Visão geral da respiração celular

RKA9MB - Bem, neste vídeo, eu vou falar um pouquinho sobre respiração celular. Nós vamos começar aqui com a glicose. Nós temos uma cadeia de 6 carbonos. E, aqui, nós temos o processo de glicólise que ocorre no citoplasma. Então, aqui embaixo, nós temos a célula e aqui ocorre a glicólise. E a glicólise, basicamente, é dividir aqui esta molécula de 6 carbonos em 2 outras de 3 carbonos cada, que nós vamos chamar de piruvato. E, neste processo, são produzidos 2 ATPs. Vamos colocar esta informação aqui na nossa tabela. Então, são 2 ATPs na glicólise. E, neste processo, nós também vamos reduzir o NAD para NADH. Lembre-se de que redução é ganhar elétrons. Então, nós estamos passando de um composto que está positivamente carregado para um composto neutro. E isso acontece pelo processo de redução. Então, vamos colocar aqui na nossa contabilidade: 2 NADH. Bem, se não houver oxigênio por perto, o piruvato pode ser usado para fermentação. E a fermentação consiste, basicamente, em usar o piruvato para oxidar o NADH, formando o NAD⁺. E esse NAD⁺ vai poder ser usado novamente para a glicólise. Então, embora o NADH e o piruvato tenham energia para criar ATPs, na fermentação, o que acontece é que você vê que desiste disso e volta para os produtos iniciais aqui da glicólise. Mas vamos assumir aqui que nós não vamos entrar na fermentação. Nós vamos entrar, agora, na respiração aeróbica. Bem, em seguida o que acontece é a descarboxilação do piruvato. Lembrando que nós temos 2 moléculas de piruvato, portanto, tudo o que acontecer aqui vai ser em dobro. Então, aqui, a carboxila do piruvato vai ser liberada em forma de CO₂. E o que sobrou do piruvato vai se ligar, então, a coenzima A. Às vezes, você vai encontrar somente como CoA; às vezes, você vai encontrar aqui ligado ao enxofre. E eu coloquei aqui com enxofre porque é nele que este fragmento do piruvato vai se ligar, ok? E, quando o acetil do piruvato se liga aqui ao enxofre da CoA, o que acontece é que nós formamos acetil-CoA. Aqui, nós temos uma representação da acetil-CoA. E veja que é uma molécula bastante complexa. O acetil é esta parte aqui, e repare que partes aqui desta enzima se repetem em outras estruturas biológicas. Por exemplo, nós temos aqui uma adenina, também temos uma ribose e dois grupos fosfato aqui. Então, este conjunto aqui, esta parte da acetil-CoA é, essencialmente, um ADP. Mas, neste caso aqui, está compondo uma enzima; ele está servindo para catalisar reações. E o grupo acetil aqui ligado à CoA, à coenzima A, na realidade, é algo temporário, porque ele vai se desprender aqui depois. A acetil-CoA, basicamente, vai transferir o acetil que vai entrar no ciclo de Krebs. Os 2 carbonos do acetil vão ser transferidos para o ácido oxaloacético; formando, assim, o ácido cítrico. Então, estes 2 carbonos vão ser transferidos para essa molécula de 1, 2, 3, 4 carbonos, formando o ácido cítrico com 1, 2, 3, 4, 5, 6 carbonos. Mas, antes de entrarmos aqui no ciclo de Krebs, também chamado de ciclo do ácido cítrico, vamos fazer aqui uma recontagem do nosso balanço de NAD. Veja aqui que, no passo de descarboxilação do piruvato, nós reduzimos o NAD para NADH,. E isto vai acontecer uma vez para cada piruvato. Como nós temos dois piruvatos, então, vai acontecer duas vezes para cada molécula de glicose. Então, nós vamos produzir 2 NADH neste passo aqui da descarboxilação do piruvato. A maior parte da produção de ATP ocorre durante o ciclo de Krebs, ou ciclo do ácido cítrico; e é chamado de ciclo do ácido cítrico justamente porque é produzido ácido cítrico. E o ácido cítrico é aquilo que nós encontramos em frutas cítricas, como o limão ou a laranja. E o ciclo de Krebs pode ser bastante complexo; ele tem várias partes e vários passos. Mas eu vou dar para vocês uma visão geral de como é que ele funciona. O ácido cítrico, que é esta molécula de 6 carbonos, ele vai passar aqui por vários passos até se transformar novamente no ácido oxaloacético. E nós chamamos de ciclo justamente porque ele pode receber novamente um acetil voltando ao ácido cítrico. E, quando isso acontece, a coenzima A fica livre novamente para descarboxilar o piruvato. Então, repare que temos vários ciclos aqui acontecendo. E repare que, no processo de transformação do ácido cítrico, o NAD⁺ vai se transformando em NADH; de fato, esta redução do NAD⁺ para o NADH ocorre três vezes no ciclo do ácido cítrico. Mas lembre-se de que isto acontece para cada acetil-CoA, que por sua vez acontece para cada piruvato. Então, isso vai acontecer duas vezes para cada molécula de glicose. Então, fazendo aqui a nossa contabilização dos NADH, nós vamos ter 6 NADH, ok? Lembrando que são 2 piruvatos. E nós também temos o GDP sendo convertido em GTP, ou ADP convertido em ATP. Funcionalmente aqui é a mesma coisa, ok? GTP e ATP. Então, como vai acontecer duas vezes, nós vamos colocar aqui que serão produzidos 2 ATPs no ciclo. E, em seguida, nós temos esta outra coenzima FAD, reduzida aqui para FADH₂, que, por sua vez, eventualmente converte a coenzima Q para QH₂. Então, na nossa contabilidade, nós teremos 2 QH₂, ok? Vamos pensar aqui um pouquinho, agora, sobre o nosso balanço de ATPs. Não vou entrar em muitos detalhes agora, mas vocês têm que saber que o NADH e o QH₂ serão oxidados durante a fosforilação oxidativa da cadeia transportadora de elétrons, criando um gradiente de prótons na membrana interna das mitocôndrias. E este gradiente de prótons irá produzir ATP. Cada NADH irá produzir aproximadamente de 2 a 3 ATPs. E cada QH₂, que é a forma reduzida da coenzima Q, irá produzir de 1,5 a 2 ATPs; e essa variação vai depender do tipo de célula em que isso está acontecendo. Então, vamos pensar aqui agora na nossa conta final, nosso balanço final. Então, nós temos 2 ATPs aqui; 2, aqui. Então, 4 ATPs. Nós temos 10 NADH. E nós temos 2 QH₂, ok? Nós temos, então, de 20 a 30 ATPs produzidos aqui; e, aqui, aproximadamente de 3 a 4 ATPs. Se somarmos aqui o mínimo, nós vamos ter 27 ATPs. E, se somarmos o máximo, nós vamos ter 38 ATPs, ok? Então, 38 ATPs é, teoricamente, o máximo que pode ser produzido. Mas, quando observamos as coisas nas células, a produção gira em torno de 29 a 30 ATPs. E esta variação vai depender do tipo de célula que está produzindo. Bem, e onde é que está acontecendo tudo isso? A glicose no citoplasma, mas o ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial, que é esta parte aqui que eu estou pintando de cor-de-rosa. Então, aqui, nós temos a matriz. E a conversão dessas coenzimas e essa cadeia de transferência de elétrons ocorre na membrana da crista da mitocôndria, que é esta linhazinha aqui que está desenhada em verde. Bem, pessoal! Por hoje é só. Espero que vocês tenham gostado. E até o próximo vídeo!