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Monitoria de Bases Biológicas Professora: Carla Félix Monitores: Isabelle Paulino e Willian da Silva Matéria: Bioenergética Bases Biológicas- Resumo Bioenergética Conceito de Bioenergética : é uma área que está muito ligada à bioquímica e que estuda as transformações de energia nos seres vivos. A cada minuto do dia milhares de reações químicas ocorrem por todo o organismo, essas reações são denominadas de metabolismo. Os processos celulares do organismo necessitam de energia tanto para serem iniciados como para terem continuidade. Essa energia vem dos nutrientes alimentares, mas ela não é aproveitada diretamente dos alimentos. Ela é recolhida e conduzida como uma forma acessível de energia através de um composto rico em energia (ATP – adenosina trifosfato) por meio das vias metabólicas celulares, que são estudadas pela bioenergética. A bioenergética estuda como diferentes processos promovem a transformação de energia em sistemas vivos, com base nas leis da termodinâmica. A Primeira Lei : Conservação da Energia “Qualquer que seja a forma de energia considerada, a quantidade de energia total de um sistema será sempre constante, isto é, a energia nunca desaparece, ela é sempre transformada de um tipo de energia para outro.” Esta lei relaciona a conservação de energia durante os processos onde trabalho e calor são trocados com as vizinhanças do sistema. Em resumo, a energia interna (U) de um sistema é conservada, não pode ser criada nem destruída, mas pode ser convertida de uma forma em outra forma de energia. Ex: Fotossíntese
Fotossíntese: Trata-se de um processo realizado por organismos autotróficos fotossintetizantes, como plantas, algas e alguns procariontes. Esses organismos captam a luz solar, convertem-na em energia química, que será utilizada para a produção de compostos orgânicos, baseada em água e dióxido de carbono. Trifosfato de adenosina , ou ATP , é uma molécula pequena e relativamente simples. Ela pode ser considerada a principal moeda de energia das células, tanto quanto o dinheiro é a moeda econômica das sociedades humanas. A energia liberada pela hidrólise (quebra) do ATP é utilizada para alimentar muitas reações celulares que requerem energia. Estruturalmente, o ATP é um nucleotídeo de RNA que tem uma cadeia de três fosfatos. No centro da molécula encontra-se um açúcar com cinco carbonos, ribose, ligado a base nitrogenada adenina e a cadeia de três fosfatos. Quando o ATP é hidrolisado por uma enzima especifica, a ATPase, a energia química é liberada podendo ser prontamente utilizada.
Anabolismo X Catabolismo
O anabolismo é o conjunto de reações envolvidas na síntese de moléculas complexas, a partir de moléculas simples. Esse processo requer energia, e pode ser estimulado pela prática de exercícios e por uma alimentação rica em proteínas. A construção de tecidos e o ganho de massa muscular são dois processos anabólicos básicos. Já no nível celular, um exemplo de processo anabólico é a sintetização de proteínas por meio de aminoácidos Alguns dos hormônios envolvidos no processo de anabolismo são:
- Insulina;
- Estrogênio;
- Testosterona;
- Hormônio de crescimento
- Esteroides. O catabolismo é o conjunto de reações envolvidas na quebra de moléculas complexas em moléculas simples. Essas reações liberam energia para o organismo, que posteriormente poderão ser usadas no processo anabólico. Alguns resíduos celulares como ureia, dióxido de carbono e amônia também são produzidos durante o
catabolismo. O principal processo catabólico é a digestão, onde as substâncias ingeridas pelo corpo são divididas em componentes mais simples. No nível celular, podemos citar a quebra de proteínas para a formação de aminoácidos, ou de glicogênio para a formação de glicose. Alguns dos hormônios envolvidos no processo catabólico são:
- Adrenalina;
- Cortisol;
- Glucagon;
- Citocinas.
Não confundir!
AMP x AMPc
AMP é resultado das hidrólises que ocorrem no ATP O AMP cíclico é um dos mais importantes mensageiros secundários, envolvido como modulador de processos fisiológicos. Este mensageiro secundário é formado a partir do ATP em uma reação catalisada pela adenilil ciclase, uma enzima associada com a face interna da membrana plasmática. Fosforilação/Desfosforilação A fosforilação é um processo químico no qual um grupo fosfato (PO 43 - ) é adicionado a um composto. Normalmente se aplica à química orgânica e é crucial para
A espécie que tiver o Hidrogênio (H) é a espécie reduzida e a que tiver sem o hidrogênio, como o NAD+, é a espécie oxidada. Vias Metabólicas Após entender do que se trata o metabolismo fica muito mais simples compreender o que são as vias metabólicas. Para facilitar ainda mais a compreensão, façamos uma pequena analogia. Imagine que o organismo se trata de um centro urbano. Quando se está em uma localização determinada e se quer chegar à outra, existem caminhos distintos que podem ser tomados. As vias metabólicas seriam, exatamente, essas ruas que podem te levar ao seu destino final. Um detalhe que é importante deixar bastante claro é que esses caminhos ou ruas se tratam, na analogia, de reações bioquímicas que realizam modificações nas biomoléculas ou partículas. Existem milhares de reações bioquímicas conhecidas que compõem uma enorme diversidade de vias metabólicas. Assim, as principais rotas do organismo humano são: Glicólise :A glicólise é degradação anaeróbica da glicose com o intuito de gerar energia. Fosforilação oxidativa – Essa rota se trata da degradação aeróbica da glicose para, também, gerar energia. Vias das pentoses – Essa via tem como função a síntese de pentoses, a partir da glicose- 6 - fosfato, que será utilizada na produção de nucleotídeos e também de um substrato que atua no combate aos efeitos deletérios das espécies mais reativas de oxigênio. Ciclo da uréia – Essa rota se ocupa com a eliminação de compostos nitrogenados tóxicos (tais como o amônio e a amônia) sob formas menos tóxicas. Síntese de aminoácidos – Essa via é a responsável pela produção dos aminoácidos que o organismo consegue produzir, ou seja, os aminoácidos não essenciais.
β-oxidação – Essa se trata do caminho responsável pela transformação de ácidos graxos gordos em acetilcoenzima A (Acetil CoA). Assim, é importante mencionar a importância dessa via, também, para a geração de energia. Isso acontece pelo fato de seu produto, a Acetil- CoA, ser utilizada no ciclo de Krebs.
