Respiração aeróbica: características, estágios e organismos

A respiração aeróbica é um processo metabólico que ocorre nas células de diversos organismos, onde o oxigênio é utilizado para produzir energia a partir da oxidação de moléculas orgânicas, como a glicose. Este processo é essencial para a sobrevivência de organismos aeróbicos, como seres humanos, plantas e muitos outros animais. A respiração aeróbica pode ser dividida em três estágios principais: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia de transporte de elétrons. Durante esses estágios, ocorrem uma série de reações químicas que resultam na produção de ATP, a principal forma de energia utilizada pelas células. Este processo é fundamental para a manutenção das funções vitais dos organismos aeróbicos e sua capacidade de realizar atividades físicas e metabólicas.

Características da respiração aeróbica: o que você precisa saber sobre esse processo vital.

A respiração aeróbica é um processo vital que ocorre em organismos aeróbicos, como animais, plantas e alguns microorganismos. Esse processo é responsável por produzir energia a partir da oxidação da glicose, utilizando o oxigênio como aceptor final de elétrons. A seguir, vamos destacar algumas características importantes da respiração aeróbica e explicar seus estágios e organismos envolvidos.

Uma das principais características da respiração aeróbica é a produção de uma quantidade maior de energia em comparação com a respiração anaeróbica. Isso ocorre devido ao fato de que a oxidação completa da glicose gera um maior número de moléculas de ATP, a moeda de energia das células. Além disso, a presença de oxigênio como aceptor final de elétrons permite uma maior eficiência na produção de energia.

Os estágios da respiração aeróbica incluem a glicólise, o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória. Na glicólise, a glicose é quebrada em moléculas menores de piruvato, gerando um pouco de ATP e NADH. O piruvato entra no ciclo de Krebs, onde ocorre a oxidação completa, gerando mais NADH, FADH2 e ATP. Por fim, os elétrons são transferidos pela cadeia respiratória, gerando um grande número de moléculas de ATP por meio da fosforilação oxidativa.

Diversos organismos realizam a respiração aeróbica, incluindo seres humanos, plantas, fungos e muitos tipos de bactérias. Esses organismos dependem da respiração aeróbica para obter a energia necessária para suas atividades metabólicas e manutenção da vida.

Em resumo, a respiração aeróbica é um processo vital que ocorre em organismos aeróbicos e é responsável por produzir energia a partir da oxidação da glicose. Suas características incluem uma maior eficiência na produção de energia em comparação com a respiração anaeróbica, envolvendo estágios como a glicólise, o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória. Diversos organismos, desde seres humanos até microorganismos, dependem da respiração aeróbica para sobreviver.

Etapas da respiração aeróbica: descubra os processos fundamentais para a obtenção de energia celular.

A respiração aeróbica é um processo fundamental para a obtenção de energia celular em organismos aeróbicos. Este processo ocorre em diversas etapas, que são essenciais para a produção de ATP, a moeda energética das células.

As etapas da respiração aeróbica são: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. Na glicólise, a glicose é quebrada em moléculas menores, gerando ATP e NADH. Em seguida, o piruvato resultante da glicólise entra no ciclo de Krebs, onde é oxidado para produzir mais NADH, FADH2 e ATP.

Por fim, os NADH e FADH2 produzidos nas etapas anteriores são utilizados na cadeia respiratória, onde ocorre a fosforilação oxidativa. Neste processo, a energia armazenada nos NADH e FADH2 é utilizada para bombear prótons através da membrana mitocondrial, gerando um gradiente eletroquímico que é utilizado para produzir ATP.

É importante ressaltar que a respiração aeróbica é um processo altamente eficiente, pois gera uma grande quantidade de ATP por molécula de glicose. Por isso, é fundamental para a sobrevivência de organismos aeróbicos, como plantas, animais e fungos.

Quais são os seres vivos que executam a respiração celular em seu metabolismo?

Os seres vivos que executam a respiração celular em seu metabolismo são aqueles que possuem a capacidade de realizar o processo de respiração aeróbica. Isso significa que utilizam o oxigênio para a produção de energia, através da quebra da glicose em moléculas de ATP.

