A glicólise é o processo metabólico responsável pela quebra da glicose em moléculas menores para a produção de energia. Essa via metabólica ocorre no citoplasma das células e é essencial para a produção de ATP, a principal forma de energia utilizada pelas células. A glicólise é dividida em várias fases, cada uma com funções específicas, como a preparação da glicose, a produção de ATP e a formação de piruvato. Neste artigo, iremos explorar as diferentes fases e funções da glicólise, fornecendo uma visão mais detalhada deste importante processo bioquímico.
Três fases da decomposição da glicose durante a respiração celular.
A glicólise é o primeiro processo da respiração celular, responsável por decompor a glicose em moléculas mais simples para gerar energia. Essa via metabólica ocorre em três fases distintas, cada uma com funções específicas.
A primeira fase da glicólise é a preparação, onde a glicose é ativada e modificada para facilitar as reações subsequentes. Nessa etapa, a glicose é fosforilada duas vezes, resultando na formação de duas moléculas de glicose-6-fosfato. Esse processo requer a utilização de duas moléculas de ATP.
A segunda fase é a clivagem, onde as moléculas de glicose-6-fosfato são quebradas em duas moléculas de ácido pirúvico. Durante essa etapa, ocorrem uma série de reações de desidrogenação e fosforilação, resultando na produção de ATP e NADH. Ao final da clivagem, são geradas quatro moléculas de ATP por molécula de glicose.
A terceira e última fase é a recolha de energia, onde ocorre a produção líquida de ATP. Nessa etapa, as moléculas de ácido pirúvico são convertidas em acetil-CoA, que entra no ciclo de Krebs para continuar a produção de energia. Além disso, durante a glicólise, são produzidas duas moléculas de NADH, que serão utilizadas na cadeia respiratória para gerar mais ATP.
Em resumo, a glicólise é um processo fundamental para a produção de energia nas células, decompondo a glicose em etapas específicas para gerar ATP e NADH. Essas três fases da glicólise são essenciais para o funcionamento adequado da respiração celular e a manutenção das atividades metabólicas do organismo.
Processo metabólico que ocorre na quebra da glicose em moléculas de ATP e piruvato.
A glicólise é o processo metabólico responsável pela quebra da glicose em moléculas de ATP e piruvato. Esse processo ocorre no citoplasma das células e é essencial para a produção de energia.
A glicose é uma molécula de seis carbonos que passa por uma série de reações enzimáticas durante a glicólise. Na primeira fase, a glicose é fosforilada pela enzima hexoquinase, formando glicose-6-fosfato. Em seguida, a glicose-6-fosfato é isomerizada para frutose-6-fosfato pela enzima fosfofrutoquinase. Na terceira etapa, a frutose-6-fosfato é fosforilada novamente para formar frutose-1,6-bifosfato pela enzima fosfofrutoquinase-1.
Na fase de clivagem, a frutose-1,6-bifosfato é dividida em duas moléculas de três carbonos: di-hidroxiacetona-fosfato e gliceraldeído-3-fosfato. A di-hidroxiacetona-fosfato é convertida em gliceraldeído-3-fosfato pela enzima triose fosfato isomerase. Na fase de oxidação, o gliceraldeído-3-fosfato é oxidado para formar 1,3-bifosfoglicerato, gerando NADH e ATP como subprodutos.
Na fase de síntese de ATP, o 1,3-bifosfoglicerato é convertido em 3-fosfoglicerato, gerando mais uma molécula de ATP. Na fase de transferência de grupamentos fosfato, o 3-fosfoglicerato é convertido em 2-fosfoglicerato e, em seguida, em fosfoenolpiruvato. Por fim, o fosfoenolpiruvato é convertido em piruvato, gerando mais uma molécula de ATP.
Assim, ao final da glicólise, uma molécula de glicose é convertida em duas moléculas de piruvato, produzindo um total de 4 moléculas de ATP e 2 moléculas de NADH. Esse processo é fundamental para a produção de energia nas células, fornecendo ATP para diversas atividades metabólicas.
