Plantas
Todas as células necessitam de energia para realizarem as suas actividades. Os compostos orgâncios são degradados de forma a libertarem energia, formando ATP. Uma parte desses compostos orgânicos é utilizada pelas células dos seres autotróficos que os produzem, sendo outra parte utilizada pelos seres heterotróficos, incapazes de gerar o seu próprio alimento.
As células de todos os seres vivos realizam um conjunto de reacções quimicas essenciais á vida. Ao conjunto dessas reacções chama-se metabolismo celular.
Metabolismo celular
Anabolismo
- Reacções em que ocorre formação de moléculas mais complexas a partir de moléculas mais simples, ocorrendo consumo de energia.
Catabolismo
- Reacções em que os compostos orgânicos são degradados em moléculas mais simples, ocorrendo libertação de energia.
As células obtêm energia através de uma série de reacções em cadeia, nas quais as substâncias orgânicas vão sendo lentamente degradada, libertando-se a energia em várias etapas. Esta energia não pode ser utilizada directamente nas actividades celulares sendo, por isso, acumulada em compostos intermédios como o ATP.
Existem várias vias catabólicas capazes de transferir energia contida nos compostos orgânicos para moléculas de ATP. Nestas vias, intervêm compostos, como o NAD, que transportam os protôes (H+) e electrões do hidrogénio, desde o substracto até a um aceptor final. Se o aceptor final de electrões for O2, o conjunto destas reacções designa-se respiração aeróbia, como na maioria dos animais e plantas. No caso de o aceptor final de electrões não ser o oxigénio o processo designa-se por respiração anaeróbia. A fermentação é um processo que visa a obtenção de energia, mas em que não existe um aceptor de electrões externo. Em vez disso, no final do processo degradativo, os electrões são captados por uma molécula orgânica que deriva do substrato inicial.
Resumindo
| Reacções Catabólicas |
| Respiração Aeróbia | Respiração Anaeróbia | Fermentação |
|
Oxigénio |
outras moléculas inorgânicas( ex. CO2) |
Moléculas orgânicas Ácido Pirúvico |
Os seres menos complexos utilizam como processo de obtenção de energia a fermentação. Alguns animais utilizam a fermentação como via energética alternativa - anaeróbio facultativos
Fermentação
A fermentação é um processo simples que ocorre no Hialoplasma das células, compreendendo duas etapas:
- Glicólise - conjunto de reacções que degradam a glicose até ácido pirúvico
- Redução do piruvato - conjunto de reacçõpes que conduzem á formação dos produtos da fermentação
Glicólise
A molécula de glicose é quimicamente inerte. Assim, para que a sua degradação se inicie, é necessário que esta seja activada através da energia fornecida pelo ATP.
Depois segue-se um conjunto de reacções que levam á degradação da glicose até ácido pirúvico, com formação de ATP e NADH.
No final resultam:
- duas moléculas de NADH
- duas moléculas de ácido pirúvico
- duas moléculas de ATP( formam-se 4 mas duas são gastas na activação dea glicose).
Redução do Piruvato
A redução do piruvato, em condições de anaerobiose, faz-se pela acção do NADH, formado durante a glicólise, e pode conduzir á formação de diferentes produtos. Por isso, existem vários tipos de fermentaçã, cujas designações indicam o produto final.
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Respiração aeróbia
Nas células eucarióticas surgiram organelos especializados - mitocôndrias - capazes de realizar a oxidação completa do ácido pirúvico obtido na glicólise, originando compostos muito simples(água e dióxido de carbono). Este processo ocorre apenas na presença de oxigénio, sendo por isso, designado respiração aeróbica.
Pode considerar-se a existência de quatro etapas na respiração aeróbia:
- Glicólise - 1ª etapa.
Etapa comum á fermentação. Ocorre no hialoplasma e conduz á formação de duas moléculas de ATP, duas moléculas de NADH + H+ e duas moléculas de ácido pirúvico.
- Formação de acetil-coenzima A - 2ª etapa
Na presença de O2, o ácido pirúvico entra na mitocôndria, onde é descarboxilado e oxidado( perde um hidrogénio, que é usado para reduzir o NAD+, formando o NADH + H+).
- Ciclo de Krebs
- Cadeia transportadora de electrões e fosforilação oxidativa - 4ª etapa
As moléculas de NADH e FADH, formadas durante as etapas anteriores da respiração, transportam electrões que vão, percorrer uma série de proteínas até serem captados por um aceptor final - o oxigénio. Estas proteínas aceptoras de electrôes constituem a cadeia transportadora de electrões e encontram-se ordenadas na membrana interna das mitocôndrias de acorso com a sua afinidade para os electrões.
Estrutura da mitocôndria