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A respiração aeróbica ocorre em três estágios principais: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. Durante esses estágios, a glicose é gradualmente oxidada para produzir energia na forma de ATP, que é essencial para o funcionamento celular.

Dentre os organismos que realizam a respiração aeróbica em seu metabolismo, podemos destacar os animais, plantas, fungos e algumas bactérias. Esses seres vivos dependem da respiração celular para obter a energia necessária para suas atividades metabólicas e manutenção da vida.

Portanto, a respiração aeróbica é um processo vital para diversos organismos, garantindo a produção de energia de forma eficiente e sustentável. É importante ressaltar a importância do oxigênio nesse processo, já que ele é o principal oxidante que permite a produção de ATP nas células dos seres vivos.

Etapas do processo respiratório: descubra as 4 fases da respiração celular.

A respiração aeróbica é o processo pelo qual as células dos organismos utilizam o oxigênio para produzir energia a partir da quebra de moléculas de glicose. Esse processo é essencial para a sobrevivência dos seres vivos, pois fornece a energia necessária para realizar diversas atividades metabólicas.

Existem quatro fases principais no processo de respiração celular: glicólise, formação do Acetil-CoA, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. Cada uma dessas fases desempenha um papel fundamental na produção de ATP, a principal forma de energia utilizada pelas células.

A primeira fase, a glicólise, ocorre no citoplasma da célula e envolve a quebra da glicose em moléculas menores, gerando ATP e NADH. Em seguida, o Acetil-CoA é formado a partir da glicose nas mitocôndrias, dando início ao ciclo de Krebs. Nessa etapa, ocorrem diversas reações que resultam na produção de mais moléculas de ATP e NADH.

Na terceira fase, o ciclo de Krebs, as moléculas de Acetil-CoA são completamente quebradas, gerando ainda mais ATP, NADH e FADH2. Por fim, na cadeia respiratória, localizada na membrana mitocondrial interna, ocorre a transferência de elétrons entre as moléculas de NADH e FADH2, produzindo uma grande quantidade de ATP.

Em resumo, a respiração aeróbica é um processo complexo que envolve várias etapas interligadas. Através da glicólise, formação do Acetil-CoA, ciclo de Krebs e cadeia respiratória, as células dos organismos conseguem obter a energia necessária para suas funções vitais.

Respiração aeróbica: características, estágios e organismos

A respiração aeróbica ou aeróbico é um processo biológico que envolve a obtenção de energia de moléculas orgânicas – – principalmente glicose por uma série de reacções de oxidação, em que o aceitador de electrões final é oxigénio.

Este processo está presente na grande maioria dos seres orgânicos, especificamente eucariotos . Todos os animais , plantas e fungos respiram aerobicamente. Além disso, algumas bactérias também exibem um metabolismo aeróbico.

Respiração aeróbica: características, estágios e organismos 1

Nos eucariotos, o mecanismo para respiração celular está localizado nas mitocôndrias.
Fonte: Instituto Nacional de Pesquisa do Genoma Humano (NHGRI) de Bethesda, MD, EUA [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons

Em geral, o processo de obtenção de energia a partir da molécula de glicose é dividido em glicólise (esta etapa é comum nas vias aeróbica e anaeróbica), no ciclo de Krebs e na cadeia de transporte de elétrons.

O conceito de respiração aeróbica se opõe à respiração anaeróbica. Neste último, o aceitador final de elétrons é outra substância inorgânica, além do oxigênio. É típico de alguns procariontes .

O que é oxigênio?

Antes de discutir o processo de respiração aeróbica, é necessário conhecer certos aspectos da molécula de oxigênio.

É um elemento químico representado na tabela periódica com a letra O e o número atômico 8. Sob condições padrão de temperatura e pressão, o oxigênio tende a se unir em pares, dando origem à molécula de dioxigênio.

Esse gás, formado por dois átomos, é oxigênio, carece de cor, cheiro ou sabor e é representado pela fórmula O 2 . Na atmosfera, é um componente proeminente e é necessário para sustentar a maioria das formas de vida na Terra.

Graças à natureza gasosa do oxigênio, a molécula é capaz de passar livremente através das membranas celulares – tanto a membrana externa que separa a célula do ambiente extracelular quanto as membranas dos compartimentos subcelulares, entre elas as mitocôndrias .

