ESTUDO DIRIGIDO: produção de energia por bactérias quimioheterotróficas

1. Respiração celular é definida como um processo de geração de ATP em que moléculas são oxidadas e o aceptor final de elétrons é (quase sempre) uma molécula inorgânica; possui ação de uma cadeia de transporte de elétrons. Respiração Aeróbica: é o tipo de respiração que utiliza oxigênio pelo organismo

celular e possui como aceptor final de elétrons o O2. A CTE regenera NAD+ e FAD+, que podem ser utilizados novamente na glicólise e no ciclo de Krebs. As várias transferências de elétrons na cadeia de transporte de elétrons geram em torno de 34 moléculas de ATP a partir de cada molécula de glicose oxidada: aproximadamente três de cada das dez moléculas de NADH (um total de 30) e aproximadamente duas de cada das duas moléculas de FADH2 (um total de 4). Para alcançar o número total de moléculas de ATP geradas a partir de cada molécula de glicose, as 34 da quimiosmose são adicionadas àquelas geradas pela oxidação na glicólise e no CK. Na respiração aeróbica em procariotos, um total de 38 moléculas de ATP pode ser gerado a partir de uma molécula de glicose. A respiração aeróbica nos eucariotos produzem cerca de 36 moléculas de ATP: isso se deve a dissipação energética quando os elétrons são movidos através da membrana mitocondrial que separa a glicólise (no citoplasma) da CTE – que não existe em procariotos.

Respiração Anaeróbica: é o tipo de respiração que não utiliza oxigênio pela célula e possui como aceptor final de elétrons na CTE, uma molécula inorgânica diferente de O2 ou ainda (mesmo que raramente) uma molécula orgânica. Algumas bactérias do gênero Bacillus utilizam o nitrato e sulfato como aceptor final de elétrons, sendo essencial para os ciclos de nitrogênio e enxofre que ocorrem na natureza. A quantidade de ATP gerada na respiração anaeróbica varia com o microrganismo e a via. Devido a somente uma parte do CK funcionar sob condições anaeróbicas, e desde que nem todos transportadores participam da cadeia de transporte de elétrons na respiração anaeróbica, o rendimento de aTP nunca é tão alto quanto na respiração aeróbica. O rendimento energético varia então: maior que 2 ATPS e menor que 38 ATPS.

Fermentação: após a glicose ser quebrada em ácido pirúvico, este pode seguir para a respiração ou pode ser convertido em um produto orgânico na fermentação, em consequência do que NAD+ e NADP+ são regenerados e podem participar da glicólise. Durante a fermentação, os elétrons são transferidos das coenzimas reduzidas (NADH e NADPH) para o ácido pirúvico ou para seus derivados. Existem dois tipos de fermentação:

- Fermentação Ácido Lática: durante a glicólise, uma molécula de glicose é oxidada em duas moléculas de ácido pirúvico, gerando energia que é utilizada para formar as duas moléculas de ATP. Logo depois, as duas moléculas de ác. pirúvico são reduzidas por duas moléculas de NADH para formar duas moléculas de ác. lático. Há pouca produção de energia. Dois importantes gêneros de bactérias do ácido lático são Streptococcus e Lactobacillus. Uma vez que esses m.o. só produzem ác. lático, eles são referidos como homoláticos.

- Fermentação Alcóolica: começa na glicólise, onde uma molécula de glicose é quebrada para obtenção de duas moléculas de ácido pirúvico e produção de duas moléculas de ATP com a energia obtida através da oxidação de glicose em ác. pirúvico. Após, as duas moléculas de ác. pirúvico são convertidas em duas moléculas de acetaldeído e duas moléculas de CO2. As duas moléculas de acetaldeído são então reduzidas pela NADH para formar duas moléculas de etanol. Esse tipo de fermentação é realizado por algumas bactérias e leveduras. Os m.o. que produzem ácido lático também como outros ácidos ou álcoois são conhecidos como heteroláticos.

1 – A) via em 1: Glicólise; via em 2: Ciclo do Ácido Cítrico ou Ciclo de Krebs; via em 3: Cadeia Transportadora de Elétrons e Quimiosmose.

B) Apenas a via da glicólise.

C) A via da glicólise, juntamente com o Ciclo de Krebs e a CTE.

D) A via da glicólise, que é a via comum.

2 – A) durante a glicólise, onde irá ocorrer oxidação de uma molécula de glicose em duas de ácido pirúvico, levando a produção de ATP com base nessa energia.

B) Porque na respiração aeróbica há o funcionamento de todas de todas as partes e reações envolvidas no ciclo de Krebs, além da ação de todos os carreadores de elétrons da CTE, uma vez que na respiração anaeróbica não há o funcionamento total do ciclo de Krebs nem a ação de todos os transportadores da CTE.

C) Justamente devido ao baixo funcionamento do CK e dos transportadores da CTE (muitos inativos), não gerando quantidades de energia em forma de ATP suficientemente semelhantes às geradas pela respiração aeróbica.

D) O oxigênio funciona como o aceptor final de elétrons na CTE durante a respiração aeróbica; o mesmo papel na respiração anaeróbica é desempenhado por outra molécula inorgânica diferente do oxigênio, como nitratos e sulfatos, ou até mesmo moléculas orgânicas.

3 – Lacuna a: Catabolismo de Carboidratos.

Lacuna b: Membrana Plasmática.

Lacuna c: Quimiosmose.