.
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