Características respiratórias

As células usam as moléculas que ingerimos através de nossa dieta como uma espécie de “combustível” respiratório.

A respiração celular é o processo de geração de energia, na forma de moléculas de ATP , em que as moléculas se submetem a oxidação para se degradar e o aceitador de electrões final é, na maioria dos casos, uma molécula inorgânica.

Uma característica essencial que permite que processos respiratórios sejam realizados é a presença de uma cadeia de transporte de elétrons. Na respiração aeróbica, o aceitador final dos elétrons é a molécula de oxigênio.

Sob condições normais, esses “combustíveis” são carboidratos ou carboidratos e gorduras ou lipídios. À medida que o corpo entra em condições precárias devido à falta de comida, recorre ao uso de proteínas para tentar atender às suas demandas de energia.

A palavra respiração faz parte do nosso vocabulário na vida cotidiana. O ato de tomar ar nos pulmões, em ciclos contínuos de exalações e inalações que chamamos de respiração.

No entanto, no contexto formal das ciências biológicas, essa ação é designada pelo termo ventilação. Assim, o termo respiração é usado para se referir a processos que ocorrem no nível celular.

Processos (etapas)

Os estágios da respiração aeróbica envolvem as etapas necessárias para extrair energia das moléculas orgânicas – neste caso, descreveremos o caso da molécula de glicose como combustível respiratório – até atingirmos o aceitador de oxigênio.

Essa via metabólica complexa é dividida em glicólise, ciclo de Krebs e cadeia de transporte de elétrons:

Glicólise

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Figura 1: glicólise versus gliconeogênese. Reações e enzimas envolvidas.

O primeiro passo para a degradação do monômero de glicose é a glicólise, também chamada glicólise. Este passo não requer oxigênio diretamente e está presente em praticamente todos os seres vivos .

O objetivo dessa via metabólica é a clivagem da glicose em duas moléculas de ácido pirúvico, obtendo duas moléculas de energia líquida (ATP) e reduzindo duas moléculas de NAD + .

Na presença de oxigênio, a rota pode continuar até o ciclo de Krebs e a cadeia de transporte de elétrons. Caso o oxigênio esteja ausente, as moléculas seguiriam a rota de fermentação . Em outras palavras, a glicólise é uma via metabólica comum da respiração aeróbica e anaeróbica.

Antes do ciclo de Krebs, a descarboxilação oxidativa do ácido pirúvico deve ocorrer. Essa etapa é mediada por um complexo enzimático muito importante, chamado piruvato desidrogenase, que executa a reação mencionada acima.

Assim, o piruvato se torna um radical acetil que é subsequentemente capturado pela coenzima A, responsável por transportá-lo para o ciclo de Krebs.

Ciclo de Krebs

O ciclo de Krebs, também conhecido como ciclo do ácido cítrico ou do ácido tricarboxílico, consiste em uma série de reações bioquímicas catalisadas por enzimas específicas que buscam liberar gradualmente a energia química armazenada na acetil coenzima A.

É uma via que oxida completamente a molécula de piruvato e ocorre na matriz mitocondrial.

Esse ciclo é baseado em uma série de reações de oxidação e redução que transferem a energia potencial na forma de elétrons para elementos que os aceitam, particularmente para a molécula NAD + .

Resumo do ciclo de Krebs

Cada molécula de ácido pirúvico é dividida em dióxido de carbono e uma molécula de dois carbonos, conhecida como grupo acetil. Com a ligação à coenzima A (mencionada na seção anterior), o complexo acetil coenzima A é formado.

Os dois carbonos de ácido pirúvico entram no ciclo, condensam-se com oxaloacetato e uma molécula de citrato de seis carbonos é formada. Assim, ocorrem reações escalonadas oxidativas. O citrato retorna ao oxaloacetato com uma produção teórica de 2 moles de dióxido de carbono, 3 moles de NADH, 1 de FADH 2 e 1 mole de GTP.

Como duas moléculas de piruvato são formadas na glicólise, uma molécula de glicose assume duas revoluções do ciclo de Krebs.

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Corrente transportadora de elétrons

Uma cadeia de transporte de elétrons consiste em uma sequência de proteínas que têm a capacidade de realizar reações de oxidação e redução.

