Sejam bem vindos!!

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Este blog foi criado para auxiliar o aprendizado da biologia, servindo como apoio e incentivo ampliando a curiosidade e vontade de aprender!

Estou a disposição de todos os que se interessam nos diversos temas da biologia, para trocar idéias e conversar. você que chegou até aqui, seja por curiosidade ou vontade de aprender seja bem vindo!

Se voce gostou desse blog, escreva o que mais gostou e o que gostariam que eu colocasse no blog ok?

Um abraço

Professor Raphael

Respiração celular: transformando alimento em energia!

A Respiração celular

Todos os dias quando acordamos, tomamos nosso café da manhã e vamos para a escola ou o trabalho, percorremos um caminho, andamos,pedalamos, dirigimos, enfim, entramos em movimento!

Para que todo movimento seja realizado, nosso corpo consome a energia armazenada em nosso corpo que foi obtida na nossa alimentação. Assim nosso corpo transforma tudo o que ingerimos em energia! essa energia pode ser usada desde uma simples contração muscular de nossos braços, até quando estamos raciocinando uma questão de biologia!!

O processo para obter energia nos animais se chama Respiração Celular. Para que nosso corpo obtenha energia dos alimentos ele precisa quebrar esse alimento que agora se desfez em uma molécula chamada glicose.

Por que é necessário quebrar esse alimento agora no nosso estudo chamado glicose? 

Por um simples motivo: quando nosso corpo quebra moléculas como a glicose, lipídios (as gorduras) e proteínas, ele obtém energia! essa energia na biologia é denominada Adenosina trifosfato o famoso ATP que é formado da Adenosina difosfato (2 fosfatos) + 1 fosfato = ATP.



A respiração celular têm 3 etapas:

A glicólise, O ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico e a cadeia respiratória ou fosforilação oxidativa.

Por que 3 etapas? porque não quebrar a molécula da glicose direto e obter a energia na forma de ATP?

Porque como falamos, quando nosso corpo quebra a molécula de glicose ele obtém energia, mas se quebrarmos essa molécula apenas uma vez, muita energia seria liberada de uma só vez! e nosso corpo não conseguiria captar toda essa energia!

É como se em vez de alguém te pagar com um bolo de dinheiro na sua mão, simplesmente jogasse para o alto! você não ia conseguir pegar todo o dinheiro não é? então, dentro de nosso corpo, na célula também é assim! Quanto mais nosso corpo quebrar moléculas, mas energia ele vai obter destas reações! Pense assim: é uma estratégia do nosso corpo para maximizar ou seja, obter o máximo de energia possível.

A obtenção dessa energia tem inicio na nossa alimentação quando esse alimento depois de digerido e sofrer algumas reações químicas é transformado em glicose e assim a primeira etapa da respiração celular têm inicio!!

1 etapa: A Glicólise
 (Glico= açucar/glicose) (Lise=quebra)

Nesta etapa a Glicose que é formada por 6 carbonos, sofrerá uma série de reações (cerca de 10) para no final ser transformada em duas moléculas de ácido pirúvico ou piruvato com 3 carbonos cada. Mas inicialmente por incrível que pareça, para que nosso corpo obtenha energia ele terá que perder energia ou ATP é um investimento necessário para que nosso corpo possa quebrar a molécula de glicose. Para que a molécula de glicose possa ser quebrada, nosso corpo perde 02 ATP. como no esquema à seguir:

  

No final desta etapa nosso corpo produziu 2 ATP e 2 NADH como resultado das quebras de carbono que serão levados para outra etapa.
O NADH é uma enzima que funciona como uma bateria, armazenando prótons de hidrogênio (H+) que são liberados quando a molécula de glicose é quebrada. Esses prótons de hidrogênio serão levados para uma outra etapa.
O ácido piruvico ou piruvato (com 3 carbonos) formado na etapa anterior (Lembrem: Glicólise) sofrerá uma nova quebra perdendo um carbono e se tornando uma molécula chamada Acetil (com 2 carbonos). O acetil se ligará a uma enzima chamada de Coenzima A que vai ajudar a acelerar o processo e nesse meio tempo passa a se chamar AcetilCoa. A Coenzima se solta do Acetil e este finalmente entra no interior da Mitocôndria.


