metabolismo celular

metabolismo celular

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1. INTRODUÇÃO

⇒ Miríades de reações enzimaticamente catalisadas ocorrem nas células vivas.

⇒ Estas reações são coletivamente referidas como metabolismo.

⇒ O metabolismo é uma atividade celular altamente coordenada , com propósitos determinados, e na qual cooperam muitos sistemas multienzimáticos.

⇒ O metabolismo tem quatro funções:

• Obter energia química pela degradação de nutrientes ricos em energia oriundos do meio ambiente;

• Converter as moléculas dos nutrientes em unidades fundamentais precursoras das macromoléculas celulares;

• Reunir e organizar estas unidades fundamentais em proteínas, ácidos nucléicos e outros componentes celulares;

• Sintetizar e degradar biomoléculas necessárias às funções especializadas das células.

⇒ Embora o metabolismo celular envolva centenas de reações catalisadas por enzimas, as vias metabólicas centrais são em pequeno número e são idênticas na maioria das formas de vida.

2.AS VIAS METABÓLICAS SÃO CATALIZADAS POR SISTEMAS ENZIMÁTICOS SEQUÊCIAIS

⇒ As enzimas são as unidades mais simples da atividade metabólica , cada uma catalisando uma reação química específica.

⇒ Entretanto , o metabolismo é melhor discutido em termo seqüências multienzimáticas.

⇒Cada uma dessas sequências: • Catalisa os passos sucessivos de uma dada via metabólica;

• Pode ter de 2 a 20 enzimas atuando de maneira consecutiva e interligada, de tal forma que o produto da primeira enzima torna-se substrato da segunda, o produto desta o substrato da terceira, e assim por diante.

⇒ Os sucessivos produtos destas transformações (B,C,D etc) são conhecidos como intermediários metabólicas ou metabólitos.

⇒ Cada um dos passos consecutivos nas vias metabólicas provoca uma mudança química pequena e específica geralmente a remoção, transferência ou adição de um átomo, molécula ou grupo funcional.

⇒ Através dessas mudanças químicas ordenadamente escalonadas a biomolécula que penetra em uma dada via é transformada em seu produto metabólico final.

⇒ O termo metabolisno intermediário é freqüentemente usado para designar as sequências específicas de intermediários envolvidos nas vias do metabolismo celular.

3.O METABOLISMO CONSISTE DE VIAS CATABÓLICAS (DEGRADATIVAS) E DE VIAS ANABÓLICAS (BIOSSINTETIZANTES)

⇒ O metabolismo intermediário tem duas fases: catabolismo e anabolismo.

⇒ O CATABOLISMO é a fase degradativa do metabolismo.

⇒ Nesta fase as moléculas orgânicas nutrientes, carboidratos, lipídios e proteínas provenientes do meio ambiente ou dos reservatórios de nutrientes da própria célula são degradados por reações consecutivas em produtos finais menores e mais simples.

⇒ Exemplos: ácido lático, CO2 e amônia.

⇒ O catabolismo é acompanhado pela liberação da energia livre inerente à estrutura complexa das grandes moléculas orgânicas.

⇒ Em certos passos de uma dada via catabólica a maior parte de energia livre é conservada na forma da molécula transportadora de energia adenosina trifosfato (ATP) , isto é conseguido através do acoplamento de reações enzimáticas.

⇒ Alguma energia também pode ser conservada na forma de átomos de hidrogênio ricos em energia transportados pela coenzima nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato em sua forma reduzida NADPH.

⇒ O ANABOLISMO também pode ser chamado de:

• Biossíntese; • Fase sintetizante;

• Fase construtiva do metabolismo.

⇒Nesta fase as pequenas moléculas precursoras, ou unidades fundamentais, são reunidas para formar as grandes macromoléculas componentes das células.

⇒Exemplos: proteínas e ácidos nucléicos.

⇒Como a biossíntese resulta em tamanho e complexidade de estrutura aumentados, ela requer fornecimento de energia livre e isto é realizado pela quebra de ATP em ADP e fosfato.

⇒A biossíntese de alguns componentes celulares também requer átomos de hidrogênio ricos em energia, fornecidos pelo NADPH.

⇒O catabolismo e anabolismo ocorrem simultaneamente nas células e a velocidade de cada um é regulada independentemente.

4. AS VIAS CATABÓLICAS CONVERGEM PARA POUCOS PRODUTOS FINAIS

⇒A degradação enzimática de cada de cada um dos principais nutrientes celulares liberadores de energia (carboidratos, lipídios e proteínas ) ocorre passo a passo através de reações enzimáticas e consecutivas.

⇒Existem três estágios principais no catabolismo aeróbico:l, l e ll.

⇒Estágio l

• As macromoléculas celulares são degradadas em suas unidades fundamentais;

• Os polissacarídeos são degradados a hexoses e pentoses ;

• Os lipídios são degradados em ácidos graxos, glicerol e outros componentes.

• As proteínas são hidrolisadas em seus 20 aminoácidos primários.

⇒Estágio l

• Os vários produtos formados no estágio l são reunidos e convertidos em um número menor de moléculas ainda mais simples;

• As hexoses , pentoses e glicerol são degradados a um intermediário único com 3 átomos de carbono, o piruvato;

• O piruvato é então convertido em uma unidade de 2 carbonos, o grupo da acetil-coenzima A ;

• Os ácidos graxos o esqueleto carbônico dos aminoácidos são quebrados em grupo acetil para formar o acetil-CoA;

• O acetil-CoA é o produto final comum do estágio l do catabolismo.

⇒Estágio l • O grupo acetil do acetil-CoA é introduzido no ciclo do ácido cítrico;

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