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A primeira etapa da respiração celular é a glicólise, que ocorre no citoplasma das células.

Ela consiste em um processo bioquímico em que a molécula de glicose (C6H12O6) é quebrada em duas moléculas menores de ácido pirúvico ou piruvato (C3H4O3), liberando energia.

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O metabolismo energético das células ocorre através da fotossíntese e respiração celular.

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Reações químicas que permitem a formação de moléculas mais complexas. São reações de síntese.

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Reações químicas para a degradação de moléculas. São reações de degradação.

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ATP (Adenosina Trifosfato), a molécula responsável pela captação e armazenamento de energia. Ela armazena nas suas ligações fosfatos a energia liberada na quebra da glicose.

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ATP (Adenosina Trifosfato), a molécula responsável pela captação e armazenamento de energia. Ela armazena nas suas ligações fosfatos a energia liberada na quebra da glicose.

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O ATP é um nucleotídeo que tem a adenina como base e a ribose com açúcar, formando a adenosina. Quando a adenosina une-se a três radicais fosfato, forma-se a adenosina trifosfato.

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O fluxo energético metabólico refere-se ao movimento e transformação da energia dentro das células, necessárias para sustentar a vida. Esse fluxo é fundamental para o funcionamento celular e é impulsionado pelas reações químicas que ocorrem nas vias metabólicas.

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Ciclo de Krebs (ou Ciclo do Ácido Cítrico): Após a glicólise, se houver oxigênio disponível, o piruvato entra na mitocôndria, onde é convertido em acetil-CoA e entra no Ciclo de Krebs. Este ciclo produz mais NADH, FADH2 e uma pequena quantidade de ATP, além de CO2 como subproduto.

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A fotossíntese é um processo de síntese da glicose a partir de gás carbônico (CO2) e água (H2O) na presença de luz.

Ela corresponde a um processo autotrófico realizado por seres que possuem clorofila, por exemplo: plantas, bactérias e cianobactérias. Em organismos eucariontes, a fotossíntese ocorre nos cloroplastos.

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A respiração celular é o processo de quebra da molécula de glicose para liberação da energia que nela se encontra armazenada. Ela ocorre na maioria dos seres vivos.

Pode ser realizado de duas formas:

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Na presença do gás oxigênio do ambiente;

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Na ausência de gás oxigênio.

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A fosforilação oxidativa é o estágio final do metabolismo energético dos organismos aeróbicos. Ela é também responsável pela maior parte da produção de energia.

Durante a glicólise e ciclo de Krebs parte da energia produzida na degradação de compostos foi armazenada em moléculas intermediárias, como o NAD+ e o FAD.

Essas moléculas intermediárias liberam os elétrons energizados e os íons H+ que irão passar por um conjunto de proteínas transportadoras, que constituem a cadeia respiratória.

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2 NADH da glicólise → 6 ATP
8 NADH do ciclo de Krebs → 24 ATP
2 FADH2 do ciclo de Krebs → 4 ATP

Total de 38 ATP's produzidos durante a respiração aeróbia.

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A respiração anaeróbica possui como exemplo mais importante a fermentação:

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Fermentação

A fermentação consiste apenas na primeira etapa da respiração celular, ou seja, a glicólise.

A fermentação ocorre no hialoplasma, quando não há disponibilidade de oxigênio.

Ela pode ser dos seguintes tipos, conforme o produto formado pela degradação da glicose:

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Fermentação alcoólica: As duas moléculas de piruvatos produzidas são convertidas em álcool etílico, com a liberação de duas moléculas de CO₂ e a formação de duas moléculas de ATP. É usado para produção de bebidas alcoólicas.

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Fermentação lática: Cada molécula de piruvato é convertida em ácido lático, com formação de duas moléculas de ATP. Produção de ácido lático. Ocorre nas células musculares quando há um esforço excessivo.

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A glicose (C₆H₁₂O₆) é o combustível energético das células. Quando ela é quebrada libera a energia de suas ligações químicas e resíduos. É essa energia que permite a realização das funções metabólicas da célula.

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1) A glicólise provavelmente surgiu muito cedo na evolução dos seres vivos, como evidenciada por sua universalidade, simplicidade e eficiência. Essa via metabólica, que está presente em praticamente todos os organismos, sugere uma origem em um ancestral comum muito antigo. Além disso, a glicólise ocorre no citoplasma das células e não requer oxigênio, o que é compatível com as condições do ambiente terrestre primitivo, onde a oxigênio era escassa. Sua capacidade de fornecer energia em ambientes anaeróbicos teria sido crucial para os primeiros organismos, conferindo-lhes uma vantagem evolutiva significativa. A conservação das enzimas glicolíticas nas diferentes formas de vida também reforça a ideia de que a glicólise é uma das vias.

