Aula 9 e 10 - Nutrição e metabolismo microbianos -> diversidade metabólica Flashcards
Explica de uma maneira muito geral o que acontece no metabolismo da célula?
O seres vivos precisam de fontes de energia e fontes de nutrientes para a sua sobrevivência e o seu metabolismo. A energia é libertada por reações catabólicas e pode ser usada para mobilidade, transporte de nutrientes, ou para biossínteses. Durante as reações de catabolismo são ainda libertados produtos residuais, como produtos de fermentação, ácidos, álcoois, CO2 e aceitadores de eletrões reduzidos). A fonte de nutrientes vai ser usada para biossínteses, as quais necessitam de energia para a produção de macromoléculas e outros componentes das células.
Os micróbios podem ser caracterizados de acordo com a fonte de nutrientes que usam para a sintese dos componentes celulares e da sua fonte de energia usada para a biossíntese e outras atividades celulares. Fa-lo.
Quanto a fonte de carbono:
-Heterotróficos: quando usam compostos orgânicos como fonte de carbono para a sintese de componentes celulares;
-Autotróficos: quando usam CO2 como fonte de carbono para sintese de componentes;
Quanto a fonte de energia:
-Fototróficos: usam Luz para produção de enrgia
-Quimiótroficos: usam reações de oxidação-redução
-Organotróficos: se a fonte de eletrões
é orgânica
-Litotroficos: se a fonte de eletrões é inorgânica
Os seres vivos têm nutrientes que são necessários à sua sobrevivência, tendo de ser obtidos a partir do exterior. Como se dividem?
Estes dividem-se e micronutrientes (Cu2+, Co2+, Zn2+, Ni2+), se são necessários em quantidades residuais, e macronutrientes, se são necessários em maiores quantidades. Dentro dos macronutrientes temos o C, O e H, que são os componentes de todos os compostos orgânicos, o N, P e S que são constituintes de proteínas e ácidos nucleicos, e, por fim, K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+/Fe3+ e Na+, que são co-fatores para algumas enzimas e fatores de estabilização de macromoléculas.
Explica a diferença do potencial de oxidação redução conforme o composto.
O potencial de oxidação-redução, representado à direita, vai do mais eletronegativo (em cima) até ao mais eletropositivo (em baixo).
Existe um processo de gradualidade, em que há libertação de energia em cada fase. A glucose corresponde à molécula com maior potencial energético. Pode advir uma vantagem decisiva na competitividade entre os microrganismos da possibilidade de escolher um composto alternativo como aceitador final de eletrões.
Quanto mais eletronegativo é um composto, melhor será como dador de energia. Por outro lado, quanto mais eletropositivo é um composto, melhor será como aceitador de eletrões. Portanto, um mesmo composto pode ser dador e aceitador de energia. Conclui-se também que o oxigénio é um excelente aceitador final de eletrões, mas a água é um péssimo dador de energia.
Quais os organismos que vão ter mais produtividade?
Os quimioheterotróficos
Que tipos de fotossíntese existem e que organismos produzem cada tipo?
Há então dois tipos de fotossíntese, fotossíntese oxigénica (produz oxigénio) e fotossíntese anoxigénica (não produz oxigénio). Nos eucariotas, a parte da célula que realiza a fotossíntese provém da endossibiose de um procariota.
Como funciona o fluxo de eletrões em bactérias púrpuras?
A luz vai excitar o P870 (centro de reação) vai ser excitado pela luz, diminuindo imenso o seu potencial de redução, tornando o um forte dador de eletrões. Este vai passando a sua energia para complexos com potenciais de redução mais altos, levando a redução do NAD(P)+ em NAD(P)H, o processo contrário vai levar a consumo de energia. Para isto acontecer vai-se gastar energia do ATP e NADH
Como funciona a fotossíntese oxigénica?
Outro processo usa os centros de reação P680 e P700, este sistema permite usar água como dador de eletrões ainda que este seja um mau dador. Isto é possível porque o P680 tem um potencial de redução ainda mais positivo, este processo leva a libertação de oxigénio, o qual foi importante para a evolução da vida. Após a redução de P680 este pode ser ativado por luz, passando para um potencial muito negativo, que pode vai ser passado por reduções até ao P700 que pode ser excitado pela luz. Este potencial vai aumentando outra vez levando a produção de NAD(P)H. Quando a produção de NAD(P)H não é necessária,
existe um caminho alternativo de Fd para cyt bf, neste caminho alternativo não há mais produção de oxigénio.
