terça-feira, 28 de agosto de 2012

METABOLISMO ENERGÉTICO CELULAR



Introdução

         Um dos principais problemas dos seres vivos é a obtenção de energia para as suas atividades. De acordo com a teoria heterotrófica, os primeiros seres vivos seriam procariontes heterotróficos vivendo num meio aquático, donde retirariam nutrientes, formados na atmosfera e acumulados nos lagos e oceanos primitivos.
       Devido á sua grande simplicidade, estes seres utilizariam processos igualmente rudimentares de retirar energia dessas moléculas de que se alimentavam. Esse mecanismo seria, quase com certeza, semelhante á fermentação realizada ainda por muitos organismos atuais.
        Há mais de 2 mil milhões de anos, deverão ter surgido os primeiros organismos autotróficos, procariontes ainda mas capazes de produzir o seu próprio alimento através da fotossíntese. Este processo revolucionário, além de permitir a sobrevivência dos autotróficos, também serviu os heterotróficos, que passaram a alimentar-se deles.
           A fotossíntese levou á acumulação de oxigênio na atmosfera terrestre, permitindo a alguma estirpes de procariontes tirarem partido do poder oxidante dessa molécula para retirar muito mais energia dos nutrientes, através da respiração.
         Os organismos retiram energia das mais diversas moléculas orgânicas (açucares, aminoácidos, ácidos gordos, etc.), mas a glicose é a mais freqüente, tanto na fermentação como na respiração.



Fermentação
A fermentação é um conjunto de reações químicas controladas enzimaticamente, em que uma molécula orgânica (geralmente a glicose) é degradada em compostos mais simples, libertando energia. Este processo tem grande importância econômica, sendo utilizado no fabrico de bebidas alcoólicas e pão, entre outros alimentos.
           Estudos realizados por Pasteur permitiram verificar que a fermentação alcoólica estava sempre associada ao crescimento de leveduras, mas que se estas fossem expostas a quantidades importantes de oxigênio produziriam (em vez de álcool e dióxido de carbono) água e dióxido de carbono. Destas observações, Pasteur concluiu que a fermentação é o mecanismo utilizado pelos seres vivos para produzir energia na ausência de oxigênio. 
           Já em 1897, o químico alemão Buchner demonstrou que a fermentação era apenas uma seqüência de reações químicas, podendo ocorrer fora de células vivas. Foi este estudo que revelou as enzimas (enzima = na levedura) e permitiu a compreensão do metabolismo celular em toda a sua globalidade.
        Em 1930 os bioquímicos alemães Embden e Meyerhof descobriram a totalidade das etapas deste processo, pelo que essa seqüência também é conhecida por cadeia de Embden-Meyerhof. 
          Dependendo do tipo de microrganismo presente, a fermentação pode ser:
  • Fermentação alcoólica - produz como produtos finais etanol e dióxido de carbono, produtos utilizados pelo Homem na produção de vinho, cerveja e outras bebidas alcoólicas e do pão (feita por fungos);
  • Fermentação acética - produz como produto final o ácido acético, que causa o azedar do vinho ou dos sumos de fruta e sua conseqüente transformação em vinagre (feita por bactérias);
  • Fermentação láctica - produz como produto final o ácido láctico, geralmente a partir da lactose do leite. O baixar do pH causado pela acumulação do ácido láctico causa a coagulação das proteínas do leite e a formação do coalho usado no fabrico de iogurtes e queijos (feita por bactérias).
             Pode-se considerar as reações da fermentação divididas em duas partes principais: a glicólise e a redução do ácido pirúvico. 
        A glicólise é o conjunto de reações iniciais da degradação da glicose, semelhantes em todos os tipos de fermentação e na respiração aeróbia. Tem início com a ativação da glicose, que recebe dois grupos fosfato, fornecidos pelo ATP, que se transforma em ADP.
        Por este processo de fosforilação a glicose transforma-se em frutose 1,6-difosfato (molécula com 6 carbonos e dois fosfatos) que será quebrada em duas moléculas de gliceraldeído 3-fosfato (molécula com 3 carbonos e um fosfato), pois é altamente instável. 
        A energia desta quebra permite a ligação de um outro grupo fosfato inorgânico a cada uma destas moléculas, que se tornam gliceraldeído 1,3-difosfato. Estes grupos fosfato, energéticos, são então transferidos para moléculas de ADP, transformando-as em ATP. O gliceraldeído transforma-se, por sua vez, em ácido pirúvico.