Vídeo informativo 1: http://www.youtube.com/watch?v=Rp-AUlFIBpI

 Segunda etapa: O ciclo de Krebs

Nesta etapa, o acetil (com 2 Carbonos) vai se ligar a molécula ácido oxalacético que tem 4 carbonos  se tornando a molécula de ácido cítrico, iniciando finalmente um ciclo de reações e sucessivas quebras de moléculas chamado também de ciclo do ácido cítrico, por ser esta molécula que propriamente inicia o ciclo. Notem que a molécula de glicose perdeu carbonos e depois outras moléculas ganharam carbonos. Por que isso ocorre? Para que esta série de perdas e aquisições de carbono? Existe uma razão energética para isso. Para que o nosso organismo possa maximizar e ganhar o máximo de energia, estas reações de quebras de moléculas ocorrem porque a cada quebra é liberada uma pequena parte da energia contida nas moléculas. Se quebrássemos  apenas uma única vez, muita energia seria liberada e o nosso corpo não conseguiria armazena-la, ou seja, a energia seria perdida.
Ao final deste ciclo de quebras de carbono,  são produzidas moléculas de ATP de GTP (que é similar ao ATP porém com menor potencial energético) o NADH e o FADH (que é similar ao NADH, porém transporta um número menor de elétrons) que assim como a glicólise, serão levados para a última etapa: A cadeia respiratória ou também chamada Fosforilação oxidativa.

Algumas observações importantes 

O dióxido de carbono (CO2) é liberado em diversos pontos da glicólise e do ciclo de Krebs é eliminado da célula e descartado para o meio exterior através de nossa respiração.

Desta forma, o CO2 que eliminamos é proveniente do desmantelamento (da quebra) da molécula de glicólise durante a respiração celular.

3 Etapa: A Cadeia respiratória

Também chamada de fosforilação oxidativa, a cadeia respiratória ocorre na membrana interna da mitocôndria. Nessa etapa, os elétrons obtidos na quebra do átomo de hidrogênio são transportados através do NADH e FADH₂ até o oxigênio. Há várias substâncias transportadoras de elétrons na membrana interna da mitocôndria, como proteínas que recebem elétrons do NADH, compostos orgânicos e proteínas que possuem ferro ou cobre em sua composição. Elas formam verdadeiros complexos chamados de cadeias transportadoras de elétrons, por se encontrarem enfileiradas na membrana interna da mitocôndria.

À medida que vão sendo transferidos pela cadeia respiratória, os elétrons perdem energia e, no final da cadeia, conseguem se combinar com o gás oxigênio, formando água. É importante lembrar que, na respiração celular, o gás oxigênio só participa da última etapa, mas, embora não esteja envolvido em nenhuma etapa do ciclo de Krebs, se houver ausência desse gás no ciclo, ele será interrompido.

A energia liberada pelos elétrons através da quebra da glicose durante a cadeia respiratória pode formar em torno de 26 moléculas de ATP. Se pegarmos essas 26 moléculas e somarmos com as duas moléculas deATP produzidas na glicólise e as duas do ciclo de Krebs, alcançaremos um total de 30 moléculas de ATPpara uma molécula de glicose. Essa taxa de ATP produzida é menor porque muitos hidrogênios se perdem durante a cadeia respiratória, sendo que apenas 40% da energia proveniente da glicose é armazenada noATP, enquanto o restante é perdido na forma de calor. 

Esse esquema mostra o resumo das 3 etapas da respiração celular:

Jogo: célula animal!!!

http://www.sobiologia.com.br/jogos/popupJogo.php?jogo=CelulaAnimal

Estudo da célula

Citologia

A Célula

O corpo humano é composto por células. Olhe-se em um espelho, o que você está vendo são cerca de 10 trilhões de células divididas em mais ou menos 200 tipos diferentes. Nossos músculos são compostos de células musculares, nosso fígado é feito de células específicas do fígado, e chegam a existir tipos específicos de células para os nossos dentes ou para o cristalino dos nossos olhos.

Cada célula do nosso corpo tem uma função específica. Mas todas desempenham uma atividade "comunitária", trabalhando de maneira integrada com as demais células do corpo. É como se o nosso organismo fosse uma imensa sociedade de células, que cooperam umas com as outras, dividindo o trabalho entre si. Juntas, elas garantem a execução das inúmeras tarefas responsáveis pela manutenção da vida. 

De acordo com a organização estrutural, as células são divididas em: eucarióticas e procarióticas. As células procarióticas são geralmente independentes, enquanto que as células eucarióticas são frequentemente encontrados em organismos multicelulares.

Células Procarióticas:
são bem menores e menos complexas estruturalmente do que as células eucariontes. A sua principal característica é a ausência da carioteca individualizando o núcleo celular, pela ausência de alguns organelos e pelo pequeno tamanho. 

