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Respiração Celular


 Citologia

1. A Respiração Aeróbica

A - Apresentação

As mitocôndrias são organóides presentes em todas as células eucarióticas, animais ou vegetais, cuja atividade se relaciona com o metabolismo energético das células e com a produção de ATP na respiração aeróbica.

As mitocôndrias possuem o seu próprio DNA, alguns ribossomos e a capacidade de sintetizar proteínas. Podem se replicar e sempre se originam de mitocôndrias preexistentes. Essas são algumas das características comuns entre as mitocôndrias e os cloroplastos. As mitocôndrias são delimitadas por duas membranas, entre as quais há um espaço de cerca de 60 ângstrons.

A membrana externa é lisa, enquanto a membrana interna é provida de numerosas pregas chamadas cristas mitocondriais. O espaço interno da mitocôndria é a matriz mitocondrial. As atividades das mitocôndrias são compartimentadas, ou seja, há uma divisão topográfica entre elas. Algumas acontecem na matriz mitocondrial, enquanto outras se processam junto das cristas mitocondriais.

 

B - Etapas da Respiração Aeróbica

A maior rentabilidade da respiração aeróbica em relação à fermentação é explicada pela completa "desmontagem" da molécula da glicose, com seus átomos de carbono separados em moléculas de CO2, e a total remoção dos seus átomos de hidrogênio ricos em energia. A respiração aeróbica (muitas vezes chamada, apenas, de respiração celular) é dividida em 3 etapas: a glicólise, o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória.

 

b1) A glicólise

Essa etapa da respiração aeróbica é praticamente idêntica à fermentação. Todas as etapas da glicose acontecem no hialoplasma. Inicialmente, a molécula da glicose recebe 2 grupos fosfato, convertendo-se em frutose 1,6-P:

 

 

glicose + 2 ATP ===> frutose 1,6-P + 2 ADP

 

 

 

A seguir, essa molécula é fragmentada em duas moléculas com 3 átomos de carbono cada.

 

 

frutose 1,6-P + 4 ADP ===> 2 ácido pirúvico + 4 ATP

 

 

 

Nessa quebra, duas moléculas de NAD (nicotinamida-adenina-dinucleotídeo) recolhem átomos de hidrogênio com elétrons ricos em energia, convertendo-se em duas moléculas de NADH. Essas duas moléculas de NADH irão levar esses átomos de hidrogênio para o interior das mitocôndrias.

A seguir, uma nova oxidação transforma cada molécula de ácido pirúvico em uma molécula de acetil coenzima-A (ou acetil Co-A). Nessa passagem, mais duas moléculas de NAD se convertem em NADH.

 

 

2 ácido pirúvico + 2 co-A + 2 NAD ===> 2 acetil Co-A + 2 NADH + 2 CO2

 

 

 

Até a presente etapa, a partir de uma molécula de glicose foram formadas duas moléculas de acetil Co-A, duas moléculas de CO2, duas moléculas de ATP e quatro moléculas de NADH.

A transformação do ácido pirúvico em acetil Co-A se dá na membrana das mitocôndrias. Portanto, todas as etapas posteriores irão se desenvolver no interior desse organóide citoplasmático, e não mais no hialoplasma.

 

b2) O ciclo de Krebs

Na década de 1930, foi descoberta uma seqüência cíclica de reações, que se tornou conhecida por ciclo de Krebs (também chamado ciclo do ácido cítrico ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos). Todas as etapas desse ciclo acontecem no interior das mitocôndrias, mais especificamente na matriz mitocondrial.

Esse ciclo remove os átomos de hidrogênio ricos em energia do acetil Co-A. Com a retira dos átomos de hidrogênio, há liberação dos átomos de carbono na forma de CO2, que deixa a célula como o produto estável da respiração aeróbica.

Cada volta do ciclo de Krebs é movimentada por uma molécula de acetil Co-A. As principais etapas são representadas a seguir. Não há nenhum interesse em memorizá-las. São colocadas apenas para que possamos localizar os pontos de maior liberação de energia química.