         
Sabe-se que a glicólise ocorre em praticamente todos os seres vivos, mesmo que complementada com outras reações, o que parece confirmar que deverá ter sido o primeiro fenômeno eficiente de produção de energia em células.

       


        A segunda parte da fermentação consiste na redução do ácido pirúvico resultante da glicólise. Cada molécula de ácido pirúvico é reduzida pelo hidrogênio que é libertado pelo NADH2 produzido na glicólise, originando, conforme o tipo de organismo fermentativo, ácido láctico, ácido acético ou álcool etílico e dióxido de carbono. 


          

        

RESPIRAÇÃO CELULAR


conjunto das reações da respiração celular aeróbia é extremamente complexo, tendo sido uma das maiores conquistas da bioquímica moderna a sua compreensão. Essas reações ocorrem dentro das mitocôndrias dos seres eucarióticos.




A fase aeróbica da respiração celular possui as seguintes etapas:



I - Formação da molécula de Acetilcoenzima A que irá entrar no Ciclo de Krebs.






II - Ciclo de Krebs ou do ácido cítrico (citrato)

Oxidação do Ácido Pirúvico

          As moléculas de ácido pirúvico resultantes da degradação da glicose penetram no interior das mitocôndrias, onde ocorrerá a respiração propriamente dita. Cada ácido pirúvico reage com uma molécula da substância conhecida como coenzima A, originando três tipos de produtos: acetil-coenzima A, gás carbônico e hidrogênios.
O CO2 é liberado e os hidrogênios são capturados por uma molécula de NADH2 formadas nessa reação. Estas participarão, como veremos mais tarde, da cadeia respiratória.

Em seguida, cada molécula de acetil-CoA reage com uma molécula de ácido oxalacético, resultando em citrato (ácido cítrico) e coenzima A, conforme mostra a equação abaixo:
                1 acetil-CoA + 1 ácido oxalacético         1 ácido cítrico + 1 CoA
                  (2 carbonos)         (4 carbonos)                         (6 carbonos)
Analisando a participação da coenzima A na reação acima, vemos que ela reaparece intacta no final. Tudo se passa, portanto, como se a CoA tivesse contribuído para anexar um grupo acetil ao ácido oxalacético, sintetizando o ácido cítrico.
Cada ácido cítrico passará, em seguida, por uma via metabólica cíclica, denominada ciclo do ácido cítrico ou ciclo de Krebs, durante o qual se transforma sucessivamente em outros compostos.


Analisando em conjunto as reações do ciclo de Krebs, percebemos que tudo se passa como se as porções correspondentes ao grupo acetil, anteriormente transferidas pela CoA, fossem expelidas de cada citrato, na forma de duas moléculas de CO2 e quatro hidrogênios. Um citrato, sem os átomos expelidos, transforma-se novamente em ácido oxalacético.
Os oito hidrogênios liberados no ciclo de Krebs reagem com duas substâncias aceptoras de hidrogênio, o NAD e o FAD, que os conduzirão até as cadeias respiratórias, onde fornecerão energia para a síntese de ATP. No próprio ciclo ocorre, para cada acetil que reage, a formação de uma molécula de ATP.
  No esquema a seguir cada letra C representa um átomo de carbono.

 Resumindo o Ciclo de Krebs 


III - Cadeia respiratória - decorre na membrana interna da mitocôndria e consiste na transferência de 12 átomos de hidrogênio, libertados durante a oxidação da glicose,  para o oxigênio. Esta transferência forma água e liberta energia. Em condições não celulares a libertação de energia seria explosiva mas este mecanismo gradual permite que esta seja utilizada. Cada conjunto completo de moléculas receptoras intermédias de hidrogênio (por vezes apenas o seu elétron, ficando o próton em solução) designa-se, então, cadeia respiratória. Além das moléculas de NAD e FAD, já referidas anteriormente, são fundamentais nesta cadeia os citocromos. De cada vez que um elétron é transferido há libertação de energia, mas apenas se forma ATP quando a energia é superior a 10000 calorias. Por vezes, a energia é suficiente para formar mais que uma molécula de ATP, mas apenas uma é sintetizada.  O oxigênio, aceptador final de elétrons, fica carregado negativamente e combina-se com os prótons em solução, originando água.