Glicólise: definição e importância das reações metabólicas nessa via essencial para as células.
A Glicólise é uma via metabólica essencial para as células, responsável por converter a glicose em ATP, a principal fonte de energia para o funcionamento celular. Essa via ocorre no citoplasma das células e consiste em uma série de reações químicas que resultam na quebra da glicose em moléculas menores.
As fases da Glicólise incluem a preparação, a clivagem e a produção de ATP. Na fase de preparação, a glicose é fosforilada, tornando-se mais reativa. Em seguida, ocorre a clivagem da glicose em duas moléculas de piruvato, gerando ATP e NADH. Por fim, na fase de produção de ATP, ocorre a formação de mais ATP a partir de compostos intermediários.
A importância das reações metabólicas da Glicólise está relacionada à produção de energia para as células. O ATP gerado durante essa via é fundamental para diversas atividades celulares, como a síntese de proteínas, o transporte de íons e a contração muscular. Além disso, a Glicólise é o primeiro passo das vias metabólicas que convertem a glicose em energia, sendo essencial para a sobrevivência das células.
Conheça as etapas da respiração celular, um processo essencial para a produção de energia.
A glicólise é a primeira etapa da respiração celular, um processo essencial para a produção de energia nas células. Nesse processo, uma molécula de glicose é quebrada em duas moléculas de piruvato, gerando ATP, que é a forma de energia utilizada pelas células.
A glicólise é dividida em duas fases: a fase de preparação e a fase de produção de ATP. Na fase de preparação, a glicose é ativada e transformada em frutose-1,6-bifosfato. Na fase de produção de ATP, a frutose-1,6-bifosfato é quebrada em duas moléculas de três carbonos, que são então convertidas em piruvato, gerando ATP.
Essa etapa da respiração celular ocorre no citoplasma das células e não requer a presença de oxigênio, sendo um processo anaeróbico. No entanto, a glicólise é apenas o primeiro passo da produção de energia nas células, sendo seguida pelo ciclo de Krebs e pela cadeia de transporte de elétrons, que são processos aeróbicos e dependem da presença de oxigênio.
Portanto, a glicólise é uma etapa fundamental da respiração celular, proporcionando a produção de ATP e fornecendo energia para as células realizarem suas funções. É importante compreender as fases e funções desse processo para entender como as células obtêm a energia necessária para sobreviver e realizar suas atividades metabólicas.
Glicólise: Fases e Funções
A glicólise ou glicolítica é o processo através do qual uma molécula de glicose é dividido em duas moléculas de piruvato. Através da glicólise, é produzida energia, que é usada pelo organismo em diferentes processos celulares.
A glicólise também é conhecida como o ciclo de Embden-Meyerhof, em homenagem a Gustav Embden e Otto Fritz Meyerhof, que foram os descobridores desse procedimento.
A glicólise é gerada nas células, especificamente no citosol localizado no citoplasma . Este é o procedimento mais difundido em todos os seres vivos, porque é gerado em todos os tipos de células , tanto eucariotos quanto procariontes.
Isso implica que animais, vegetais, bactérias, fungos, algas e até organismos protozoários são suscetíveis ao processo de glicólise.
O principal objetivo da glicólise é produzir energia que é usada em outros processos celulares do corpo.
A glicólise corresponde ao passo inicial a partir do qual o processo de respiração celular ou aeróbica é gerado, no qual a presença de oxigênio é necessária.
No caso de ambientes que carecem de oxigênio, a glicólise também tem uma participação importante, pois contribui para o processo de fermentação .
Fases da glicólise
A glicólise é gerada como resultado de dez fases. Essas dez fases podem ser explicadas de maneira simplificada, determinando duas categorias amplas: a primeira, na qual existe um requisito energético; e o segundo, no qual a energia é produzida ou liberada.
Fase de necessidade de energia
É baseado em uma molécula de glicose obtida do açúcar, que possui uma molécula de glicose e uma molécula de frutose.
