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Visão geral da respiração

A respiração aeróbica é um processo biológico pelo qual os compostos orgânicos reduzidos são mobilizados e subsequentemente oxidados de maneira controlada. A energia livre produzida por esse processo é armazenada na forma de moléculas ricas em energia, principalmente ATP, podendo ser prontamente utilizada nos processos celulares vitais e no desenvolvimento da planta. Além da respiração aeróbica, em situações de déficit de O2, os vegetais podem produzir ATP através de rotas anaerobicas de respiração, no entanto, a essa produção ocorre em menor quantidade.
A taxa respiratória é variável nos diferentes órgãos da planta e mesmo diretamente relacionada ao processo catabólico das células, contribui, significativamente, para a biossíntese de compostos intermediário. Os carboidratos produzidos pelas plantas durante a fotossíntese, constituem a principal fonte de energia para os organismos vivos, sendo que praticamente toda a energia produzida através do catabolismo advém dos carboidratos.
Do ponto de vista químico, a respiração vegetal aeróbica pode ser expressa através da seguinte reação:

C12H22O11 + 12 O2 → 12 CO2 + H2O

Esta expressão simplificada representa uma reação redox acoplada na qual a sacarose é completamente oxidada a CO2, enquanto que o oxigênio serve como um aceptor final de elétrons, sendo reduzido a água.
A completa oxidação de uma molécula de sacarose, em condições de laboratório, rende uma energia livre correspondente a 5760 kJ. Parte dessa energia é utilizada no metabolismo celular, para transporte ativo de moléculas e para a biossíntese de inúmeras moléculas essenciais ao processo do desenvolvimento e à produção vegetal. Entretanto, o rendimento energético final depende da presença ou não do O2 nas células.
A respiração compreende uma sequência de inúmeras reações metabólicas, em quatro etapas distintas e agrupadas: glicólise, ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos ), rota das pentoses fosfato e cadeia de transporte de elétrons (Fig. 1).

Figura 1: Visão geral da respiração (Taiz; Zeiger, 2012)

Referências Bibliogáficas:

Buchanan, B. B.; Gruissem W.; Jones, R. L. Biochemistry and Molecular Biology of Plants. 1. ed., 2000, p. 696-705.

Taiz, L.; Zeiger, E. Fisiologia vegetal. 5. ed., Artmed, 2012. 918 p.
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Artigos:

Fernie, A. R.; Carrari, F.; Sweetlove, L. J. Respiratory metabolism: glycolysis, the TCA cycle and mitochondrial electron transport. Current Opinion in Plant Biology, v. 7, p. 254–261, 2004.

Plaxton, W. C. The organization and regularion of plant glycolysis. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., v. 47, 185–214, 1996.

Luo, B.; Groenke, K.; Takors, R.; Wandrey, C.; Oldiges, M. Simultaneous determination of multiple intracellular metabolites in glycolysis, pentose phosphate pathway and tricarboxylic acid cycle by liquid chromatography–mass spectrometry. Journal of Chromatography. v. 1147, p. 153–164, 2007.

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