Qual é a principal fonte de energia celular?

Você provavelmente entendeu, desde jovem, que o alimento que você come deve se tornar "algo" muito menor do que aquele alimento, pois tudo o que está "na" comida pode ajudar seu corpo. Acontece, mais especificamente, uma única molécula de um tipo de carboidrato classificado como um açúcar é a fonte final de combustível em qualquer reação metabólica que ocorra em qualquer célula a qualquer momento.

Essa molécula é glicose, uma molécula de seis carbonos na forma de um anel pontiagudo. Em todas as células, ele entra em glicolise, e em células mais complexas também participa de fermentação, fotossíntese e respiração celular em graus variados em diferentes organismos.

Mas uma maneira diferente de responder à pergunta "Qual molécula é usada pelas células como fonte de energia?" está interpretando como, "Que molécula diretamente alimenta os próprios processos da célula? "

Essa molécula "poderosa", que como a glicose é ativa em todas as células, é ATP, ou trifosfato de adenosina

Responder a esta pergunta é semelhante a entender a diferença entre dizer "Humanos obtêm combustíveis fósseis do solo" e "Humanos obtêm fósseis energia de combustível de usinas movidas a carvão. "Ambas as afirmações são verdadeiras, mas abordam diferentes estágios na cadeia de conversão de energia metabólica reações. Em coisas vivas, glicose é o fundamental nutriente, mas ATP é o básico combustível.

Todas as coisas vivas pertencem a uma de duas grandes categorias: procariontes e eucariontes. Os procariontes são os organismos unicelulares da classe taxonômica domínios Bactérias e arquéias, enquanto os eucariotos, todos caem no domínio Eucariotos, que inclui animais, plantas, fungos e protistas.

Os procariontes são minúsculos e simples comparados aos eucariotos; suas células são correspondentemente menos complexas. Na maioria dos casos, uma célula procariótica é a mesma coisa que um organismo procariótico, e as necessidades de energia de uma bactéria são muito menores do que as de qualquer célula eucariótica.

As células procarióticas têm os mesmos quatro componentes encontrados em todas as células do mundo natural: DNA, uma membrana celular, citoplasma e ribossomos. Seu citoplasma contém todas as enzimas necessárias para a glicólise, mas a ausência de mitocôndrias e cloroplastos significa que a glicólise é realmente a única via metabólica disponível para procariotos.

Leia mais sobre as semelhanças e diferenças entre células procarióticas e eucarióticas.

A glicose é um açúcar de seis carbonos em forma de anel, representado em diagramas por uma forma hexagonal. Sua fórmula química é C₆H₁₂O₆, dando-lhe uma razão C / H / O de 1: 2: 1; isso é verdade, de fato, ou todas as biomoléculas classificadas como carboidratos.

A glicose é considerada um monossacarídeo, o que significa que não pode ser reduzido em açúcares menores e diferentes quebrando as ligações de hidrogênio entre os diferentes componentes. A frutose é outro monossacarídeo; a sacarose (açúcar de mesa), que é feita pela união de glicose e frutose, é considerada um dissacarídeo.

A glicose também é chamada de "açúcar no sangue", porque é esse composto cuja concentração é medida no sangue quando um laboratório de clínica ou hospital está determinando o estado metabólico de um paciente. Pode ser infundido diretamente na corrente sanguínea em soluções intravenosas porque não requer degradação antes de entrar nas células do corpo.

ATP é um nucleotídeo, o que significa que consiste em uma das cinco bases nitrogenadas diferentes, um açúcar de cinco carbonos chamado ribose e um a três grupos fosfato. As bases nos nucleotídeos podem ser adenina (A), citosina (C), guanina (G), timina (T) ou uracila (U). Os nucleotídeos são os blocos de construção do DNA e do RNA dos ácidos nucleicos; A, C e G são encontrados em ambos os ácidos nucléicos, enquanto T é encontrado apenas no DNA e U apenas no RNA.

O "TP" no ATP, como você viu, significa "trifosfato" e indica que o ATP tem o número máximo de grupos fosfato que um nucleotídeo pode ter - três. A maior parte do ATP é produzida pela ligação de um grupo fosfato ao ADP, ou difosfato de adenosina, um processo conhecido como fosforilação.