Uma vez separada a molécula de glicose, ela se junta a dois grupos fosfato, também chamados ácidos fosfóricos.
Esses ácidos fosfóricos são originários do adenosina trifosfato (ATP), um elemento considerado uma das principais fontes de energia necessárias nas diferentes atividades e funções das células.
Com a incorporação desses grupos fosfato, a molécula de glicose é modificada e adota outro nome: frutose-1,6-bisfosfato.
Os ácidos fosfóricos geram uma situação instável nessa nova molécula, o que resulta em sua divisão em duas partes.
Como resultado, dois açúcares diferentes surgem, cada um com características fosfatadas e três carbonos.
Embora esses dois açúcares tenham bases iguais, eles têm características que os diferenciam.
O primeiro é chamado gliceraldeído-3-fosfato e é o que irá diretamente para a próxima fase do processo de glicólise.
O segundo açúcar fosfato de três carbonos gerado é chamado fosfato de dihidroxiacetona, conhecido pela sigla DHAP. Ele também participa das seguintes etapas da glicólise após se tornar o mesmo componente do primeiro açúcar gerado a partir do processo: gliceraldeído-3-fosfato.
Essa transformação do fosfato de di-hidroxiacetona em gliceraldeído-3-fosfato é gerada através de uma enzima localizada no citosol das células e é denominada glicerol-3-fosfato desidrogenase. Esse processo de conversão é conhecido como “transporte de fosfato de glicerol”.
Então, em geral, pode-se dizer que a primeira fase da glicólise se baseia na modificação de uma molécula de glicose em duas moléculas de triosafosfato. É o estágio em que não ocorre oxidação.
Esta etapa consiste em cinco etapas chamadas reações e cada uma é catalisada por sua própria enzima específica. As 5 etapas da fase preparatória ou da necessidade de energia são as seguintes:
Primeiro passo
O primeiro passo na glicólise é a conversão de glicose em glicose-6-fosfato. A enzima que catalisa essa reação é a hexoquinase. Aqui, o anel de glicose é fosforilado.
A fosforilação consiste em adicionar um grupo fosfato a uma molécula derivada de ATP. Como resultado, neste ponto da glicólise, 1 molécula de ATP foi consumida.
A reação ocorre com a ajuda da enzima hexoquinase, uma enzima que catalisa a fosforilação de muitas estruturas em anel de seis elementos semelhantes à glicose.
O magnésio atômico (Mg) também intervém para ajudar a proteger as cargas negativas dos grupos fosfato na molécula de ATP.
O resultado dessa fosforilação é uma molécula chamada glicose-6-fosfato (G6P), denominada porque o carbono 6 da glicose adquire o grupo fosfato.
Segundo passo
O segundo passo da glicólise inclui a transformação de glicose-6-fosfato em frutose-6-fosfato (F6P). Esta reação ocorre com a ajuda da enzima fosfoglucose isomerase.
Como o nome da enzima implica, essa reação tem um efeito de isomerização.
A reação compromete a transformação da ligação carbono-oxigênio para modificar o anel de seis membros em um anel de cinco membros.
A reorganização é realizada quando o anel de seis membros é aberto e depois fechado de tal maneira que o primeiro carbono agora se torna externo ao anel.
Terceiro passo
Na terceira etapa da glicólise, a frutose-6-fosfato é convertida em frutose-1,6-bifosfato (FBP).
Semelhante à reação que ocorre na primeira etapa da glicólise, uma segunda molécula de ATP fornece o grupo fosfato que é adicionado à molécula de frutose-6-fosfato.
A enzima que catalisa essa reação é a fosfofructoquinase. Como na etapa 1, um átomo de magnésio está envolvido para ajudar a proteger cargas negativas.
Quarto passo
A enzima aldolase divide a 1,6-bifosfato de frutose em dois açúcares que são isômeros entre si. Esses dois açúcares são fosfato de di-hidroxiacetona e trifosfato de gliceraldeído.
