Respirar como a entendemos em biologia é a respiração celular. A maioria das células eucarióticas respira. As células vegetais também respiram, mas quando são acesas, procedem à fotossíntese que mascara a respiração celular.
A equação de equilíbrio para respiração é a seguinte:
C6 H12 O6 + 6O2 – >6 CO2 + 6H2 O+ e nergie( = 36 A T P ) C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + energia (ATP = 36)
O elemento essencial para a respiração celular é a mitocôndria.
Respiração
Respirar consiste em oxidar completamente a matéria orgânica na matéria mineral, graças ao oxigênio, a fim de extrair energia necessária para o funcionamento da célula.
Quase todas as células do ser humano respiram.
Respirar da glicose produz energia na forma de ATP. Estas moléculas de ATP podem ser produzidas:
- Ou diretamente, isto é, durante uma reação
- Seja indiretamente através da produção de um portador reduzido, o RH 2 . Esta produção ocorre durante uma reação, então RH 2 é usado na cadeia respiratória para formar ATP.
- A glicólise, que ocorre no hialoplasma (citoplasma líquido)
- O ciclo de Krebs, na matriz mitocondrial
- A cadeia respiratória mitocondrial, na membrana interna da mitocôndria
Hialoplasma
O hialoplasma é o fluido no qual as organelas se banham no interior da célula.
Glicólise
Glicólise, um termo derivado do glico grego (= glicose) e lise (= degradação), corresponde à degradação da glicose. Corresponde ao primeiro estágio da respiração celular.
A glicólise é a reação de degradação da glicose no hialoplasma da célula. Este é o primeiro passo na respiração celular, este passo é essencial porque as mitocôndrias não podem usar diretamente a glicose.
A glicólise consiste em 10 reações e ocorre no hialoplasma . Requer:
- 1 glicose ( C6 H12 O6 C6H12O6)
- 2 ATP
- 4 ADP e 4 Pi
- R ‘(O composto R’ está quimicamente próximo do composto R estudado durante a fotossíntese.)
- Degradação de uma glicose em 2 piruvatos ( CH3 – CO – COOHCH3-CO-COOH)
- A redução de 2 R ‘em 2 R’H 2
- A formação de 4 ATP. No entanto, a glicólise requer o uso de 2 ATP, o seu saldo global, portanto, corresponde à formação de 2 ATP.
A glicólise permite obter 2 ATP e 2 R’H2
O ciclo de Krebs
O ciclo de Krebs, ou ciclo de ácido tricarboxílico, ocorre na matriz mitocondrial. Corresponde ao segundo estágio da respiração celular.
Mitocôndria
A mitocôndria é uma organela intracelular de células eucarióticas que tem 1 μm de comprimento e possui seu próprio DNA. É formado por uma membrana externa e uma membrana interna, separadas por um espaço entre as membranas. A membrana interna possui dobras chamadas cristas mitocondriais, que possuem proteínas enzimáticas, a ATP sintase. Esses dois envelopes limitam um compartimento interno, a matriz, dentro do qual o ciclo de Krebs ocorre.
Cycle de Krebs
O ciclo de Krebs é uma seqüência de reações bioquímicas que ocorrem na matriz mitocondrial. Eles levam à produção de compostos R’H 2, a partir do H + liberado pela degradação total do ácido pirúvico. Estes compostos R’H 2 permitem a produção de moléculas de ATP pela cadeia respiratória.
Durante a degradação total de piruvatos 6 moléculas de CO2 CO2também são formados.
Para uma molécula de glicose inicial, o ciclo de Krebs usa:
- 2 piruvatos da glicólise
- 10 R ‘oxidantes
- 6 moléculas de água
- 2 ADP e 2 Pi
O ciclo de Krebs permite obter 2 ATP e 10R’H2 pela descarboxilação dos 2 piruvatos
É durante esse ciclo que o CO é produzido.2 CO2liberado por expiração.
O saldo do ciclo de Krebs é:
2CH3 – CO – COOH+10 R′ + 6H2 O+2ADP+2 Pi – > 6 CO2 + 10R ′ H2 +2ATP 2 CH 3 – CO − COOH + 10 R ′ + 6 H 2 O + 2ADP + 2Pi -> 6CO 2 + 10 R ′ H 2 + 2ATP
O ciclo de Krebs
Cadeia respiratória
A cadeia respiratória, ou cadeia de fosforilação oxidativa, é o terceiro estágio da respiração celular.
Cadeia respiratória
A cadeia respiratória, na membrana interna da mitocôndria, é um conjunto de reações que possibilitam, a partir dos compostos de R’H 2 produzidos pela glicólise e pelo ciclo de Krebs, produzir as moléculas de ATP necessárias para a energia. operação da célula.
A cadeia respiratória é composta por moléculas presentes na membrana interna da mitocôndria. Uma primeira molécula recupera os elétrons dos átomos de hidrogênio presentes no R’H 2 . Estes elétrons são então transferidos do complexo para o complexo para o seu receptor final, que é o O2 O2: existe então a formação deH2 OH2O. A transferência de elétrons permite a passagem de íons H+no espaço intermembranar, o que cria uma força motriz de prótons que permite, durante sua passagem pela ATP sintase, reformar o ATP a partir do ADP. + Pi.
A cadeia respiratória requer:
- 12 R’H 2 (2 da glicólise e 10 do ciclo de Krebs)
- 32 ADP e 32 Pi
- 6 O2 O2de inspiração
A cadeia respiratória permite obter 32 ATP e 12R ‘
A cadeia respiratória mitocondrial
Balanço energético da respiração
Respiração permite a produção de 36 ATP em eucariotos a partir de uma molécula de glicose (2 durante a glicólise, 2 durante o ciclo de Krebs e 32 durante a cadeia respiratória). Estes ATPs serão então usados para fornecer a energia necessária para operar a célula.
Fermentação
Generalidades sobre fermentação
Respiração celular requer oxigênio. Algumas espécies ou células são capazes de viver em ambiente anaeróbico.
Ambiente anaeróbico
Um meio anaeróbico é um meio livre de oxigênio. Os organismos ou células capazes de viver lá têm um metabolismo anaeróbico.
Organismos anaeróbicos ou anaeróbicos aeróbios (capazes de ter ambos os metabolismos) são responsáveis pela fermentação em meios livres de oxigênio.
A fermentação começa com a glicólise, exatamente a mesma reação da respiração. Mas os dois piruvatos produzidos pela glicólise serão parcialmente degradados em uma reação que não requer oxigênio.
Existem vários tipos de fermentações, incluindo:
- Fermentação alcoólica
- Fermentação láctica
Fermentação alcoólica
A fermentação alcoólica, também chamada etanólica, realizada pelas leveduras consiste em:
- A glicólise: produção de 2 piruvatos, 2 ATP e 2 R’H 2 .
- A transformação dos dois piruvatos em 2 etanóis e 2 CO 2 graças ao uso de compostos R’H 2 produzidos pela glicólise.
Fermentação alcoólica
Este processo é especialmente usado na produção de vinho.
Fermentação láctica
A fermentação láctica realizada pelas células musculares ou bactérias iogurte consiste em:
- A glicólise: produção de 2 piruvatos, 2 ATP e 2 R’H 2 .
- A transformação dos dois piruvatos em 2 lactatos graças aos compostos R’H 2produzidos pela glicólise.
