Visão geral da glicólise

RKA2MB Nós já aprendemos que a respiração celular pode ser dividida em três fases. A respiração celular pode ser dividida em três fases. A primeira é a glicólise. Glicólise, que significa literalmente "quebra da glicose". Quebra da glicose. E isso pode ocorrer com ou sem oxigênio. Se não temos oxigênio, vamos para a fermentação. Falaremos sobre isso no futuro. Ir para a fermentação, nos seres humanos, é produzir ácido lático. Em outros tipos de organismos, pode produzir álcool ou etanol. Mas, se nós temos o oxigênio (e na maior parte do tempo supomos que vamos prosseguir com o oxigênio), se houver oxigênio, então podemos seguir para o ciclo de Krebs. Ciclo de Krebs é chamado também de ciclo do ácido cítrico, porque lida com o ácido cítrico, a mesma coisa que existe no suco de laranja ou de limão. Então, dali, prosseguimos para a cadeia transportadora de elétrons. Cadeia transportadora de elétrons. E aprendemos, no primeiro vídeo sobre a respiração celular, que é onde o volume de ATP é realmente produzido, embora ele use matérias primas que saíram dessas fases aqui. O que eu quero fazer nesse vídeo é enfocar apenas na glicólise. E essa é uma tarefa desafiadora, porque vocês podem ficar perdidos. E eu vou mostrar a vocês um pouco das dificuldades e o verdadeiro mecanismo. Isso pode ser bastante assustador, mas o que eu quero fazer é simplificar para que possam entender. Podemos aproveitar e, talvez, quando olharmos para os detalhes da glicólise, isso possa fazer um pouco mais de sentido. A glicólise (ou, na verdade, a respiração celular) começa com a glicose. E nós conhecemos a fórmula da glicose, não é mesmo? É C₆H₁₂O₆. E eu poderia desenhar toda a sua estrutura (não demoraria muito tempo), mas vou enfocar apenas na espinha dorsal de carbono. Portanto, ela é um anel (ou pode ser um anel), mas vou desenhá-la como 6 carbonos em fila. Está bom? Existem dois tipos de fase da glicólise, que é muito importante que a gente conheça: uma que eu chamo de "fase de investimento". A fase de investimento, na verdade, usa 2 ATPs. Usa 2 ATPs. E vocês sabem: a finalidade da respiração celular é gerar ATP, mas desde o começo tenho que usar 2 ATPs. Eu uso 2 ATPs e, em seguida, vou ter que dividir a glicose em dois compostos de 3 carbonos. Dois compostos de 3 carbonos aqui, que também possuem um grupo de fosfato neles. Os grupos de fosfato vêm desses ATPs. Eles também têm um grupo de fosfato. Existem vários nomes para isso. Às vezes é chamado de PGAL (realmente vocês não precisam saber isso), ou fosfogliceraldeído, o que desafia as minhas habilidades de pronúncia: "fosfogliceraldeído! Fosfogliceraldeído!". Isso não é importante saber. O que vocês devem saber está na primeira etapa, na primeira fase, em que usamos 2 ATPs. É por isso que eu a chamo de "fase de investimento". Se usarmos uma analogia com os negócios, é um investimento. Então, cada uma dessas 2 moléculas de PGAL pode ir para a fase de recuperação. Portanto, na fase de recuperação, cada um desses PGALs se transforma em piruvato, que é outro 3-carbono, mas é reconfigurado. Processo de transformação em piruvato... eu vou escrever "piruvato" em azul porque isso é uma coisa que é bom conhecer a palavra. Eu vou mostrar sua estrutura já, já... piruvato, às vezes, é chamado de ácido pirúvico (é a mesma coisa). E esse é basicamente o produto final da glicólise. Portanto, começamos com a glicose na fase de investimento, e terminamos neste fosfogliceraldeído. Dividimos a nossa glicose e colocamos 1 fosfato em cada extremidade dela. E, em seguida, cada uma delas passa para a fase de recuperação. Vamos terminar, assim, com 2 moléculas de piruvato para cada molécula