A câmara de gás da morte

      A Câmara de gás é um dos suportes utilizados pela justiça para execução de condenados a morte.
       Foi criada nos EUA, inspirado no uso de gases tóxicos durante a Primeira Guerra Mundial.
         O primeiro condenado à morte a ser executado na câmara de gás foi um chinês de nome Gee Jon, no estado norte-americano de Nevada, em 1924.
         Na Alemanha nazista na II Guerra Mundial essas câmaras eram muito solicitadas, em campos de extermínio (em Varsóvia) do lado polonês na eliminação sistemática de seus prisioneiros.
          Nestas câmaras, hermeticamente vedadas, um poderoso e mortal gás chamado Zyklon B era injetado em quantidades no interior. O "Zyklon B" era o nome comercial, mas na verdade, tratava-se do ácido cianídrico um gás muito utilizado até hoje nas câmaras de gás norte americanas. O ácido cianídrico usado para esse fim é uma pastilha forma cristais que uma vez exposto ao ar entra em processo de sublimação e após algumas horas começa a liberar o gás mortífero e altamente letal quando inalado. Para se ter uma ideia, mesmo em pequenas doses, ao ser respirado o gás cianídrico entra pela corrente sanguínea, até chegar às células, onde bloqueia a ação das mitocôndrias, e desse modo as células ficam sem produzir energia, ocorrendo a seguir a morte por asfixia. O gás também é usado em grandes celeiros na eliminação do caruncho (pragas).
pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A2mara_de_g%C3%A1s


RESUMO ESQUEMÁTICO DA RESPIRAÇÃO CELULAR

Contabilidade energética da respiração aeróbica

Na glicólise há um rendimento direto de duas moléculas de ATP por moléculas de glicose degradada. Formam-se, também, duas moléculas de NADH2 que, na cadeia respiratória, fornecem energia para a síntese de de seis moléculas de ATP.
Durante o ciclo de Krebs, as duas moléculas de Acetil-CoA levam a produção direta de duas moléculas de ATP. Formam-se, também, também, seis moléculas de NADH2 e duas moléculas de FADH2 que, na cadeia respiratória, fornecem energia para a síntese de dezoito moléculas de ATP (para o NAD) equatro moléculas de ATP (para o FAD).
A contabilidade energética completa da respiração aeróbica é, portanto: 2 + 6 + 6 + 2 + 18 + 4 = 38 ATP. O resumo de todas as etapas resulta na seguinte equação geral:
1 C6H12O6  +  6 O2  +  38 ADP  + 38 P      6 CO2  +  6 H2O  +  38 ATP

Observação 1) Em células musculares e neurônios tem-se observado um saldo de 36 ATP. Acredita-se que para os 2 NADH+H formados na glicólise entrarem na mitocôndria há um gasto de 2 ATP, Logo dos 38 ATP desconta-se 2ATP, restando 36 ATP.
Observação 2) Atualmente o saldo total é de 30 ou 32 ATP's, pois cada NADH+H gera 2,5 ATP e cada FADH2 gera 1,5 ATP, assim 10 NAD x 2,5 (25 ATP) + 2 FADH2 x 1,5 (3 ATP) + 2 ATP (glicólise) + 2 ATP (ciclo de Krebs) = 32 ATP.
        Eficiência da Respiração

A glicose contem em termos de energia química, cerca de 685 000 calorias por mol. Já os ATP que ela permite reconstituir significam algo ao redor de 300 000 calorias. O rendimento da respiração aeróbia é portanto, de 44% aproximadamente, isso que dizer que uns 56% da energia existente na glicose se perdem durante as diversas etapas do processo. Ainda assim a respiração é considerada um processo bastante eficiente em termos energéticos. Motores a combustão, na melhor das hipóteses não atingem um rendimento de 25%.
http://www.tudomaisumpouco.com/aula6respira%C3%A7%C3%A3o.html

FONTES NUTRICIONAIS PARA RESPIRAÇÃO CELULAR
       A nossa alimentação nos fornece carboidratos (ricos em glicose), proteínas (ricas em aminoácidos) e gorduras (ricas em ácidos graxos).
           Acetil-CoA é formado a partir de Piruvato e da betaoxidação de Ácidos Graxos.






