Definição de reação exterminada
Uma reação exercitada é uma reação que libera energia livre. Como esse tipo de reação libera energia em vez de consumi -la, pode ocorrer espontaneamente, sem ser forçado por fatores externos.
Em termos químicos, as reações exercitadas são reações em que a mudança na energia livre é negativa. A energia livre mede a quantidade total de energia disponível em um sistema; Mudanças negativas significam que a energia foi liberada, enquanto mudanças positivas significam que a energia foi armazenada.
As reações em que as ligações químicas são quebradas, liberando a energia nessas ligações, são frequentemente reações exercitadas. Essas reações onde os produtos químicos são quebrados são chamados de “catabolismo” – a parte destrutiva do metabolismo.
Por outro lado, as reações em que as ligações químicas são formadas são frequentemente endergônicas. Nessas reações construtivas em que moléculas complexas são criadas, o organismo usa energia colhida da fotossíntese ou respiração celular e coloca essa energia em ligações químicas. Essas partes criativas do metabolismo são chamadas de “anabolismo”.
Para seres vivos, as ligações químicas em moléculas como açúcares, proteínas e gorduras podem ser usadas como armazenamento de energia.
Isso pode ser visto no metabolismo, onde açúcares, proteínas e gorduras são criados consumindo energia da fotossíntese ou da respiração celular. Pode ser visto novamente quando o organismo precisa de energia e essas moléculas são quebradas.
Curiosidade: a gordura contém mais energia que o açúcar em peso, porque as moléculas de gordura contêm mais ligações químicas do que as moléculas de açúcar. Quanto mais títulos a molécula contém, mais energia pode ser liberada quebrando esses títulos!
Embora a quebra de açúcares, gorduras e outras reações exercitadas sejam espontâneas – os seres vivos usam enzimas para acelerar essas reações tremendamente.
As enzimas funcionam trazendo a molécula de substrato (como uma gordura ou açúcar a ser metabolizada) para um arranjo ideal para o início da reação. Isso reduz a energia de ativação da reação exercitada, tornando muito mais provável que ocorra.
Funções de reações exercitadas
As reações exercitadas são usadas por seres vivos para mover energia para fora de “armazenamento” em uma molécula, como açúcar ou gordura, e para uma forma ativa, como o ATP. Isso é feito quebrando as ligações químicas no açúcar ou na gordura e passando sua energia na forma de elétrons ou outra moeda para uma nova molécula.
O processo altamente eficiente da respiração celular usa cadeias de transporte de elétrons e outros equipamentos químicos altamente especializados para criar 38 moléculas chocantes de ATP a partir de uma única molécula de glicose (embora seis moléculas de ATP sejam consumidas no processo, para um ganho líquido de 32).
Organismos menos eficientes podem ser capazes de aproveitar energia suficiente da quebra dos laços da glicose para produzir algumas moléculas de ATP – mas isso ainda é suficiente para sustentar a vida!
Exemplos de reações exercitadas
Glicolise
A glicólise é o primeiro processo usado por procariontes e eucariotos para transformar energia armazenada em açúcar em ATP. Para eucariotos, a glicólise é apenas o primeiro passo em um processo que leva à respiração celular; Para os procariontes, a glicólise pode ser o único meio que eles têm de obter ATP da glicose.
O termo “glicólise” vem das palavras de raízes “Glyco” para açúcar e “lise” para “dividir”. Significa literalmente “dividindo o açúcar” – e é exatamente isso que acontece na glicólise, onde uma molécula de glicose é dividida em duas moléculas de piruvato.
Ao quebrar as ligações químicas que mantiveram as duas moléculas como uma, as enzimas da glicólise colhem energia suficiente para produzir duas moléculas de ATP.
Os açúcares são uma boa forma de armazenamento de energia para as células porque são bastante estáveis; Ao contrário do ATP, eles não decaem espontaneamente e liberam sua energia toda vez que encontram uma enzima que precisa de energia. O controle da taxa de glicose para a conversão ATP permite que a célula controla a taxa na qual gasta a energia que ela armazenou. Isso pode ser uma adaptação que salva vidas em tempos em que a comida é escassa.