de glicose com que começamos. Agora, vocês vão dizer: "ah, na fase de recuperação, o que foi que recuperamos?" Bom, deixe-me escrever isso. Como a fase de recuperação... nossa fase de recuperação... e... bom, deixe-me pedir desculpas pelo fundo branco... eu fiz isso porque o que estou mostrando eu copiei e colei da Wikipédia, e eles têm um fundo branco, então eu deixei o fundo branco neste vídeo, mas eu, pessoalmente, gosto muito mais do fundo preto.... muito bem, essa é a fase de recuperação aqui. E, então, quando vamos do fosfogliceraldeído para o piruvato (ou o ácido pirúvico), produzimos duas coisas; ou eu acho que podemos dizer que produzimos três coisas. Produzimos cada um desses PGALs, para que os piruvatos produzam 2 ATPs. Portanto, vou produzir 2 ATPs lá; 2 ATPs ali. E, em seguida, cada um deles produz 1 NADH. E eu vou fazer o NADH em uma cor mais escura: NADH. É claro que não estão produzindo toda a molécula em um relâmpago. O que eles estão fazendo é começar com a matéria-prima e 1 NAD positivo, e, basicamente, reduzem o NAD adicionando 1 hidrogênio. Bom, nós aprendemos, em vídeos anteriores, que poderíamos ver a redução como um ganho de hidrogênio. Portanto, o NAD é reduzido para NADH. E, mais tarde, esses NADH são usados na cadeia transportadora de elétrons para produzir ATPs. A grande lição aqui, se eu tivesse que escrever a reação que obtivemos para a glicólise, é que nós começamos com 1 glicose e precisamos de alguns NAD positivos. E que, para cada mol de glicose, vamos precisar de 2 NAD positivos e também de 2 ATPs. Estou escrevendo todos os ingredientes necessários para começar. E, então, esses aqui vão precisar ser ADPs antes que os transformemos em ATPs. Vou escrever: mais 4 ADPs. E, então, depois, vai realizar a glicólise. Deixe-me escrever isso aqui... vou escrever também... ah, desculpa! Estes eram os ADPs. Deixe-me apenas reescrever essa parte aqui: 4 ADPs. E depois, talvez, precisemos de 2 grupos fosfato, porque vamos precisar de 4 grupos fosfato... mais 4... às vezes se escreve assim... mas talvez eu escreva dessa forma: 4 grupos de fosfato. Muito bem! Depois que realizarmos a glicólise, teremos 2 piruvatos e 2 NADH. 2 piruvatos e 2 NADH. O NAD foi reduzido, ele ganhou 1 hidrogênio. Então, você lembra, não é? Redução é ganhar um elétron. Mas, no sentido biológico, pensamos que ele ganhou um hidrogênio. O hidrogênio é pouco eletronegativo, portanto, estamos consumindo os elétrons, ganhamos os elétrons dele. 2 NADH e mais esses 2 ATPs são usados na fase de investimento (é por isso que eu escrevi os dois um pouco separados). Portanto, esses dois são usados. E, então, ficamos com 2 ADPs; e, em seguida, esses aqui são transformados em ATPs. Portanto, mais 4 ATPs. Eu acho que não precisamos de quatro. Precisamos apenas de uma rede de dois grupos de fosfato, porque dois pulam fora daqui. E precisamos de um total de mais dois para fazer com que quatro pulem ali. Mas, na visão geral, começamos com 1 glicose e terminamos com 2 piruvatos. Usamos até 2 ATPs, obtivemos 4 ATPs. Temos a quantidade bruta de 4 ATPs e líquida de 2 ATPs formados. Deixe-me escrever isso bem grande: o que obtemos com a glicólise são 2 ATPs, obtemos 2 NADH, que serão usados depois na cadeia de transporte de elétrons para produzir 3 ATPs. Obtemos 2 NADH e 2 piruvatos, que serão recriados como acetilcoenzima, que serão as matérias primas para o ciclo de Krebs. Mas esses são os resultados da glicólise. Muito bem! Agora que temos essa visão geral, vamos olhar para o mecanismo, porque isso é um pouco mais assustador quando o virmos aqui. Mas voltaremos aos mesmos assuntos depois. Começamos com 1 glicose. Aqui: é uma cadeia de 6. Ela