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Apresentação
Todo ser vivo depende de reações bioquímicas complexas para se desenvolver.
 
Nesta aula, você reconhecerá que muitas reações de síntese e produção de 
moléculas de ATP encontradas em células procarióticas estão adaptadas a micro-
organismos eucarióticos e organismos pluricelulares.
 
Por isso, conhecer os fatores e as condições de crescimento auxilia no cultivo de 
células no laboratório e no conhecimento das nossas próprias células. A 
biotecnologia pode ser considerada a aplicação direta desses conhecimentos.
Objetivos
 Definir reações catabólicas e anabólicas nos micro-organismos;
 Reconhecer as vias para obtenção de energia em bactérias;
 Classificar as condições para o crescimento de micro-organismos.
Metabolismo: quebras e sínteses
Todo organismo precisa colocar em ação um número x de reações para se manter
vivo. São reações para retirar energia de algum nutriente, repor algum 
componente consumido e estocar algum composto energético. São muitas - e 
todas elas, importantes.
Não existe desperdício nos sistemas biológicos. Por isso, muitas dessas reações 
estão conectadas com outras vias de reação para fornecer mais de uma ação para 
a célula. O conjunto dessas reações é denominado metabolismo. Uma reação que 
gera a quebra de uma molécula maior, como, por exemplo, um polissacarídeo, 
automaticamente vai estar acoplada com uma reação de construção de alguma 
estrutura.
Em bioquímica, há as reações de:
1
Quebra
Catabólicas ou .degradativas 1
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2
Síntese
Anabólicas ou biossintéticas.
O metabolismo ideal existe quando as reações de
quebra estão em equilíbrio com as reações anabólicas.
Nas reações que envolvem a quebra de ligações 
químicas, ocorre a liberação da energia.
Mas como ela pode ser consumida pela célula?
Se uma ligação química é rompida, essa energia condicionada não sai 
simplesmente como um gás. Uma possibilidade seria transferir a energia para 
uma reação de síntese, correto? Para isso, é preciso que exista um elo entre essas 
duas condições. A resposta está na molécula de ATP: trifosfato de adenosina.