Respiração anaeróbia

 Um restrito grupo de bactérias utilizam compostos inorgânicos como aceptor final de elétrons
• O aceptor final de elétrons é uma substância inorgânica diferente de oxigênio. Geralmente substâncias oxidadas: NITRATOS, SULFATOS ECARBONATOS.
  Bactérias tais como:
Pseudomonas e Bacillus podem utilizar o íon nitrato (NO3-) como aceptor final de elétrons. O íon nitrato é reduzido a íon nitrito (NO2-), oxido nitroso (N2O) ou gás nitrogênio (N2).
Desulfovibrio e Desulfotomaculum utilizam sulfatos (SO42-) como aceptor final de elétrons para formar sulfeto de hidrogênio (H2S).
Bactérias metanogênicas utilizam carbonato (CO32-) para formar metano (CH4).
Rendimento: mais baixo que a respiração aeróbica, somente uma parte do TCA funciona sob condições anaeróbias e nem todos os transportadores participam da cadeia.
http://www.scribd.com/doc/17919137/Resp-Anaerobic-A-Fermentacao

        Embora a Respiração Aeróbia seja mais usada entre os seres vivos, existem alguns que não utilizam oxigênio livre durante este processo, o que recebe o nome de Respiração Anaeróbia. Mas o que é Respiração anaeróbia, você sabe??? 
         Como já foi dito a principal mas não única diferença entre a respiração aeróbia e a anaeróbia é que a primeira necessita de oxigênio do ambiente e a segunda não. O processo anaeróbio pode ser praticado por algumas espécies de bactérias que liberam a energia química dos alimentos.
       Ele necessita de substâncias inorgânicas que tenham oxigênio em sua molécula. Preste atenção, o fato de conter oxigênio na substância inorgânica não torna o processo aeróbio, já que este necessita de oxigênio livre.
            Essas substâncias podem ser nitratos, sulfatos ou carbonatos.
      Confira um exemplo de reação de respiração aeróbia onde é utilizado o nitrato: 
        O nitrato é usado no processo de respiração anaeróbio de bactérias conhecidas como desnitrificantes do solo. Um exemplo é a espécie Pseudomonas denitrificans que participa do ciclo no nitrogênio.



A FOTOSSÍNTESE


A fotossíntese  fornece alimento a todas as formas de vida, pois os organismos heterotróficos se alimentam direta ou indiretamente das moléculas orgânicas produzidas pelos autotróficos. 
Outro importante contribuinte da fotossíntese é a produção de oxigênio, utilizado na respiração pela maioria dos organismos atuais. Praticamente todo o oxigênio da atmosfera terrestre tem origem fotossintética e pensa-se que é totalmente renovado, pelo mesmo processo, a cada 2000 anos.
A descoberta deste fenômeno fundamental para a vida na Terra é, apesar de tudo, bastante recente, tendo sido mencionado pela primeira vez em 1772 pelo inglês Priestley. Este bioquímico apercebeu-se que a introdução de uma planta num ambiente irrespirável melhorava rapidamente a qualidade do ar.


Experiência de Priestley que demonstrou que a chama de uma vela se apaga dentro de uma campânula (A); o rato morre dentro de uma campânula (B) e o rato sobrevive se estiver acompanhado de uma planta dentro da campânula (C).
In: Carrajola, C. (2007b).
Em 1779 o holandês Ingen-Housz notou que para que as plantas “recuperassem” o ar necessitavam de luz e que essa “recuperação” se devia a um enriquecimento do ar em oxigênio. Iniciou-se aqui a idéia que as plantas decompunham o dióxido de carbono, libertando oxigênio, embora não fosse claro o destino do carbono excedente. 
O mesmo Ingen-Housz propôs em 1796 que as plantas o utilizavam para fabricar as suas próprias moléculas orgânicas, sendo o oxigênio um subproduto dessas reações. A partir deste momento, o mecanismo ficou batizado fotossíntese (síntese em presença de luz de compostos orgânicos).

As complexas reações da fotossíntese ocorrem nos cloroplastos, organitos semi-autónomos presentes nos seres autotróficos, e podem ser resumidas da seguinte forma:

Esta forma de resumir a fotossíntese, embora correta, não revela a complexidade das reações intermédias e dá a idéia (errada) de que o dióxido de carbono reage com a água.
Por volta de 1930, o investigador Van Niel propôs a hipótese que o oxigênio libertado na fotossíntese proviesse da água e não do dióxido de carbono, como antes se pensava. Dez anos mais tarde experiências com isótopos pesados de oxigênio comprovaram esse fato.

Outro tipo de experiências revelou que algumas das reações da fotossíntese são fotoquímicas (realizam-se em presença de luz), enquanto outras são termoquímicas (realizam-se sem intervenção direta da luz). Assim, é regra dividir o processo em fase luminosa, que ocorre a nível dos grana do cloroplasto, e fase escura, cujas reações decorrem no estroma.