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2) Nas bactérias, o processo de respiração celular acontece de um jeito um pouco diferente do que nas células que possuem mitocôndrias. Mesmo sem essas organelas, as bactérias conseguem fazer a respiração celular de forma eficiente

Enquanto a glicólise (aquela etapa inicial da produção de energia) rola no citosol, as etapas mais importantes, como a cadeia transportadora de elétrons e a produção de ATP, ocorrem na membrana plasmáticafaz mal

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3) Sim, existem várias doenças humanas relacionadas ao DNA mitocondrial. Essas doenças são conhecidas como doenças mitocondriais e podem afetar diversos sistemas do corpo, especialmente aqueles com alta demanda de energia, como músculos e o sistema nervoso. Aqui estão algumas características e exemplos dessas doenças:

Características das Doenças Mitocondriais:

Hereditariedade Materna : O DNA mitocondrial é transmitido exclusivamente pela mãe, então as doenças mitocondriais tendem a afetar mais as mulheres e podem ser passadas de mãe para filho.

Variedade de sintomas : Os sintomas podem variar amplamente, mesmo entre indivíduos da mesma família. Isso se deve à heteroplasmia, que é a presença de diferentes variantes do DNA mitocondrial nas células.

Atingem Vários Sistemas : As doenças podem afetar diversos órgãos e sistemas, mas costumam ser mais graves em músculos, coração, cérebro e órgãos relacionados à produção de energia.

Sintomas Típicos : Os sintomas incluem fraqueza muscular, fadiga, problemas neurológicos, problemas cardíacos, dificuldades de crescimento e desenvolvimento, entre outros.

Exemplos de Doenças Mitocondriais:

Síndrome de Leigh : Uma doença neurodegenerativa que afeta o cérebro e causa extensão rápida das funções motoras e cognitivas. Os sintomas incluem atraso no desenvolvimento, problemas de movimento e convulsões.

Doença de Leber : Uma condição hereditária que leva à perda de visão, geralmente em adultos jovens, causada por danos ao nervo óptico.

Miopatia Mitocondrial : Um grupo de doenças que afeta os músculos, resultando em fraqueza muscular, dores e fadiga.

Síndrome de MERRF (Epilepsia Mioclônica com Fibrose Muscular) : Caracterizada por convulsões, fraqueza muscular e problemas auditivos.

Síndrome de MELAS (Encefalomiopatia Mitocondrial, Acidose Lática e Acidente Vascular Cerebra Existem várias doenças relacionadas ao DNA mitocondrial, conhecidas como doenças mitocondriais. Essas doenças geralmente afetam o funcionamento das mitocôndrias, que são as "usinas de energia" das células.

Algumas características:

Hereditariedade Materna : O DNA mitocondrial é passado apenas pela mãe, então essas doenças costumam afetar mais as mulheres.

Sintomas Variados : Os sintomas podem mudar bastante de pessoa para pessoa, até mesmo entre membros da mesma família, devido a uma condição chamada heteroplasmia.

Atingem Vários Sistemas : Essas doenças costumam afetar órgãos que precisam de muita energia, como músculos e cérebro.

Exemplos de doenças:

Síndrome de Leigh : Uma doença que causa sérios problemas no cérebro, levando a convulsões e dificuldades motoras.

Doença de Leber : Leva à perda de visão, geralmente em jovens.

Miopatia Mitocondrial : Causa de fraqueza e dor muscular.

Síndrome de MERRF : Caracterizada por convulsões e fraquezas musculares.

Síndrome de MELAS : Afeta o cérebro e os músculos, causando dores e risco de AVC.

Essas doenças são bem complicadas, pois os sintomas variam muito e muitas vezes podem parecer com outras condições.

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4) A fermentação não é um tipo de respiração aeróbia; na verdade, é um processo anaeróbico, o que significa que ocorre na ausência de oxigênio.

Na fermentação, as células obtêm energia sem usar oxigênio, gerando ATP (a moeda de energia das células), mas de forma menos eficiente do que na respiração aeróbia. Dependendo do tipo de fermentação, podem ser produzidos subprodutos como ácido lático, no caso da fermentação láctica (como acontece nos músculos humanos), ou etanol, na fermentação alcoólica (como ocorre em leveduras).

Por outro lado, a respiração aeróbia requer oxigênio e é um processo muito mais eficiente para a produção de ATP. Ela gera uma quantidade significativa de energia por meio da oxidação completa da glicose, resultando em água e dióxido de carbono como subprodutos.

Em resumo, a fermentação é uma alternativa que as células utilizam quando o oxigênio não está disponível, enquanto a respiração aeróbia utiliza oxigênio para gerar energia de maneira mais eficaz.