Respiração celular
Nas células eucarióticas que praticam a respiração celular, as moléculas de piruvato que sobraram da glicólise passam ainda mais pela quebra de ligação para liberar ainda mais energia.
O equipamento de quebra de ligação da respiração celular é tão avançado que, no final desse processo, tudo o que resta é o dióxido de carbono. A glicose foi dividida em unidades de um único carbono!
A energia liberada por essa reação é colhida para produzir um ganho líquido de 30 mais moléculas de ATP, além dos dois obtidos com a gycólise.
Catabolismo de ácidos graxos
O catabolismo de ácidos graxos refere -se à quebra de ácidos graxos.
Para organismos que podem proporcionar armazenamento de energia a longo prazo, os ácidos graxos são uma ótima maneira de fazê-lo. As moléculas de gordura podem conter muito mais energia que as moléculas de açúcar, porque contêm muito mais ligações químicas.
Enquanto as moléculas de glicose contêm 6 átomos de carbono, 6 átomos de oxigênio e 12 átomos de hidrogênio unidos – os ácidos graxos contêm de 2 a 26 moléculas de carbono e até 2 átomos de hidrogênio por carbono.
No catabolismo de ácidos graxos, essas longas cadeias de armazenamento de energia são divididas em pedaços menores que podem ser divididos em dióxido de carbono, assim como com glicose na respiração celular.
E, assim como a conversão de glicose em ATP, o controle da taxa de catabolismo de ácidos graxos permite que os organismos controlem a rapidez com que eles usam energia armazenada!
Questionário
1. Qual das alternativas a seguir tem menos probabilidade de ser uma reação exercitada? A. A divisão da glicose em piruvato B. a divisão de uma proteína em aminoácidos C. A síntese de um amido de várias moléculas de açúcar D. a quebra de uma toxina em dois componentes não tóxicos
Resposta à pergunta nº 1
C está correto. Como a síntese de amido exige a formação de ligações químicas em vez de quebrá -las, provavelmente requer a entrada de energia. Essa energia será então “armazenada” nas ligações químicas entre as moléculas de açúcar até que essas ligações sejam quebradas.
2. Qual das alternativas a seguir pode impedir a produção de ATP dentro de uma célula? A. inundando a célula com ATP, empurrando o equilíbrio para o lado do reagente da equação. B. Acender drasticamente a temperatura para que as reações químicas prosseguem a uma taxa mais lenta. C. removendo as enzimas que diminuem a energia de ativação para as reações que criam ATP. D. Tudo isso acima.
Resposta à pergunta nº 2
D está correto. Todas as mudanças acima podem parar ou muito lentamente lentas Síntese de ATP dentro de uma célula.
3. Qual das alternativas a seguir não é uma razão pela qual os animais usam ácidos graxos para armazenamento de energia? A. Os ácidos graxos contêm um grande número de ligações químicas, permitindo que eles armazenem mais energia que o açúcar. B. O controle do anabolismo e catabolismo de ácidos graxos permite que o organismo “decida” a rapidez com que gastar seu combustível armazenado. C. Os ácidos graxos pesam menos do que os açúcares contendo a mesma quantidade de calorias, permitindo que o organismo carregue mais energia armazenada com menos esforço. D. Tudo isso acima.
Resposta à pergunta nº 3
D está correto. Todos os itens acima são verdadeiros para os ácidos graxos.
Referências
- Metabolismo e energia. (n.d.). Recuperado em 29 de abril de 2017, em http://www.rsc.org/education/teachers/resources/cfb/metabolism.htm
- MacNaught, A. D. & Wilkinson, A. (1997). Compêndio de terminologia química: comommendações da IUPAC. Oxford: Blackwell Science.
- Stryer, L., Tymoczko, J.L., & Berg, J.M. (2002). Bioquímica. Nova York: W.H. Freeman.
- Pawar, P., M. & R. (2013, 14 de outubro). Oxidação de ácidos graxos-via beta-oxidação | Notas de bioquímica. Recuperado em 29 de abril de 2017, em http://pharmaxchange.info/press/2013/10/oxidation-of-fatty-acids/
Última atualização em 19 de agosto de 2022