Metabolismo assimilativo vs metabolismo dissimilativo.
Se um composto for introduzido na célula para consumo da própria célula, isso é um mecanismo assimilitativo; se célula captar um composto para o utilizar como fonte de energia, isso é um mecanismo dissimilativo.
Que aceitadores usar na produção de energia?
Para a produção de energia é sempre melhor usar os melhores aceitadores (mais positivos) e os melhores dadores de eletrões (mais negativo). Há vários tipos de respiração que por isso têm diferentes potenciais e por isso libertam diferentes energias, sendo que quando o aceitador é o oxigénio ou perto deste vamos ter mais produção de energia.
Quanto mais eletronegativo o dador de eletrões, vai haver mais produção de energia, pois vão conseguir doar a partes diferentes da cadeia de eletrões
É melhor composto para produção de energia o H2S ou o S2O32-?
H2S é mais eletronegativo do que S2O32-, pelo que pode entrar na cadeia de transporte de eletrões mais cedo e levar à produção de uma maior quantidade de energia sob a forma de ATP.
Energia de oxidação do ferro ferroso.
Um pH muito baixe inibe a oxidação química do ferro, favorecendo assim a oxidação bioquímica, que ocorre no periplasma. Este caso é ainda muito menos produtivo do que o que utiliza enxofre, uma vez que o par Fe3/Fe é muito eletropositivo. O tipo de microrganismo em que este processo ocorre é frequentemente encontrado em minas e possuem uma cor avermelhada.
Quais os 3 estágios da fermentação
Estágio I: Reações Preparatórias
- A glicose é convertida em gliceraldeído-3-fosfato por meio de várias reações, incluindo fosforilação e isomerização.
Estágio II: Produção de ATP e Piruvato
- O gliceraldeído-3-fosfato é oxidado, gerando NADH e formando 1,3-bifosfoglicerato.
- O 1,3-bifosfoglicerato é transformado em piruvato, produzindo ATP no processo.
Estágio III: Produção de Produtos de Fermentação
- O piruvato é convertido em produtos finais, como acetato e formiato, liberando NADH.
- Dependendo do organismo, os produtos finais podem incluir álcool, ácido láctico, entre outros.
Essencialmente, a fermentação é um processo anaeróbico que transforma a glicose em produtos finais, gerando ATP e regenerando o coenzima NAD+ para manter a produção de energia na ausência de oxigênio.
Explica as 3 etapas do catabolismo.
Estágio 1: Degradação de Proteínas e Polissacarídeos
- Processo: Quebra de proteínas em aminoácidos e polissacarídeos em monossacarídeos.
- Produtos Iniciais:
- Aminoácidos (de proteínas).
- Monossacarídeos (de polissacarídeos).
Estágio 2: Conversão para Moléculas Intermediárias e Produção de Coenzimas
- Processo: Conversão de aminoácidos em piruvato e de monossacarídeos em Acetil-CoA.
- Produtos Intermediários:
- Piruvato, Acetil-CoA.
- Coenzimas: NADH, ATP.
Estágio 3: Oxidação Completa e Produção de Energia
- Processo: Oxidação de glicerol e ácidos graxos, alimentando o ciclo do ácido tricarboxílico (TCA) e a cadeia de transporte de elétrons.
- Produtos Intermediários:
- Glicerol convertido em di-hidroxiacetona-fosfato.
- Ácidos graxos quebrados em Acetil-CoA.
- Produtos Finais:
- CO2, ATP, NADH, FADH2.
Cada estágio do catabolismo representa uma etapa na degradação de moléculas complexas em unidades menores e, eventualmente, na produção de energia armazenada em coenzimas como NADH e FADH2. Essas coenzimas são então utilizadas para gerar ATP por meio do ciclo do ácido tricarboxílico (TCA) e da cadeia de transporte de elétrons.