Esta etapa usa a enzima aldolase, que catalisa a clivagem do frutose-1,6-bifosfato (FBP) para produzir duas moléculas de 3 carbonos. Uma dessas moléculas é chamada trifosfato de gliceraldeído e a outra é chamada fosfato de di-hidroxiacetona.
Quinto passo
A enzima triofosfato isomerase interpenetra rapidamente as moléculas de dihidroxiacetona fosfato e gliceraldeído trifosfato. O fosfato de gliceraldeído é removido e / ou usado na próxima etapa da glicólise.
O trifosfato de gliceraldeído é a única molécula que continua na via glicolítica. Como resultado, todas as moléculas de fosfato de di-hidroxiacetona produzidas são seguidas pela enzima trifosfato isomerase, que reorganiza o fosfato de di-hidroxiacetona em trifosfato de gliceraldeído para que possa continuar na glicólise.
Neste ponto da via glicolítica, existem duas moléculas de três carbonos, mas a glicose ainda não foi completamente convertida em piruvato.
Fase de liberação de energia
As duas moléculas de açúcar de três carbonos que foram geradas a partir do primeiro estágio agora passarão por outra série de transformações. O processo descrito abaixo será gerado duas vezes para cada molécula de açúcar.
Primeiro, uma das moléculas se livrará de dois elétrons e dois prótons e, como resultado dessa liberação, mais um fosfato será adicionado à molécula de açúcar. O componente resultante é chamado 1,3-bisfosfoglicerato.
Em seguida, o 1,3-bisfosfoglicerato se livra de um dos grupos fosfato, que eventualmente se torna uma molécula de ATP.
Nesse ponto, a energia é liberada. A molécula que resulta dessa liberação de fosfato é chamada de 3-fosfoglicerato.
O 3-fosfoglicerato se torna outro elemento como esse, mas com certas características diferentes em termos de estrutura molecular. Este novo elemento é o 2-fosfoglicerato.
Na penúltima etapa do processo de glicólise, o 2-fosfoglicerato é transformado em fosfoenolpiruvato como resultado da perda de uma molécula de água.
Finalmente, o fosfoenolpiruvato se livra de outro grupo fosfato, um procedimento que também envolve a criação de uma molécula de ATP e, portanto, uma liberação de energia.
Livre de fosfato, o fosfoenolpiruvato resulta em uma molécula de piruvato no final do processo.
No final da glicólise, são geradas duas moléculas de piruvato, quatro de ATP e duas de nicotinamida adenina dinucleotídeo hidrogênio (NADH), o último elemento que também favorece a criação de moléculas de ATP no corpo.
Como foi visto, é na segunda metade da glicólise que ocorrem as cinco reações restantes. Esta etapa também é conhecida como oxidativa.
Além disso, uma enzima específica está envolvida para cada etapa e as reações desse estágio ocorrem duas vezes para cada molécula de glicose. As 5 etapas da fase de benefícios ou liberação de energia são as seguintes:
Primeiro passo
Nesta etapa, ocorrem dois eventos principais, um dos quais é que o trifosfato de gliceraldeído é oxidado pela coenzima nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD); e por outro lado, a molécula é fosforilada pela adição de um grupo fosfato livre.
A enzima que catalisa essa reação é o gliceraldeído trifosfato desidrogenase.
A referida enzima contém estruturas apropriadas e mantém a molécula em um arranjo que permite que a molécula de nicotinamida adenina dinucleotídeo extraia hidrogênio do trifosfato de gliceraldeído, convertendo NAD em NAD desidrogenase (NADH).
O grupo fosfato então ataca a molécula de gliceraldeído trifosfato e a libera da enzima para produzir 1,3 bisfoglicerato, NADH e um átomo de hidrogênio.
Segundo passo
Nesta etapa, o 1,3-bifoglicerato é convertido em trifosfoglicerato pela enzima fosfoglicerato-cinase.