 

Células Eucarióticas:As células eucariontes  ou eucarióticas, são mais complexas que as procariontes. Possuem membrana nuclear individualizada e vários tipos de organelas. Todos os animais e plantas são dotados deste tipo de células. 

As células que formam o organismo da maioria dos seres vivos apresentam uma membrana envolvendo o seu núcleo, por isso, são chamadas de células eucariotas. A célula eucariota é constituída de membrana celular, citoplasma e núcleo.

 Célula animal

 

Célula vegetal

 

Video informativo 1: http://www.youtube.com/watch?v=gyGWN_Vk2ps

 

Video informativo 2:http://www.youtube.com/watch?v=wS7Ssf35waU

A membrana plasmática

A membrana plasmática é uma película muito fina, delicada e elástica, que envolve o conteúdo da célula. Mais do que um simples envoltório, essa membrana tem participação marcante na vida celular, regulando a passagem e a troca de substancias entre a célula e o meio em que ela se encontra.
A membrana plasmática em plantas e procariontes é normalmente coberta por uma parede celular. Esta membrana serve para separar e proteger uma célula do seu ambiente circundante e é feita principalmente a partir de uma camada dupla de lipídeos. Assim, é chamada de bicamada de fosfolípido. Pode também ser chamada de uma membrana mosaico fluido. 

 

O citoplasma

O citoplasma é, geralmente, a maior opção da célula. Compreende o material presente na região entre a membrana plasmática e o núcleo.

Ele é constituído por um material semifluido, gelatinoso chamado hialoplasma. No hialoplasma ficam imersas as organelas celulares, estruturas que desempenham funções vitais diversas, como digestão, respiração, excreção e circulação. A substância mais abundante no hialoplasma é a água.

 Organelas celulares:

 

(1) nucléolo
(2) núcleo
(3) ribossomos (pontos pequenos) (grânulos)
(4) vesícula
(5) retículo endoplasmático granuloso
(6) complexo de golgi
(7) Citoesqueleto
(8) retículo endoplasmático não granuloso
(9) mitocôndria
(10) vacúolo
(11) citoplasma
(12) lisossomo
(13) centríolos dentro do centrossoma

 

 Nucléolos: são organelas presentes em células eucarióticas, ligados principalmente à coordenação do processo reprodutivo das células (embora desapareça logo no início da divisão celular) e ao controle dos processos celulares básicos, pelo fato de conter trechos de DNA específicos, além de inúmeras proteínas associadas ou não a RNAr .

O nucléolo é o local, no núcleo, onde regiões de diferentes cromossomas que contém genes para o RNA robossomal se encontram. 

2-Núcleo celular: é uma estrutura presente nas células eucariontes, que contém o ADN (ou DNA) da célula. É delimitado pelo envoltório nuclear, e se comunica com o citoplasma através dos poros nucleares. O núcleo possui duas funções básicas: regular as reações químicas que ocorrem dentro da célula (metabolismo), e armazenar as informações genéticas da célula. O seu diâmetro pode variar de 11 a 22.25 μm.

 Figura do núcleo e do retículo endoplasmático: (1) Envoltório nuclear. (2) Ribosomos. (3) Poros nucleares. (4) Nucléolo. (5) Cromatina. (6) Núcleo. (7) Retículo endoplasmático. (8) Nucleoplasma.

3- Ribossomos: Os ribossomos ou ribossomas são organelas presentes tanto nas células eucarióticas e procarióticas (portanto são organelas presentes em qualquer tipo de estrutura celular), cuja principal função é a síntese de proteínas e enzimas usadas pela célula.

Retículo endoplasmático: Essa organela é constituída por um sistema de canais e bolsas achatadas. Apresenta várias funções, dentre as quais facilitar o transporte e a distribuição de substâncias no interior da célula.

As membranas do retículo endoplasmático podem ou não conter ribossomos aderidos em sua superfície externa. A presença dos ribossomos confere à membrana do retículo endoplasmático uma aparência granulosa; na ausência dos ribossomos, a membrana exibe um aspecto liso ou não-granulosos.

O retículo endoplasmático rugoso (RER), também chamado retículo endoplasmático granuloso, é formado por sistemas de vesículas achatadas com ribossomos aderidos à membrana, o que lhe confere aspecto granular.
Participa da síntese de proteínas, que serão enviadas para o exterior das células. Esse tipo de retículo é muito desenvolvido em células com função secretora. É o caso por exemplo das células do pâncreas, que secretam enzimas digestivas, e também o caso das células caliciformes da parede do intestino, que secretam muco, e as células secretoras tipo II,nos alvéolos pulmonares,que produzem lipoproteina surfactante.

