Arquivo da categoria ‘Bioquímica’

Então galerinha,

Até o momento falamos sobre alguns aspectos muito importantes desse tema. Mas outro tópico bastante abordado é a ocorrência dos processos de FERMENTAÇÃO.

Em primeiro lugar, precisamos nos perguntar: 

“Em qual circunstância a célula realiza fermentação?”

A resposta é simples: em condições anaeróbias (ausência de oxigênio).

Vocês devem estar se perguntando: “Mas professor, o senhor não falou no post anterior que a glicólise produz energia em condições anaeróbias?”.

Exatamente!!! A glicólise é responsável por produzir energia em condições anaeróbias. Contudo, para que este processo possa ocorrer, é necessária a disponibilidade de NAD (aceptor de prótons e elétrons). Isso mesmo!!! O NAD não é um recurso inesgotável. Durante as reações de oxidação da glicólise e do ciclo de Krebs, o NAD é convertido em NADH. Na última etapa da respiração celular (fosforilação oxidativa), este NADH será convertido novamente em NAD, que será reutilizado na glicólise e no ciclo de Krebs. Repare que, na respiração celular (condições AERÓBIAS), o NAD é renovado na última etapa. Aí pergunto a vocês:

E EM CONDIÇÕES ANAERÓBIAS? COMO O NAD É RECICLADO, SE NÃO HÁ FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA?

A resposta é bem simples: o NADH é convertido em NAD pelos processos de fermentação. Sendo assim, a fermentação recicla o NAD, que poderá ser utilizado na glicólise, para a produção de energia (ATP).

Outro ponto essencial bastante abordado em provas de vestibular são os tipos de fermentação. Vamos falar sobre eles?

De modo geral, existem dois tipos de fermentação:

ALCOÓLICA: 

O piruvato produzido na glicólise é convertido em ETANOL e GÁS CARBÔNICO.

Agora vamos olhar algumas curiosidades que são cobradas em vestibular. Tentem responder as duas perguntas abaixo:

1. Por que a massa de pão cresce quando a deixamos descansando?

2. Por que a cerveja e o vinho contém álcool?

E aí já pensou? Parecem perguntas bastante complexas, mas possuem explicações bastante simples. Então, vamos discuti-las:

O preparo do pão utiliza fermento biológico, que é um tipo de fungo. Na ausência de oxigênio, este fungo realiza FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA e produz gás carbônico. O acúmulo deste gás na massa faz ela aumentar de tamanho.

No caso da cerveja e do vinho, utiliza-se um fungo (levedura) que, na ausência de oxigênio, também realiza fermentação alcoólica e produz ETANOL (álcool comum). Sendo assim, o álcool presente nessas duas bebidas não foi adicionado em nenhum momento, mas sim formado durante a fermentação.

Talvez vocês já tenham ouvido falar que quanto mais velho for o vinho, maior será o seu valor; isso se deve ao fato do vinho ter fermentado por maior período de tempo. Mas isso tem um limite de tempo e condições específicas. Em determinadas condições, o vinho pode se oxidar e gerar vinagre.

 

LÁCTICA 

O piruvato produzido na glicólise é convertido em LACTATO ou ÁCIDO LÁCTICO.

Este processo está bastante relacionado com a realização de atividades físicas intensas por seres humanos. Para compreender isso, vamos imaginar um cara jogando futebol e tentar responder à seguinte pergunta:

Como estará o suprimento de oxigênio no músculo dessa pessoa? 

Vamos pensar: “Se estou praticando atividade física, a demanda de energia será maior ou menor?”. É óbvio que será maior, pois suas células musculares estarão “trabalhando” muito mais. Então: “Será que a demanda por oxigênio será maior ou menor?”. Também será maior, visto que o oxigênio é essencial para a respiração celular. 

Agora, vamos refletir: “Será que a nossa respiração e a circulação sanguínea consegue suprir toda a demanda por oxigênio nestas situações?”. A resposta é simples: NÃO. Então, como fazer para produzir energia?

Você já sabe responder. Comentamos isso em outro post. Em condições anaeróbias, nosso corpo produzirá energia por meio da glicólise. E realizará a FERMENTAÇÃO LÁCTICA com o objetivo de reciclar o NAD, que é essencial para que a glicólise ocorra.

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BOM ESTUDO A TODOS!!! Em breve resolução de questões sobre o assunto.