O ATP e seus derivados têm uma ampla gama de aplicações em bioquímica e medicina, muitas das quais estão em estágios exploratórios à medida que o século 21 se aproxima de sua terceira década.

A liberação de energia dos alimentos envolve a quebra das ligações químicas nos componentes dos alimentos e o aproveitamento dessa energia para a síntese das moléculas de ATP. Por exemplo, carboidratos são todos oxidado no final de dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O). As gorduras também são oxidadas, com suas cadeias de ácidos graxos produzindo moléculas de acetato que então entram na respiração aeróbia nas mitocôndrias eucarióticas.

Os produtos de degradação das proteínas são ricos em nitrogênio e são usados ​​para a construção de outras proteínas e ácidos nucléicos. Mas alguns dos 20 aminoácidos dos quais as proteínas são construídas podem ser modificados e entrar no metabolismo celular no nível da respiração celular (por exemplo, após a glicólise)

Resumo:A glicólise produz diretamente 2 ATP para cada molécula de glicose; fornece piruvato e transportadores de elétrons para processos metabólicos posteriores.

A glicólise é uma série de dez reações nas quais uma molécula de glicose é transformada em duas moléculas do piruvato de três carbonos, produzindo 2 ATP ao longo do caminho. Consiste em uma fase inicial de "investimento" na qual 2 ATP são usados ​​para anexar grupos fosfato à molécula de glicose em mudança, e uma fase posterior de "retorno" em em que o derivado de glicose, tendo sido dividido em um par de compostos intermediários de três carbonos, produz 2 ATP por compostos de três carbonos e este 4 No geral.

Isso significa que o efeito líquido da glicólise é produzir 2 ATP por molécula de glicose, já que 2 ATP são consumidos na fase de investimento, mas um total de 4 ATP são produzidos na fase de pagamento.

Leia mais sobre glicólise.

Resumo:A fermentação reabastece NAD⁺ para glicólise; não produz ATP diretamente.

Quando o oxigênio é insuficiente para satisfazer as demandas de energia, como quando você está correndo muito ou levantando pesos vigorosamente, a glicólise pode ser o único processo metabólico disponível. É aqui que entra a "queimadura de ácido láctico" de que você pode ter ouvido falar. Se o piruvato não puder entrar na respiração aeróbica, conforme descrito abaixo, ele é convertido em lactato, que por si só não faz muito bem, mas garante que a glicólise possa continuar fornecendo uma molécula intermediária chave chamado NAD⁺.

Resumo:O ciclo de Krebs produz 1 ATP por volta do ciclo (e, portanto, 2 ATP por glicose "a montante", uma vez que 2 piruvato pode formar 2 acetil CoA).

Em condições normais de oxigênio adequado, quase todo o piruvato gerado na glicólise em eucariotos se move de o citoplasma em organelas ("pequenos órgãos") conhecidas como mitocôndrias, onde se convertem na molécula de dois carbonos acetil coenzima A (acetil CoA) por separação e liberação de CO₂. Essa molécula se combina com uma molécula de quatro carbonos chamada oxaloacetato para criar citrato, a primeira etapa do que também é chamado de ciclo do TCA ou ciclo do ácido cítrico.

Essa "roda" de reações eventualmente reduziu o citrato de volta a oxaloacetato e, ao longo do caminho, um único ATP é gerado junto com os chamados portadores de elétrons de alta energia (NADH e FADH₂).

Resumo:A cadeia de transporte de elétrons rende cerca de 32 a 34 ATP por molécula de glicose "a montante", tornando-a de longe o maior contribuinte para a energia celular em eucariotos.

Os portadores de elétrons do ciclo de Krebs se movem do interior da mitocôndria para a membrana interna da organela, que possui todos os tipos de enzimas especializadas chamadas citocromos prontas para funcionar. Em suma, quando os elétrons, na forma de átomos de hidrogênio, são retirados de seus portadores, isso potencializa a fosforilação das moléculas de ADP em uma grande quantidade de ATP.

O oxigênio deve estar presente como o aceptor final de elétrons na cascata que ocorre através da membrana para que essa cadeia de reações ocorra. Do contrário, o processo de respiração celular "recua" e o ciclo de Krebs também não pode ocorrer.