Fonte: Shutterstock
Molécula de ATP: trifosfato de adenosina
No metabolismo energético da célula, a molécula de ATP libera o último fosfato 
inorgânico, transformando-se em ADP e Pi, o fosfato inorgânico. Não existe 
estoque de ATP porque o processo é extremamente dinâmico: a todo momento, 
uma molécula de ADP está se ligando a um Pi para reter (ou quebrar) uma 
ligação altamente energética.
Dica
Lembre-se das reações que precisam de uma entrada de energia: as endergônicas.
São elas que utilizam o ATP, rompendo essa última ligação covalente para 
fornecer a energia de ligação para a síntese de alguma molécula.
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Síntese e clivagem da molécula de ATP. | ShutterstockFonte:
O ATP pode ser formado de duas maneiras:
1. Fosfato é retirado de um substrato e se liga a um ADP : processo 
conhecido como fosforilação em nível de substrato;
2. Com o auxílio de uma enzima ATPase 2: cujo rendimento de moléculas de ATP 
é bem superior.
Glicólise
A melhor forma de compreender o conceito de catabolismo é explorar uma de 
suas principais vias metabólicas: a glicólise 3
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A glicólise é o carboidrato que a maioria dos
micro-organismos utiliza como fonte primária
para obtenção de energia – em seguida, vêm os
lipídeos e as proteínas.
Para produzir energia, os micro-organismos utilizam dois processos:
1. Fermentação;
2. Respiração celular (ou, simplesmente, respiração).
Ambos começam a partir do mesmo ponto: glicólise. Trata-se de uma via 
metabólica com várias reações que transformam um carboidrato de seis carbonos 
em duas moléculas de três carbonos, o ácido pirúvico. Nas onze reações que 
levam à formação de ácido pirúvico, são produzidas duas moléculas de:
1. ATP (através de fosforilações em nível de substratos);
2. NADH.
A glicólise consiste de dois passos básicos:
Clique nos botões para ver as informações.
Fase preparatória
Fase de recuperação de energia
Há a oxidação dessas moléculas em duas moléculas de ácido pirúvico com ganho
final de duas moléculas de ATP.
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 Visão geral das reações da glicólise. | Fonte: Shutterstok
Se o micro-organismo é aeróbio, o ácido pirúvico será
guiado para reações que transferem elétrons até o
oxigênio. Se o micro-organismo é anaeróbio, no lugar
do oxigênio entra outra molécula, como, por exemplo,
o íon nitrato (NO ) no gênero 3
- Pseudomonas 4.
Ciclo de Krebs
A etapa seguinte à da glicólise é o ciclo do ácido cítrico ou ciclo de Krebs. Nele, 
o ácido pirúvico reage com a coenzima A (CoA), perdendo 1C e formando acetil-
CoA. O oxaloacetato, um composto renovável do ciclo de Krebs, reage com o 
acetil-CoA, formando o ácido cítrico e liberando a coenzima A, que será utilizada
novamente. São 10 reações que recuperam ao final o oxaloacetato, gerando, a 
cada entrada de molécula de ácido cítrico, a liberação de:
1
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Quatro moléculas de CO2 para o ambiente.
2
Seis moléculas de NADH.
3
Duas moléculas de FADH2.
4
Duas moléculas de ATP (geradas em nível de substrato).
O ciclo de Krebs, na verdade, é uma encruzilhada
metabólica que gera produtos utilizados pela bactéria
para os mais variados fins. E uma das funções mais
importante dessa etapa é a saída das coenzimas
reduzidas NADH e FADH para entregar esses elétrons2
a um sistema de moléculas carreadoras.
Veja a sequência das reações do ciclo de Krebs na figura a seguir e confirme se o
mais importante é mesmo a geração de energia pelo ATP. Parece que não. Há dez
reações e produção de duas moléculas de ATP.
 Visão geral do ciclo do ácido cítrico ou ciclo de Krebs. | ShutterstockFonte:
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Na figura, repare que as enzimas desidrogenases trabalham com as coenzimas 
NAD+ e FAD+, tornando-as reduzidas. As moléculas carreadoras de elétrons 
podem até ser diferentes entre os procariotos, mas ao final sempre vai existir uma
enzima ATPase.
Como já foi comentado neste curso, a ATPase é um dos ganhos evolutivos mais 
conservados entre os seres vivos: tamanha é a sua importância que nós e as 
bactérias aeróbias compartilhamos o mesmo processo em relação a ela. Quando 
os H alcançam essa enzima, ela torna-se ativada, fazendo a ligação entre ADP e +
Pi. É a fosforilação oxidativa, pois a formação de ATP está acoplada às reações 
de oxidação. A configuração dessa enzima é tão especial que permite que os 
H+ passem pelo seu interior,mudando a sua configuração inativa para ativa. São 
produzidas 38 moléculas de ATP por hexose.
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Micro-organismos anaeróbios
Não existem todas as reações do ciclo de Krebs porque eles não possuem todos 
os aceptores dos aeróbios. Isso faz com que esses micro-organismos produzam 
menos energia, o que explica seu crescimento ser mais lento que o dos aeróbios.
Organismos fermentadores
Não há o ciclo de Krebs nem a cadeia de transporte de elétrons. Grande parte da 
energia fica na estrutura da molécula final (álcool ou lactato), gerando somente 
uma ou duas moléculas de ATP.
 Fermentação lática
Os gêneros e realizam a fermentação lática, Streptococcus Lactobacillus
utilizando NADH para reduzir duas moléculas de ácido pirúvico a duas de 
ácido lático. Como só produzem ácido lático, eles são denominados 
homoláticos. São esses micro-organismos que deterioram os alimentos, mas 
eles também geram o iogurte a partir do leite e outros alimentos 
comercializados pela indústria alimentícia.
 Fermentação alcoólica
Já a produz duas moléculas de acetaldeído e duas de CO2 do ácido pirúvico. 
O acetaldeído vai dar origem ao etanol. Dois exemplos: a 
levedura , que serve para a produção de álcool e Saccharomyces cervisae
bebidas, e o CO2, para o crescimento do pão. Segundo bons padeiros 
italianos, a (fermentação do pão) deve levar no mínimo oito lievitazione
horas. Repare como a massa dobra de tamanho, ficando bem fofa e 
volumosa. A fermentação, há muito tempo, é estudada e controlada. 
Exemplos: seleção de uvas, tempo de e extrato de malte para fermentação dos vinhos 5
as cervejas.

Fonte: Shutterstock
Características dos Micro-organismos
Micro-organismos são classificados de acordo com:
1) Fonte de energia:
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1
Fototróficos
Fonte primária de energia é a luz.
2
Quimiotróficos
Utilizam compostos orgânicos e inorgânicos que serão reduzidos.
2) Fonte de carbono:
Clique nos botões para ver as informações.
Autotróficos
Heterotróficos ou organotróficos
Dependem de outros seres para obter carbono.
São todos os animais, a maioria dos fungos, os protozoários e as bactérias.
A maioria é patogênica para o homem.
A combinação dessas duas classificações (fonte de energia e fonte de carbono) dá
origem a quatro seres vivos:
 Fotoautotróficos
 
 Fotoheterotróficos
 
 Quimioautotróficos
 
 Quimioheterotróficos
3) Temperatura
Fator determinante para o crescimento de micro-organismos, e todos possuem 
uma temperatura mínima, ótima e máxima.
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Temperatura mínima que funciona como barreira: abaixo dela, não é possível ele 
se dividir. Já a temperatura máxima acabaria desnaturando suas proteínas, 
levando o micro-organismo à morte.
 Fonte: Shutterstock.
HÁ EXCEÇÕES
Existem micro-organismos adaptados para viver em ambientes que a maioria dos 
seres vivos não suportaria. São os micro-organismos extremófilos. Eles vivem, 
por exemplo, em zonas vulcânicas ou hidrotermais marinhas do planeta.
Vamos conhece-los?
Temperaturas baixas

Psicrófilos 6: crescem a 4 °C ;