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Até o momento falamos sobre conceitos importantes deste assunto. Agora iremos conversar sobre o principal processo de produção de energia pela célula chamado de RESPIRAÇÃO CELULAR AERÓBIA.

Reparem que menciono um nome que aparece em outros assuntos da biologia: AERÓBIA. Mas o que significa essa palavra? Este termo refere-se ao fato deste processo necessitar de oxigênio para ocorrer. Sendo assim:

 

SEMPRE QUE VOCÊS LEREM A PALAVRA AERÓBIA EM UMA QUESTÃO, DEVERÃO RELACIONAR COM A NECESSIDADE DE OXIGÊNIO PARA O PROCESSO OCORRER!!!!

 

Mas o que é a respiração celular aeróbia?

A resposta é simples. É um processo de produção de energia realizado pelas células de TODOS os seres vivos, que consome oxigênio e produz água e gás carbônico. Além disso, está dividido em três etapas: Glicólise, Ciclo de Krebs e Fosforilação oxidativa.

É importante que você, como vestibulando, compreenda que cada uma destas etapas ocorre em determinado local na célula e apresenta uma característica mais geral. Então, observem a tabela abaixo:

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Esta tabela traz informações preciosas para resolver determinadas questões de vestibular. Por exemplo, suponhamos a seguinte situação: “Sob atividade física intensa, o suprimento de oxigênio para as células musculares encontra-se insuficiente.” O que ocorrerá com a célula neste caso? Será incapaz de produzir energia devido a falta de oxigênio?

A resposta é simples: NÃO. Na falta de oxigênio, a célula poderá produzir energia por meio do processo de glicólise que é anaeróbio. Este termo ANAERÓBIO significa que o processo ocorre mesmo na ausência de oxigênio.

Outro ponto que vale ser destacado é o local de ocorrência do Ciclo de Krebs e da Fosforilação oxidativa. Estes dois processos ocorrem no interior de uma organela específica chamada de MITOCÔNDRIA. Muitos alunos erram questões relacionadas a este tópico devido a essa informação. A presença de organelas é uma característica EXCLUSIVA de células eucariontes. Sendo assim, em protistas, fungos, plantas e animais, estes processos ocorrem nas mitocôndrias. Então, vocês devem estar se perguntando: “E nas bactérias, que são procariontes? Onde ocorrem esses processos?”. A resposta é simples:

 

EM BACTÉRIAS, AS TRÊS ETAPAS DA RESPIRAÇÃO CELULAR OCORREM NO CITOPLASMA E A FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA ESTÁ RELACIONADA COM A MEMBRANA PLASMÁTICA.

 

Em se tratando deste assunto, é raro o primeiro exame de qualificação da UERJ e outras provas de vestibular (como, por exemplo, ENEM, FUVEST e Unicamp) cobrarem detalhes bioquímicos sobre as etapas deste processo. Muitas provas abordam conceitos relacionados à glicólise e aos processos fermentativos (que serão discutidos no próximo post). Então, enfatizarei brevemente alguns pontos importantes sobre estas etapas.

 

1. GLICÓLISE

É essencial que vocês compreendam o que ocorre em termos gerais durante a glicólise. Sendo assim, precisam ter o conceito de que A GLICÓLISE É A QUEBRA DE UMA MOLÉCULA DE GLICOSE PRODUZINDO DUAS MOLÉCULAS DE PIRUVATO (ou ácido pirúvico). Lembre-se: entra glicose e sai piruvato.

Outro ponto a ser destacado é que a glicólise apresenta um baixo rendimento energético: produz apenas 2 moléculas de ATP. Essa é uma importante diferença em relação aos processos aeróbios (ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa), que juntos produzem em média 30 a 32 moléculas de ATP.

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2. CICLO DE KREBS

Para aqueles que não farão exame discursivo de Biologia, é importante ter uma visão geral sobre esta etapa. Este ciclo se caracteriza por uma série de reações de oxidação e redução e produz NADH, FADH2, ATP e gás carbônico.

 

3. FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA

É a última etapa da respiração celular e envolve dois processos básicos:

– Cadeia transportadora de elétrons

– Síntese de ATP

Para entender essa etapa, vamos refletir sobre os eventos das etapas anteriores. Houve pouca produção de ATP na glicólise e no ciclo de Krebs. Contudo, devido às reações de oxidação e redução, houve produção de quantidades significativas de NADH e  FADH2. Então, vamos refletir:

“Qual a importância de capturar os elétrons gerados nas etapas anteriores?”

