Metabolismo Celular: Catabolismo, Anabolismo e ATP

Metabolismo Celular: Catabolismo e Anabolismo

O metabolismo celular envolve a degradação (“quebra”) de compostos orgânicos para obtenção de energia, que será utilizada na biossíntese (“construção”) de novos componentes celulares.

Exemplo: Catabolismo de Carboidratos (quebra por vias metabólicas, como a glicólise) → Produção de Energia → Anabolismo (utilização da energia).

Definições Fundamentais

• CATABOLISMO (Degradação): Quebra de moléculas orgânicas complexas em moléculas simples. Libera energia.
• ANABOLISMO (Construção/Síntese): Síntese de constituintes celulares a partir de moléculas simples. Requer energia.

Energia Química e ATP

A degradação de moléculas ocorre através de Reações Exergônicas, onde a energia é liberada das ligações químicas. Parte dessa energia é armazenada para uso posterior.

A energia química é armazenada e transferida pelo ATP (Adenosina Trifosfato), que atua como o principal composto de transferência de energia em Reações Endergônicas (síntese/anabolismo).

Respiração Celular e Produção de ATP

A Respiração Celular é o processo de conversão das ligações químicas de moléculas ricas em energia (como a glicose) em energia utilizável (ATP), essencial para os processos vitais.

Tipos de Respiração

• Respiração Anaeróbia: Ocorre sem a utilização de oxigênio.
• Respiração Aeróbia: Ocorre com a utilização de oxigênio.

O processo envolve diversas reações catalisadas por várias enzimas e coenzimas, que realizam sucessivas oxidações na molécula da glicose, resultando na produção de gás carbônico (CO₂), água (H₂O) e moléculas de ATP.

Etapas da Respiração Aeróbia

O processo é dividido em três etapas principais para melhor compreensão:

1. Glicólise
2. Ciclo de Krebs
3. Fosforilação Oxidativa (ou Cadeia Respiratória)

Equação Geral da Respiração Celular

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + Energia (ATP)

Função e Estrutura do ATP

O ATP acumula a energia da respiração celular e é distribuído para as diversas partes da célula que consomem energia. O Adenosina Trifosfato (ATP) é o principal composto que contém energia acumulada em todos os seres vivos.

A energia liberada pela oxidação dos nutrientes não é usada imediatamente, sendo armazenada na forma de ATP. Quando uma reação precisa de energia, o terceiro fosfato do ATP é quebrado, transformando-se em ADP (Adenosina Difosfato).

Componentes do ATP:

• Base nitrogenada (do grupo purina do nucleotídeo)
• Açúcar de 5 carbonos (Ribose)
• Três grupos fosfato (forma ionizada para maior estabilidade em solução aquosa)

Transporte Passivo por Difusão

O transporte passivo não requer gasto de energia (ATP) e ocorre a favor do gradiente de concentração.

• Difusão Simples: Transporte de moléculas pequenas e apolares (Ex: H₂O, O₂, CO₂).
• Difusão Facilitada: Transporte de moléculas maiores ou polares, mediado por proteínas transportadoras. (Ex: Glicose, Aminoácidos, Sais minerais).

Difusão Facilitada da Glicose

Neste processo, a permease (proteína transportadora) altera sua conformação, agindo como um “encaixe” para permitir a passagem da glicose através da membrana.

Reações Bioquímicas e Fontes de Energia

As reações bioquímicas podem ser espontâneas ou não. Um exemplo de reação que requer energia (acoplada à hidrólise do ATP) é a fosforilação da glicose:

Glicose + Pi → Glicose-6-P + H₂O (Requer energia da Hidrólise do ATP)

Obtenção de Energia para o Metabolismo

• Autótrofos: Utilizam a fotossíntese (por meio da luminosidade) para transformar CO₂ e H₂O em açúcares. (Ex: Vegetais).
• Heterótrofos: Obtêm energia dos nutrientes sintetizados pelos autótrofos. (Ex: Animais).