Cientista no LaboratórioMitocôndrias

São pequenos órgãos celulares que têm a forma de grãos ou bastonetes. Sua quantidade vai depender da célula que está sendo verificada. A mitocôndria é uma estrutura que é limitada por duas membranas parecidas com a membrana plasmática. A membrana situada na parte interna possui dobras que levam o nome de cristais mitocondriais. Entre os cristais, é encontrada uma solução que é chamada de matriz mitocondrial.

Os cristais mitocondriais possuem a capacidade de elevar o número de enzimas, mas sem alterar o tamanho da mitocôndria. Na matriz mitocondrial, pode-se encontrar também DNA, RNA e ribossomos. Para que se possa retirar energia das ligações químicas de uma substância, é necessário que as moléculas com oxigênio reajam. Esse processo recebe o nome de combustão. Há uma distinção entre combustão e respiração, pois a combustão libera muita energia em um pequeno espaço de tempo. Já na respiração, a liberação de energia ocorre de forma gradual.

Respiração Aeróbia

Síntese de ATP

A energia obtida pela respiração é utilizada posteriormente e cada parte dessa energia que é liberada, é utilizada pela molécula de adenosina trifosfato (ATP). Ou seja, um número grande de energia, que se encontra na molécula de glicose, transforma-se em quantidades menores de energia, que se encontram nas moléculas de ATP. Essas, por sua vez, ficam na célula e vão sendo utilizadas durante o metabolismo de forma a se espalhar por toda a célula.

A síntese ocorre com uma molécula de adenosina difosfato com mais um radical fosfato que está na célula. Com a energia que é liberada pela respiração, o fosfato se une ao ADP e forma o ATP e um fosfato cheio de energia. Quando há a necessidade de energia para a realização de um trabalho, o ATP entrega esse fosfato e se transforma em ADP. Quando a respiração libera energia novamente, ele transforma-se novamente em ATP. O processo de ligar o fosfato com pouca energia ao ADP recebe o nome de fosforilação.

Etapas da Respiração Aeróbia

Glicólise

Esse processo acontece no hialoplasma e se trata da quebra da glicose (C6H12O6) em duas moléculas de ácido pirúvico (C3H4O3). Quando ocorre o processo, uma parte da energia gerada pela glicose é liberada em quatro partes que produzem quatro moléculas de ATP. Como são utilizadas duas moléculas de ATP para que a glicose seja ativada, ao fim do processo sobram apenas duas. Ocorre também a desidrogenação e são formadas duas moléculas de NAD.2H.

Ciclo de Krebs

Esse ciclo acontece na matriz da mitocôndria onde duas moléculas de ácido pirúvico (C3H4O3) que são produzidas na glicólise, serão desidrogenadas e descarboxiladas. Enquanto a primeira é feita pelas desidrogenases, as descarboxilações são tiradas de moléculas de gás carbônico do ácido pirúvico e depois são catalisadas pelas descarboxilases. Desse processo, sai uma molécula de NAD.2H e uma de CO2. Essa cadeia que possui dois átomos de carbono, pertencente ao grupo acetila.

No ciclo, o grupo acetila junta-se à substância coenzima A (Co A) e formam o acetil-CoA. Ele, por sua vez, realiza uma ligação com um composto com quatro átomos de carbono, o ácido oxalacético, que já está na matriz da mitocôndria. A coenzima A não permanece no ciclo. Posteriormente, é formado um composto com seis átomos de carbono, o ácido cítrico. Esse ácido sofre a desidrogenação e a descarboxilação e resulta em substâncias intermediarias. No fim, o ácido oxalacético regenera-se e retorna à matriz. 

Cadeia Respiratória

A cadeia respiratória ocorre na membrana interna da mitocôndria. Nela, os átomos de hidrogênio (elétrons de hidrogênio) que foram retirados das cadeias de carbono nas etapas anteriores, serão levados para o oxigênio por várias moléculas secundárias. Com a junção do oxigênio com o hidrogênio, forma-se água e moléculas de ATP. A cadeia respiratória também recebe o nome de fosforilação oxidativa, pois a síntese de ATP necessita de um fosfato no ADP e a fosforilação necessita da energia que vem das oxidações.

Respiração Anaeróbia

Fermentação

A fermentação faz a quebra da glicose sem a utilização do oxigênio e faz parte da fonte de energia de alguns organismos. Eles não possuem as enzimas que realizam o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória. Com a falta de oxigênio, uma outra molécula terá que ser responsável por receber os átomos de hidrogênio. Ao recebê-los, é gerado o produto final, que pode ser o álcool etílico, ácido acético, ácido láctico, etc.

Os produtos resultantes da fermentação ficam com energia armazenada e devido a isso, o saldo da fermentação são duas moléculas de ATP para cada molécula de glicose.