Ultraestrutura celular e fermentação e respiração aeróbia
A fermentação é o processo enzimático através do qual as células obtêm ATP a partir da degradação parcial da glicose, em condições anaeróbias (sem oxigénio). A respiração aeróbia realiza-se na presença de oxigénio e apresenta um rendimento muito superior ao da fermentação. O processo fermentativo realiza-se exclusivamente no hialoplasma enquanto a maior parte das etapas da respiração aeróbia tem lugar nas mitocôndrias.
As células procarióticas apresentam uma dimensão mais reduzida e têm uma estrutura mais simples que as células eucarióticas, não possuem organitos membranares e o seu material genético está disperso no hialoplasma. Nas bactérias, por exemplo, a maquinaria das células é suficiente para os processos, por exemplo, de síntese proteica e de produção de energia (ATP) através da fermentação.
As duas etapas que integram qualquer dos tipos de fermentação, glicólise e redução do ácido pirúvico, processam-se exclusivamente no hialoplasma. Aqui, encontram-se os intervenientes necessários para a ocorrência de todas as reações químicas do processo, desde enzimas específicas, ATP, ADP, glicose, NAD+, Pi. A respiração aeróbia integra quatro etapas sequenciais:
- glicólise,
- formação de acetil-coenzima A,
- ciclo de Krebs e cadeia respiratória.
Apenas a primeira ocorre no hialoplasma. Todas as outras realizam-se nas mitocôndrias.
A mitocôndria é um organito, normalmente em forma de bastonete, com dupla membrana. A membrana externa é lisa e permeável, não sendo uma barreira significativa à movimentação de materiais entre o hialoplasma e o espaço intermembranar. Pelo contrário, a membrana interna é uma barreira à maior parte dos solutos. Esta membrana apresenta uma estrutura pregueada, com cristas (invaginações membranosas) que aumentam muito a sua superfície.
Tal como a membrana celular, as membranas das mitocôndrias são constituídas por fosfolípidos e proteínas. Na membrana interna, principalmente ao nível das cristas mitocondriais, as moléculas proteicas formam arranjos especiais que constituem unidades funcionais, formando uma cadeia respiratória, com inúmeros transportadores de eletrões, ordenados segundo a sua afinidade crescente para os eletrões que transportam.
No interior da mitocôndria existe um gel viscoso de pouca consistência – a matriz. Nesta, encontram-se moléculas de ATP, ADP, DNA, RNA e inúmeras enzimas, nomeadamente as que catalisam a maior parte das reações da respiração aeróbia.
Estruturas respiratórias
A formação de acetil-coenzima A e o ciclo de Krebs são etapas da respiração aeróbia que ocorrem na matriz mitocondrial e a cadeia respiratória tem lugar ao nível das cristas da membrana interna. Todos esses espaços internos da mitocôndria contêm todos os ingredientes e reúnem todas as condições necessárias à realização das reações químicas que aí ocorrem.
Em resumo:
- A glicólise, etapa comum à fermentação e à respiração aeróbia, realiza-se no hialoplasma.
- A redução do ácido pirúvico, na fermentação, ocorre no hialoplasma.
- A matriz mitocondrial tem todos os ingredientes e condições necessários para nela ocorrer a formação de acetil-coenzima A e o ciclo de Krebs.
- A cadeia respiratória, por sua vez, tem lugar nas cristas da membrana interna, onde se encontram as proteínas transportadoras necessárias à sua realização.
Temas
Ficha Técnica
- Título: Ultraestrutura celular e fermentação e respiração aeróbia
- Área Pedagógica: Biologia
- Tipologia: Explicador
- Autoria: Associação Portuguesa de Professores de Biologia e Geologia - APPBG
- Ano: 2020
- Imagem: Foto de Artem Podrez no Pexels
