Respiração Celular

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Respiração celular

Processo metabólico pelo qual as células degradam moléculas orgânicas para produzir energia na forma de ATP.

Respiração aeróbica

Via catabólica que utiliza oxigênio como aceptor final de elétrons para oxidar nutrientes e gerar grande quantidade de ATP.

Respiração anaeróbica

Processo de produção de ATP que não utiliza oxigênio, usando outras substâncias inorgânicas como aceptor final de elétrons.

ATP (Trifosfato de adenosina)

Principal molécula transportadora e armazenadora de energia química utilizada nas atividades celulares vitais.

Glicólise

Primeira etapa da degradação da glicose, ocorrendo no citosol, que quebra uma molécula de glicose em dois piruvatos.

Citosol (ou hialoplasma)

Fluido aquoso interno da célula onde ocorrem a glicólise e vias fermentativas.

Piruvato (Ácido pirúvico)

Molécula de 3 carbonos formada ao final da glicólise a partir da quebra da glicose.

Rendimento líquido da glicólise

Produção líquida de 2 moléculas de ATP e 2 moléculas de NADH por molécula de glicose oxidada.

Fase de investimento da glicólise

Etapa inicial da glicólise que consome 2 ATPs para fosforilar a molécula de glicose.

Fase de compensação da glicólise

Etapa da glicólise que sintetiza 4 ATPs e 2 NADHs, resultando em ganho energético positivo.

NAD+ (Nicotinamida adenina dinucleotídeo)

Coenzima aceptora de elétrons e prótons que atua como agente oxidante no catabolismo celular.

NADH

Forma reduzida do NAD+, rica em elétrons de alta energia que serão transferidos para a cadeia respiratória.

Mitocôndria

Organela celular responsável pelas etapas aeróbicas da respiração: ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa.

Membrana mitocondrial externa

Bicamada lipídica permeável a pequenas moléculas e íons graças à presença de proteínas porinas.

Membrana mitocondrial interna

Membrana altamente impermeável e pregueada que abriga a cadeia respiratória e a ATP sintase.

Cristas mitocondriais

Dobras da membrana interna que aumentam a área disponível para a cadeia transportadora de elétrons.

Espaço intermembrana

Compartimento entre as duas membranas mitocondriais onde prótons são acumulados para gerar gradiente eletroquímico.

Matriz mitocondrial

Espaço interno delimitado pela membrana interna, onde ocorrem o ciclo de Krebs e a oxidação de piruvato.

Descarboxilação oxidativa do piruvato

Conversão do piruvato em acetil-CoA na matriz mitocondrial, liberando dióxido de carbono e NADH.

Acetil-CoA (Acetil coenzima A)

Molécula de 2 carbonos ligada à coenzima A que alimenta diretamente o ciclo de Krebs.

Complexo piruvato desidrogenase

Conjunto multienzimático responsável por oxidar o piruvato em acetil-CoA na matriz mitocondrial.

Ciclo de Krebs (Ciclo do ácido cítrico)

Série cíclica de reações na matriz mitocondrial que oxida grupos acetil gerando CO2, NADH, FADH2 e ATP/GTP.

Oxaloacetato

Molécula de 4 carbonos que se une ao acetil-CoA para formar citrato no início do ciclo de Krebs.

Citrato

Composto de 6 carbonos formado pela fusão do oxaloacetato com o acetil-CoA no ciclo de Krebs.

FAD (Flavina adenina dinucleotídeo)

Coenzima carreadora de elétrons que é reduzida a FADH2 durante o ciclo de Krebs.

FADH2

Forma reduzida do FAD que transporta elétrons de menor potencial diretamente para o complexo II da cadeia respiratória.

Rendimento do ciclo de Krebs (por glicose)

Produção de 6 NADH, 2 FADH2, 2 ATP (ou GTP) e 4 CO2 após duas voltas completas do ciclo.