A resposta é simples: estes elétrons participarão indiretamente da síntese de ATP nesta última etapa. Em linhas gerais, o NADH e o FADH2 irão transferir os elétrons para moléculas presentes na mitocôndria (estarão se oxidando). Estes elétrons, por sua vez, serão transportados ao longo de uma cadeia chamada de CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS OU CADEIA RESPIRATÓRIA. Ao longo desse transporte, será liberada energia, que será utilizada para a síntese de ATP nesta etapa.

 

foto 3

 

BOM ESTUDO  TODOS!!!! Amanhã tem mais.

PS: se as imagens estiverem pequenas, é só clicar nelas para visualizar melhor o seu conteúdo.

Uma vez que conhecemos as fontes de energia, é necessário conhecer os processos de produção de energia. Mas primeiro é necessário ter compreendido alguns conceitos. 

Aqui, utilizarei algumas perguntas para discutir estes conceitos. Então, vamos às perguntas:

 

1. De onde vem a energia presente nos nutrientes?

“A energia extraída dos nutrientes encontra-se armazenada em suas ligações químicas. Lembre-se que as moléculas de nutrientes são formadas pelo arranjo e ligação entre átomos de diferentes elementos químicos (geralmente carbono, hidrogênio e oxigênio). Desse modo, cada uma dessas ligações contém uma dada quantidade de energia, que é liberada quando ela é quebrada.”

 

2. O que ocorre com a energia liberada pela quebra das ligações químicas nas moléculas de nutrientes?

Esta energia será armazenada em uma molécula chamada ATP (adenosina trifosfato). O ATP possui três ligações fosfato de alta energia (armazenam grande quantidade de energia, como indicado na figura abaixo:

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Como vocês podem ver na figura acima, a quebra de uma ligação fosfato irá liberar energia e produzirá uma molécula de ADP (adenosina difosfato).

Então, NÃO SE ESQUEÇAM que a energia fica estocada em nossas células sob a forma de ATP e sua quebra produz ADP. Este, por sua vez, poderá ser utilizado para produzir mais ATP.

 

3. Mas quando uma molécula de ATP será quebrada por nossas células?

Mediante a necessidade de uso de energia para alguma atividade da célula. Por exemplo, durante a transmissão de impulsos nervosos por neurônios, durante a contração muscular, para o transporte ativo de substâncias através da membrana plasmática, etc.

 

Um assunto bastante abordado nas provas dos principais vestibulares do país é o METABOLISMO ENERGÉTICO das células. Muitos alunos apresentam dificuldades na compreensão deste tema em função de sua relação com a química. Então, vamos tentar descomplicar este tópico? 

Na preparação para o vestibular, é necessário focarmos nos principais tópicos dentro de cada tema específico. Em se tratando de metabolismo energético, os principais conceitos envolvem a ideia de processos aeróbios e anaeróbios (respiração celular e fermentação), etapas da respiração celular, tipos de fermentação e fontes de energia.

Então, neste post, vamos iniciar nossa discussão pelas fontes de energia. Desse modo, pergunto: “O que pode ser utilizado como fonte de energia pelos seres vivos?”

Muitos de vocês já devem ter ouvido falar sobre a necessidade de ingerir alimentos, pois estes serão os “combustíveis” de nosso corpo. A ideia é exatamente essa. Os alimentos são formados por diversos nutrientes que podem ser utilizadas para a produção de energia. 

Agora vamos pensar: “Quais nutrientes presentes nos alimentos fornecem energia?”. A resposta é bem simples: três tipos de nutrientes fornecem energia, que são os CARBOIDRATOS, os LIPÍDIOS e as PROTEÍNAS. 

ImagemEstes três nutrientes fornecem energia para o corpo. Contudo, serão utilizados em momentos distintos. Os carboidratos, também chamados de açúcares ou glicídios, são as fontes primárias de energia para as nossas células, ou seja, representam a principal fonte de energia do organismo. Para exemplificarmos a importância destas moléculas, podemos mencionar o caso de neurônios e hemácias, que utilizam apenas carboidratos como fonte de energia. Os lipídios e proteínas, por sua vez, representam reservas de energia e geralmente são utilizados como fonte de energia em condições de jejum ou mesmo atividade física intensa. Por exemplo, muitos de vocês já devem ter ouvido falar no termo “queimar gordurinhas” (bastante utilizado em academias); isso significa que a prática da atividade física irá fazer com que o organismo utilize os lipídios armazenados como fonte de energia.