Esta reação envolve a perda de um grupo fosfato do material de partida. O fosfato é transferido para uma molécula de adenosina difosfato que produz a primeira molécula de ATP.
Como na verdade existem duas moléculas de 1,3 bisfosglicerato (porque havia dois produtos com 3 carbonos do estágio 1 da glicólise), duas moléculas de ATP são realmente sintetizadas nesta etapa.
Com esta síntese de ATP, as duas primeiras moléculas de ATP utilizadas são canceladas, causando uma rede de 0 moléculas de ATP até este estágio da glicólise.
Novamente, observa-se que um átomo de magnésio está envolvido para proteger as cargas negativas nos grupos fosfato da molécula de ATP.
Terceiro passo
Esta etapa envolve uma reorganização simples da posição do grupo fosfato na molécula de 3 fosfoglicerato, que o converte em 2 fosfoglicerato.
A molécula que está envolvida na catalização dessa reação é chamada fosfoglicerato mutase (PGM). Uma mutase é uma enzima que catalisa a transferência de um grupo funcional de uma posição em uma molécula para outra.
O mecanismo de reação prossegue adicionando primeiro um grupo fosfato adicional à posição 2 ‘do 3 fosfoglicerato. Então, a enzima remove o fosfato da posição 3 ‘, deixando apenas o 2’ fosfato e, assim, dando 2 fosfoglicerato. Dessa maneira, a enzima também é restaurada ao seu estado fosforilado original.
Quarto passo
Esta etapa envolve a conversão de 2 fosfoglicerato em fosfoenolpiruvato (PEP). A reação é catalisada pela enzima enolase.
A enolasa atua eliminando um grupo de água ou desidratando o 2 fosfoglicerato. A especificidade da bolsa enzimática possibilita que os elétrons do substrato sejam reorganizados, de modo que a ligação fosfato restante se torne muito instável, preparando assim o substrato para a próxima reação.
Quinto passo
A etapa final da glicólise converte fosfoenolpiruvato em piruvato com a ajuda da enzima piruvato quinase.
Como o nome da enzima sugere, essa reação envolve a transferência de um grupo fosfato. O grupo fosfato ligado ao carbono 2 ′ do fosfoenolpiruvato é transferido para uma molécula de adenosina difosfato, produzindo ATP.
Novamente, como existem duas moléculas de fosfoenolpiruvato, duas moléculas de adenosina trifosfato ou ATP são realmente geradas aqui.
Funções da glicólise
O processo de glicólise é de vital importância para todos os organismos vivos, pois representa o procedimento pelo qual a energia celular é gerada.
Essa geração de energia favorece os processos respiratórios das células e também o processo de fermentação.
A glicose que entra no corpo através do consumo de açúcares possui uma composição complexa.
Através da glicólise, é possível simplificar essa composição e convertê-la em um composto que o corpo possa tirar proveito para a geração de energia.
Através do processo de glicólise, quatro moléculas de ATP são geradas. Essas moléculas de ATP são a principal via pela qual o corpo obtém energia e favorece a criação de novas células; Portanto, a geração dessas moléculas é essencial para o organismo.
Proteção neural
Estudos determinaram que a glicólise desempenha um papel importante no comportamento dos neurônios .
Pesquisadores da Universidade de Salamanca, do Instituto de Neurociências de Castela e Leão e do Hospital Universitário de Salamanca determinaram que o aumento da glicólise nos neurônios implica em uma morte mais apressada deles.
Isso é uma conseqüência dos neurônios que sofrem do que eles chamam de estresse oxidativo. Então, com glicólise mais baixa, maior poder antioxidante sobre os neurônios e maior chance de sobrevivência.
As implicações dessa descoberta podem ter um impacto positivo em estudos de doenças caracterizadas por degeneração neuronal, como Alzheimer ou Parkinson .
Referências
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- “Passos da respiração celular” na Khan Academy. Retirado em 11 de setembro de 2017 da Khan Academy: www.khanacademy.org.