Fosforilação em nível de substrato

Síntese direta de ATP pela transferência direta de um grupo fosfato de um intermediário fosforilado para o ADP.

Fosforilação oxidativa

Processo de formação de ATP acoplado à transferência de elétrons e consumo de oxigênio na membrana interna mitocondrial.

Cadeia transportadora de elétrons

Série de complexos proteicos na membrana interna que transferem elétrons gerando um gradiente de prótons.

Complexo I (NADH desidrogenase)

Complexo que recebe elétrons do NADH, bombeia prótons para o espaço intermembrana e reduz a ubiquinona.

Complexo II (Succinato desidrogenase)

Enzima do ciclo de Krebs e da cadeia respiratória que transfere elétrons do succinato via FADH2 para a ubiquinona.

Coenzima Q (Ubiquinona)

Transportador lipossolúvel móvel que transfere elétrons dos complexos I e II para o complexo III.

Complexo III (Citocromo bc1)

Transfere elétrons da ubiquinona para o citocromo c enquanto bombeia prótons adicionais para o espaço intermembrana.

Citocromo c

Pequena proteína periférica solúvel que transporta elétrons do complexo III para o complexo IV.

Complexo IV (Citocromo c oxidase)

Último complexo enzimático da cadeia que doa elétrons para o O2, reduzindo-o e formando H2O.

Oxigênio molecular (O2)

Aceptor final de elétrons na respiração celular aeróbica, essencial para manter o fluxo na cadeia respiratória.

Água metabólica

Água sintetizada no complexo IV da cadeia respiratória quando o oxigênio recebe elétrons e íons de hidrogênio.

Gradiente eletroquímico de prótons

Diferença de concentração e potencial elétrico de H+ entre o espaço intermembrana e a matriz mitocondrial.

Teoria quimiosmótica

Hipótese de Peter Mitchell propondo que o gradiente de prótons mitocondrial move a síntese de ATP.

ATP sintase

Complexo enzimático que utiliza a passagem espontânea de prótons pela membrana para fosforilar ADP em ATP.

Subunidade F0 da ATP sintase

Porção transmembrana da ATP sintase que funciona como canal de passagem e rotor rotatório de prótons.

Subunidade F1 da ATP sintase

Domínio catalítico da ATP sintase voltado para a matriz mitocondrial que catalisa a formação do ATP.

Força próton-motriz

Energia potencial acumulada no gradiente de prótons transmembrana utilizada para acionar a ATP sintase.

Desacopladores da cadeia respiratória

Substâncias como o DNP que dissipam o gradiente de prótons sem produzir ATP, gerando apenas calor.

Termogenina (UCP1)

Proteína desacopladora encontrada no tecido adiposo marrom que dissipa prótons para produzir calor corporal.

Fermentação láctica

Via anaeróbica no citosol que reduz o piruvato a lactato para regenerar NAD+, comum em músculos fatigados.

Fermentação alcoólica

Conversão anaeróbica de piruvato em etanol e dióxido de carbono por leveduras para regenerar NAD+.

Lactato (Ácido láctico)

Produto da fermentação láctica acumulado durante períodos de baixa disponibilidade de oxigênio no tecido muscular.

Ciclo de Cori

Rota metabólica onde o lactato muscular é transportado pelo sangue até o fígado para ser reconvertido em glicose.

Beta-oxidação

Via metabólica na matriz mitocondrial que quebra ácidos graxos em unidades de acetil-CoA para gerar energia.

Rendimento energético total teórico

Aproximadamente 30 a 32 moléculas de ATP geradas a partir da oxidação completa de uma molécula de glicose.

Cianeto

Veneno potente que inibe a enzima citocromo c oxidase (complexo IV), paralisando a respiração celular celular.

Fosfofrutoquinase-1 (PFK-1)

Enzima alostérica reguladora-chave da glicólise inibida por altos níveis de ATP e ativada por AMP.