Metabolismo energético das células

Moléculas reagentes -> produtos

Endergônicas -> Reações que precisam de energia para ocorrer.

Exergônicas -> Reações que liberam energia.

Na natureza tudo é reaproveitado, em uma célula uma reação exergônica libera energia e essa energia por sua vez é reaproveitada para uma reação endergônica. Esse processo ou mecanismo é conhecido como acoplamento de reações pois há o aproveitamento de energia tendo pouca liberação de calor.
A substancia mais presente nessas reações é o trifosfato de adenina ou adenina trifosfato cuja abreviação é ATP.

O ATP é um nucleotídeo formado por uma base nitrogenada (a adenina), uma molécula de açúcar (a ribose) e três moléculas de fosfato (representado por P). De acordo com a quantidade de fosfato à formação de AMP (adenosina monofosfato com um fosfato), ADP (adenosina difosfato com dois fosfatos) e ATP.
A utilização de ATP nas reações fazem com que haja uma liberação gradativa de energia que caso contrario (liberação total da energia) causaria a morte da célula.

Fotossíntese

Processo autotrófico realizado por seres que produzem a clorofila são eles plantas, alguns protistas, bactérias fotossintetizantes e cianobactérias.


A fotossíntese realizada por seres fotossintetizantes com exceção das bactérias utiliza o gás carbônico combinado com a água para sintetizar carboidratos e gerar a glicose e há a liberação de oxigênio para a natureza.
Na equação acima há presença de luz (o raio) e clorofila (a bolinha verde), estes elementos convertem o gás carbônico e a água numa hexose, no caso a glicose, e libera oxigênio.

Luz e pigmentos fotossintetizantes
A luz é utilizada na fotossíntese, pois há presença de pigmentos que conseguem captar a energia luminosa.
Parra que a fotossíntese ocorra é necessária a presença da clorofila que é um pigmento verde. A clorofila reflete a luz verde e absorve com mais eficiência os comprimentos de onda das luzes azul e vermelha.

As etapas da fotossíntese
A fotossíntese pode ser dividida em duas etapas interligadas: A fotoquímica ou reações de claro e a química ou reações de escuro.
Enquanto a etapa fotoquímica ocorre nos tilacóides, a química ocorre no estroma dos cloroplastos.


Etapa fotoquímica
Nessa etapa ocorrem dois conjuntos básicos e interligados de reações: a fotofosforilação e a fotólise da água.

Fotofosforilação: Significa a adição de fosfato (fosforilação) na presença de luz (foto). A energia luminosa captada pela clorofila é transferida sob a forma de energia química para moléculas de ATP.


Fotólise da água: Há quebra de moléculas de água sob a ação de luz, utilizando enzimas dos tilacóides. Nessa quebra há liberação de oxigênio e transferência do hidrogênio para substancias receptoras chamadas NADP (nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato) formando a NADPH² + H+. Estes produtos também podem ser representados como NADPH².


Produtos: Oxigênio liberado para o ambiente e NADPH2 e ATP que serão usados na próxima etapa.

Etapa química

Essa etapa ocorre no estroma dos cloroplastos sem a necessidade direta de luz.
Há participação do CO2 que recebe o hidrogênio vindo do NADPH.
Há a formação de carboidratos.
Essas reações compõem o Ciclo de Calvin.

Resumindo
Juntando as duas etapas e cancelando os reagentes e os produtos que são iguais obtêm:


Quimiossíntese
Processo que utiliza a energia na formação de compostos orgânicos a partir do gás carbônico (CO2) e a água (H20) provém da oxidação de substancias inorgânicas.

Respiração Aeróbia

Respiração: Processo de síntese de ATP que envolve a cadeia respiratória.
Aeróbia: O aceptor final de hidrogênios é o oxigênio.
Anaeróbia: O aceptor final dos hidrogênios não é o oxigênio mas outra substancia como o sulfato, o nitrato e outras.
A respiração aeróbia pode ser dividida em três etapas: A Glicólise, o Ciclo de Krebs e a Cadeia Respiratória.
Nos seres eucariotas a Glicólise ocorre no Citosol e não depende do oxigênio podendo ser considerada a fase anaeróbia enquanto o Ciclo de Krebs e a Cadeia Respiratória ocorrem na Mitocôndria necessitando do oxigênio e sendo considerada a fase aeróbia.


Glicólise
Cada molécula de glicose é desdobrada em duas moléculas de piruvato com três carbonos cada, liberando hidrogênio e energia.
O Hidrogênio combina-se com sua molécula transportadora formando o NADH+ H. A energia liberada é usada para síntese de ATP resultando num saldo de 2ATP.
O Piruvato vai pra mitocôndria para realizar as reações do Ciclo de Krebs que acontece na matriz mitocondrial e a Cadeia Respiratória que ocorre nas cristas mitocondriais.


Ciclo de Krebs
Ao penetrar na matriz mitocondrial, o piruvato formado na glicolise é transformado em acetil (2 carbonos), havendo liberação do gás carbônico e de hidrogênio.
Esse Acetil combina-se com uma substancia chamada coenzima A (CoA), formando o acetil-coenzima A (acetil-CoA) que entra no ciclo de Krebs.
No Ciclo são liberados CO2 , ATP, NADH + H e FADH2.
Todo o gás carbônico liberado na respiração provém do da formação de acetil no ciclo de Krebs.




Cadeia Respiratória
Na Cadeia há transferência do hidrogênio transportado pelo NAD e pelo FAD para o oxigênio formando a água.
Na transferência do hidrogênio ao longo da cadeia há liberação de elétrons excitados que vão sendo captados por transportadores intermediários, dentre ele os citocromos. Com a transferência esses elétrons perdem gradativamente a energia que em parte será utilizada para a formação de ATP (processo chamado de fosforilação oxidativa)e em parte é liberada em forma de calor.
Ou seja, a principal função desta etapa é a liberação de ATP.



Respiração Anaeróbia

Um exemplo é a respiração das bactérias desnitrificantes do solo, que participam do ciclo de nitrogênio devolvendo-o para atmosfera.





Fermentação

Processo anaeróbio de síntese de ATP que ocorre na ausência de oxigênio e não envolve a cadeia respiratória.

Fermentação Lática


Na fermentação lática o piruvato é transformado em ácido lático com a utilização de hidrogênio transportado pelos NADH formados na glicose.




Fermentação alcoólica

Nesse caso o piruvato inicialmente libera uma molécula de CO2 formando composto com dois carbonos que sofre redução pelo NADH, originando o álcool etílico.