O que é respiração celular?
Conforme você se senta e lê essas palavras, seus músculos oculares estão se contraindo, permitindo que você examine esta página. Seus pulmões estão se expandindo e se contraindo, seu coração está batendo e os músculos das mãos flexionam cada vez que você move o mouse do computador. De onde seu corpo obtém energia para realizar esses movimentos? Em parte, vem da comida que você ingere. Mas, mais especificamente, vem da respiração celular . A respiração celular é o processo que seu corpo usa para converter a energia química dos alimentos em energia celular utilizável. Nossa primeira ilustração descreve o processo geral da respiração celular.
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Conforme mostrado na ilustração, a respiração celular consiste em várias vias diferentes. O foco desta lição é o ciclo de Krebs . O ciclo de Krebs é a segunda etapa da respiração celular. Agora, vamos dar uma olhada mais de perto em como esse processo funciona.
Como funciona o ciclo de Krebs
Antes de mergulhar nisso, vamos primeiro reconhecer que o ciclo de Krebs é um processo complexo. Portanto, tentaremos simplificá-lo ao máximo possível, sem omitir nenhuma informação importante. Basicamente, o ciclo de Krebs usa ácido pirúvico e cria o gás CO2 e os produtos químicos NAHD, FADH2 e ATP . ATP, ou trifosfato de adenosina, é a molécula de alta energia usada pelas células. Essencialmente, o ATP é como a moeda do celular. Se uma célula deseja realizar uma função como digestão, crescimento, replicação de DNA ou manutenção do metabolismo básico (para citar alguns), ela exigirá ATP.
O ciclo de Krebs desempenha um papel vital na produção dessa molécula de ATP. Aqui, você notará uma ilustração que descreve o funcionamento interno do ciclo de Krebs.
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Reações iniciais do ciclo de Krebs
Como você pode ver, o processo começa com o ácido pirúvico (ou piruvato), que foi produzido durante a etapa inicial da respiração celular (glicólise). Este ácido pirúvico é uma molécula de 3 carbonos, junto com um pouco de hidrogênio (não ilustrado). No início do ciclo de Krebs, uma dessas moléculas de carbono é removida. A remoção desse carbono libera o hidrogênio que fazia parte do ácido pirúvico. Esse hidrogênio livre pode então ligar-se ao NAD + químico para formar o NADH. O próprio carbono pode se ligar ao oxigênio para produzir gás CO2. Após essa transição, nossa molécula inicial de 3 carbonos de ácido pirúvico foi transformada em uma molécula de 2 carbonos chamada acetil-CoA. Faz sentido? A acetil-CoA recém-formada está então pronta para entrar na parte real do ciclo do ciclo de Krebs, que exploraremos a seguir.
Se você entendeu as fases iniciais deste ciclo, as próximas etapas devem ser relativamente fáceis de entender porque são semelhantes. Neste ponto do processo, nosso acetil-CoA de 2 carbonos se combinará com um composto de 4 carbonos já presente no ciclo de Krebs. Essa união cria uma molécula de ácido cítrico de 6 carbonos. Por esse motivo, o ciclo de Krebs às vezes é chamado de ciclo do ácido cítrico.
Reações do ciclo médio de Krebs
Este ácido cítrico é então decomposto durante uma série de etapas. Durante a primeira etapa, o carbono é removido, liberando simultaneamente um pouco de hidrogênio. Este é o mesmo processo que ocorreu durante a quebra do ácido pirúvico. Novamente, o carbono se combina com o oxigênio para formar o CO2 e o hidrogênio se combina com o NAD + para formar o NADH. Essa quebra inicial nos deixa com uma molécula de 5 carbonos.
Esta molécula de 5 carbonos é então decomposta em uma molécula de 4 carbonos. Mais uma vez, essa reação libera carbono e hidrogênio para produzir mais CO2 e NADH. Depois que isso ocorre, estamos trabalhando com uma molécula de 4 carbonos. Esta molécula de 4 carbonos reterá sua estrutura de 4 carbonos, mas será alterada de outras maneiras. Essas mudanças são sutis, mas vitais para a conclusão do ciclo de Krebs.
Fim das reações do ciclo de Krebs
Para ajudá-lo a entender o conjunto final de reações, é importante lembrar que a molécula de 4 carbonos retém sua estrutura de 4 carbonos. No entanto, essa estrutura é dobrada e modificada de tal forma que o hidrogênio é liberado. Este hidrogênio é capaz de se ligar a NAD + e formar NADH, enquanto também permite que outro químico chamado FAD adicione dois hidrogênios e se torne FADH2. Observe como essas duas reações ocorrem sem alterar a integridade da molécula de 4 carbonos.
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A última peça do nosso quebra-cabeça de Krebs, que acontece simultaneamente com a produção do FADH2, é que, ao modificar a molécula de 4 carbonos, os elétrons também são liberados. Esses elétrons são usados para ligar uma molécula de fosfato livre a ADP, difosfato de adenosina, e convertê-la em ATP, trifosfato de adenosina, nossa molécula de moeda de energia.
Após esse turbilhão de reações, a molécula de 4 carbonos restante está pronta para se religar a outra acetil-CoA para recriar o ácido cítrico, permitindo assim que o ciclo continue. O NADH e o FADH2 são enviados para a cadeia de transporte de elétrons, que é a etapa final da respiração celular. O ATP é usado como energia celular sempre que necessário, e o CO2 produzido no início do ciclo de Krebs é exalado na atmosfera.
Resumo da lição
Para encerrar, lembre-se de que seu corpo precisa de energia para sobreviver. Ler essas palavras e contemplar seu significado requer que grandes quantidades de energia sejam desviadas para o cérebro. Essa energia celular é encontrada na forma de ATP ou trifosfato de adenosina. ATP é a moeda de energia das células. Seu corpo depende da respiração celular para produzir ATP. A segunda etapa da respiração celular é chamada de ciclo de Krebs . O ciclo de Krebs usa ácido pirúvico para criar ATP, junto com moléculas adicionais como NADH, FADH2 e CO2. As moléculas NADH e FADH2 são usadas durante a etapa final da respiração celular, enquanto o CO2 é exalado.