A passagem de elétrons através desses complexos de proteínas se traduz em uma liberação gradual de energia que é subsequentemente usada na geração de ATP por via quimio-osmótica. É importante ressaltar que a última reação em cadeia é do tipo irreversível.

Nos organismos eucarióticos, que possuem compartimentos subcelulares, os elementos da cadeia de transporte são ancorados à membrana mitocondrial. Nos procariontes, que não possuem esses compartimentos, os elementos da cadeia estão localizados na membrana plasmática da célula.

As reações dessa cadeia levam à formação de ATP, por meio da energia obtida pelo deslocamento de hidrogênio pelos transportadores, até atingir o aceitador final: oxigênio, reação que produz água.

Tipos de moléculas transportadoras

A corrente é composta por três variantes de transportadores. A primeira classe são flavoproteínas, caracterizadas pela presença de flavina. Esse tipo de transportador pode realizar dois tipos de reações, tanto de redução quanto de oxidação, alternativamente.

O segundo tipo é formado por citocromos. Essas proteínas têm um grupo heme (como a hemoglobina), que pode ter diferentes estados de oxidação.

A última classe de transportador é a ubiquinona, também conhecida como coenzima Q. Essas moléculas não são de natureza proteica.

Organismos com respiração aeróbica

A maioria dos organismos vivos tem um tipo de respiração aeróbica. É típico de organismos eucarióticos (seres com um núcleo verdadeiro em suas células, delimitado por uma membrana). Todos os animais, plantas e fungos respiram aerobicamente.

Animais e fungos são organismos heterotróficos, o que significa que o “combustível” que será usado na via metabólica da respiração deve ser consumido ativamente na dieta.Em contraste com as plantas, que têm a capacidade de produzir seus próprios alimentos através da via fotossintética.

Alguns gêneros de procariontes também precisam de oxigênio para respirar. Especificamente, existem bactérias aeróbicas estritas – ou seja, elas crescem apenas em ambientes com oxigênio, como pseudomonas.

Outros gêneros de bactérias têm a capacidade de alterar seu metabolismo de aeróbico para anaeróbico, de acordo com as condições ambientais, como as salmonelas. Em procariontes, ser aeróbico ou anaeróbico é uma característica importante para a classificação.

Diferenças com a respiração anaeróbica

O processo oposto à respiração aeróbica é a modalidade anaeróbica. A diferença mais óbvia entre os dois é o uso de oxigênio como aceitador final de elétrons. A respiração anaeróbica usa outras moléculas inorgânicas como receptores.

Além disso, na respiração anaeróbica, o produto final das reações é uma molécula que ainda tem potencial para continuar oxidando. Por exemplo, ácido lático formado nos músculos durante a fermentação. Por outro lado, os produtos finais da respiração aeróbica são dióxido de carbono e água.

Também existem diferenças do ponto de vista energético. Na via anaeróbica, apenas duas moléculas de ATP (correspondentes à via glicolítica) são produzidas, enquanto na respiração aeróbica o produto final é geralmente cerca de 38 moléculas de ATP – o que é uma diferença significativa.

Referências

  1. Campbell, MK, & Farrell, SO (2011). Bioquímica Sexta edição Thomson Brooks / Cole.
  2. Curtis, H. (2006). Convite para Biologia. Sexta edição. Buenos Aires: médico pan-americano.
  3. Estrada, E & Aranzábal, M. (2002). Atlas de histologia de vertebrados. Universidade Nacional Autônoma do México. P. 173.
  4. Hall, J. (2011). Tratado de Fisiologia Médica. Nova York: Elsevier Health Sciences.
  5. Harisha, S. (2005). Uma introdução à biotecnologia prática. Nova Délhi: Mídia de firewall.
  6. Hill, R. (2006). Fisiologia Animal Madri: médico pan-americano.
  7. Iglesias, B., Martín, M. e Prieto, J. (2007). Bases da Fisiologia. Madri: Tebar.
  8. Koolman, J. & Röhm, KH (2005). Bioquímica: texto e atlas . Pan-American Medical Ed.
  9. Vasudevan, D. & Sreekumari S. (2012). Texto de Bioquímica para Estudantes de Medicina . Sexta edição. México: JP Medical Ltd.

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