está em círculo, em anel: um, dois, três, quatro, cinco, seis carbonos. Eu vou escrevê-los assim só para fazer uma enorme simplificação. Eles passam por algumas etapas: eu uso 1 ATP aqui... vou fazer isso colorido... vou fazer laranja sempre que usar 1 ATP... eu uso 1 ATP aqui, uso 1 ATP aqui. E, como eu disse a vocês, há um nome ligeiramente diferente para ele, mas esse é o fosfogliceraldeído. Chamam de gliceraldeído-3-fosfato. É exatamente a mesma molécula. Como vocês podem ver, quando eu desenhei grosseiramente antes... temos um, dois, três carbonos ali. Existe também um grupo fosfato nele... na verdade, o grupo fosfato está ligado ao oxigênio, mas, só para simplificar, eu desenhei o grupo fosfato dessa forma. E eu mostro isso bem aqui. E veja o fosfogliceraldeído aqui. Essa é a estrutura verdadeira. Algumas vezes, quando olhamos para a estrutura, é fácil perder a noção geral. E existem 2 desses. Dizem que podemos ir para trás e para a frente com isso, com esse outro tipo de isômero dele. Mas o importante é que temos dois desses compostos, que são agora compostos de 3 carbonos. A glicose já foi dividida, e estamos prontos para entrar na fase de recuperação. Lembre-se de que temos dois desses compostos aqui. Quando desenharam esse mecanismo, escreveram "vezes 2" aqui, porque a glicose foi dividida em duas dessas moléculas. Portanto, cada uma das moléculas, agora, vai fazer isso aqui. E, para cada um dos gliceraldeídos-3-fosfato (ou PGALs ou fosfogliceraldeído), podemos olhar para o mecanismo e dizer que haverá 1 ADP que vai se transformar em 1 ATP aqui. Portanto, esse é mais 1 ATP. E, então, vemos isso acontecendo novamente aqui a caminho do piruvato. E ali, então, temos mais 1 ATP. Portanto, para cada um dos PGALs, ou cada um dos fosfogliceraldeídos, que foram produzidos, estamos produzindo 2 ATPs na fase de recuperação. Agora, existem dois desses. No total, para 1 glicose, nós vamos produzir 4 ATPs na fase de recuperação. Portanto, na fase de recuperação: 4 ATPs. Na fase de investimento, usamos um, dois ATPs. O total líquido de ATPs gerados diretamente a partir da glicólise é de 2 ATPs. 4 produzidos no bruto, mas temos que investir 2 na fase de investimento. E mais os NAD e os NADH que vemos bem aqui para cada fosfogliceraldeído (ou gliceraldeídos-3-fosfato ou PGALs, como você quiser chamá-los). Nesta etapa aqui, vemos que estamos reduzindo NAD positivo para NADH. E isso acontece uma vez para cada um desses compostos. E, obviamente, existem dois desses. A glicose foi dividida em dois desses. Portanto, deverão ser produzidos 2 NADH. E, mais tarde, esses serão usados na cadeia transportadora de elétrons para que cada um produza 3 ATPs. E, então, quando foi tudo dito e feito, ficamos com os piruvatos. E está bom! Pelo menos esse eles fizeram bem grande. Podemos ver com o que um piruvato se parece. E, como prometi, podemos olhar para todas as ligações do oxigênio e tudo isso, mas é uma estrutura de 3 carbonos (possui uma espinha dorsal de 3 carbonos). Portanto, o resultado é que o carbono (aquele que a glicose dividiu pela metade) foi oxidado. Alguns hidrogênios foram expulsos dele. Como vocês podem ver, existem apenas 3 hidrogênios aqui. Começamos com 12 hidrogênios na glicose. E, agora, ela está com seus carbonos ligados mais fortemente ao oxigênio. Portanto, trata-se de ter seus elétrons roubados pelos oxigênios, ou consumidos por eles. Portanto, o carbono foi oxidado nesse processo. Haverá mais oxidação para se fazer. E, nesse processo, poderemos gerar 2 ATPs líquidos e 2 NADH, que vão ser usados mais tarde para produzir ATPs. Em todo caso, eu espero que vocês tenham gostado e que tenham achado útil essa informação.