O retículo endoplasmático liso (REL), é formado por sistemas de túbulos cilíndricos e sem ribossomos aderidos à membrana.

Participa principalmente da síntese de esteróides, fosfolipídeos e outros lipídeos. O REL tem, como uma de suas principais funções, a desintoxicação do organismo,atuando na degradação do etanol ingerido em bebidas alcoólicas, assim como a degradação de medicamentos ingeridos pelo organismo como antibióticos e barbitúricos(substâncias anestésicas). Esse tipo de retículo é abundante principalmente em células do fígado, das gônadas e pâncreas.

**Retículo endoplasmático e a tolerância ao álcool: O álcool, ou mesmo certas drogas como sedativos, quando consumidos em excesso ou com freqüência induzem a proliferação do retículo não-granuloso e de suas enzimas. Isso aumenta a tolerância do organismo à droga, o que significa que doses cada vez mais altas são necessárias para que ela possa fazer efeito. Esse aumento de tolerância a uma substância pode trazer como conseqüência o aumento da tolerância a outras substâncias úteis ao organismo, como é o caso de antibióticos. Esse é um alerta importante para que possamos entender parte dos problemas decorrentes da excessiva ingestão de bebidas alcoólicas, e do uso de medicamentos sem prescrição e controle médico.

 

Complexo de Golgi: Esta é a organela celular que armazena parte das proteínas produzidas numa célula, entre outras funções. Essas proteínas poderão então ser usadas posteriormente pelo organismo. É formada por dobras de membranas e vesículas, e sua função primordial é o processamento de proteínas ribossomáticas e a sua distribuição por entre essas vesículas. Funciona, portanto, como uma espécie de sistema central de distribuição na célula, atuando como centro de armazenamento, transformação, empacotamento e remessa de substâncias.

O complexo Golgiense é responsável também pela formação dos lisossomos, da lamela média dos vegetais e do acrossomo do espermatozoide, do glicocalix e está ligado à síntese de polissacarídeos. Acredita-se, ainda, que a organela seja responsável por alguns processos pós-traducionais, tais como adicionar sinalizadores às proteínas, que as direcionam para os locais da célula onde atuarão.
A maior parte das vesículas transportadoras que saem do retículo endoplasmático, e em particular do retículo endoplasmático rugoso, são transportadas até o complexo de Golgi, onde são modificadas, ordenadas e enviadas na direção dos seus destinos finais. A organela está presente na maior parte das células eucarióticas, mas tende a ser mais proeminente nas células de órgãos responsáveis pela secreção de certas substâncias, tais como o pâncreas, a hipófise e a tireoide.

 

Mitocôndria: As mitocôndrias são organelas membranosas (envolvidas por membrana) e que têm a forma de bastão. Elas são responsáveis pela respiração celular, fenômeno que permite à célula obter a energia química contida nos alimentos absorvidos. A energia assim obtida poderá então ser empregada no desempenho de atividades celulares diversas.

Um dos "combustíveis" mais comuns que as células utilizam na respiração celular é o açucar glicose. Após a "queima" da glicose, com participação do gás oxigênio, a célula obtêm energia e produz resíduos, representados pelo gás carbônico e pela água. O gás carbônico passa para o sangue e é eliminado para o meio externo.

 
Lisossomos ou lisossomas citoplasmáticas são organelas celulares que têm como função a degradação de partículas vindas do meio extra-celular, assim como a reciclagem de outras organelas e componentes celulares envelhecidos. Seu objetivo é cumprido através da digestão intracelular controlada de macromoléculas (como, por exemplo, proteínas, ácidos nucléicos, polissacarídeos, e lipídios)

Centríolos: Um Centríolo, também conhecido como Centrossoma ou centro celular é uma estrutura em forma de cilíndro encontrado na maioria das células eucariontes animais, embora seja ausente alguns protistas, gimnospermas, angiospermas e fungos . Normalmente, as células possuem um par de centríolos posicionados lado a lado ou posicionados perpendicularmente. São constituídos por nove túbulos triplos ligados entre si, formando um tipo de cilindro. O centríolo ajuda na separação das células esticando-se na hora da divisão, então os cromossomos ficam ali em volta dos tubos do centríolo e quando acaba a divisão celular os cromossomos e os centríolos já estão em seus devidos lugares.

 Imagem 3D de um centríolo no Google Sketchup

 Vídeo bem interessante com informações sobre os principais componentes celulares!!  http://www.youtube.com/watch?v=vR0TNsT3RGU

fontes:
http://pt.wikipedia.org
http://www.sobiologia.com.br
http://www.youtube.com