Fase luminosa
A luz é constituída por “partículas luminosas”, altamente energéticas, designadas fótons. A cor da luz é determinada pela energia dos fótons que a compõem (zona azul do espectro mais energia e zona vermelha do espectro menos energia). 
Na sua experiência, Engelmann pôde verificar que as bactérias aeróbias se concentravam nas zonas onde incidia o azul-violeta e o vermelho-alaranjado. Logo nessas faixas de luz ocorre mais fotossíntese.
No caso das reações da fotossíntese, as principais moléculas envolvidas são as clorofilas. Quando moléculas de clorofila são atingidas por luz de  cor azul e vermelha (fótons com determinada energia, portanto), alguns dos seus elétrons passam a orbitais mais elevadas e a molécula fica excitada. 
No entanto, a clorofila excitada é muito instável e ao fim de certo tempo os elétrons regressam ás suas órbitas de origem - estado fundamental -, libertando a energia que absorveram do fóton, sob a forma de luz. Este fenômeno é conhecido pela fluorescência da clorofila. As clorofilas refletem a luz verde, sendo esse o motivo porque as plantas são verdes.



Na maioria das células vegetais existem dois tipos de clorofila, a e b, sendo a clorofila b mais oxidada.



As moléculas de clorofila, receptores de elétrons, pigmentos acessórios e enzimas participantes na fotossíntese estão organizadas nas membranas dos cloroplastos em unidades designadas fotossistemas. 
Cada fotossistema contém entre 250 a 400 moléculas de pigmentos e consiste em dois componentes intimamente associados: um centro de reação (formado por um complexo proteína-pigmento) e um complexo antena. 
Todas as moléculas de pigmentos do fotossistema são capazes de absorver fóton, mas apenas um par de moléculas de clorofila em cada fotossistema utiliza essa energia nas reações fotoquímicas. Este par, localizado ao centro do fotossistema forma o centro de reação, enquanto as restantes moléculas se designam pigmentos antena. Estes podem ser, além de clorofilas, carotenoides e ficobilinas (ficocianina azul e ficoeritrina vermelho).
Dentro dos fotossistemas, as moléculas de pigmentos estão ligadas a proteínas específicas e situadas em locais que permitem uma eficiente captação da energia luminosa. A energia absorvida por cada molécula é transferida á seguinte, até alcançar o centro de reação. Quando ambas as clorofilas do centro de reação absorvem energia, um dos seus elétrons é excitado e transferido para a primeira molécula receptora, iniciando-se o fluxo de elétrons necessário ás reações fotoquímicas.
Existem dois tipos de fotossistemas:
Fotossistema I - também designado PS I, contém no seu centro de reação uma forma de clorofila a designada P700, pois absorve luz de comprimento de onda de 700 nm. Localiza-se preferencialmente nas membranas intergrana, em contacto direto com o estroma do cloroplasto;

Fotossistema II - também designado PS II, contém no seu centro de reação uma forma de clorofila a designada P680 (clorofila b), pois absorve luz de comprimento de onda de 680 nm. Localiza-se nos tilacóides e procede a fotólise da água.

De modo geral, os fotossistemas funcionam simultaneamente, mas o fotossistema I pode funcionar independentemente.   
    
No interior da célula, a energia libertada pelo regresso do elétrons á sua orbital original não é  “perdida” sob a forma de luz mas sim captada por um conjunto de moléculas, sendo depois utilizada na síntese de moléculas de ATP e NADPH2, utilizadas nas reações da fase escura.            
A síntese destas moléculas implica dois tipos de reações:
Fotofosforilação acíclica - nesta reação já intervêm os dois tipos de clorofila a e, logo, ambos os fotossistemas. A molécula de clorofila P680 é excitada ao ser atingida por um fóton. Os seus elétrons libertam-se e são captados por um receptor de elétrons, a plastoquinona. Dessa molécula, os elétrons passam por outra cadeia transportadora de elétrons, perdendo energia, que é utilizada na síntese de ATP a partir de ADP e fosfato inorgânico. A última molécula dessa cadeia é uma clorofila P700 oxidada. Ao receber o elétron ficará, portanto, reduzida. No entanto, ao receber o estímulo de novo fóton, volta a perder o seu elétron excitado, que é passado á ferredoxina e dela para o NADP, que fica reduzido (NADP2).

O oxigênio produzido pela fotólise da água é eliminado para a atmosfera e os elétrons vão substituir os elétrons perdidos pela clorofila P680 durante a fotofosforilação acíclica, permitindo que regresse á sua forma reduzida. Os prótons H+ são captados pelo NADP2-, originando NADPH2.
Fase escura
Na fase escura da fotossíntese ocorrem uma série de reações com absorção e redução de dióxido de carbono, inversas da glicólise, com formação de compostos orgânicos (açúcares, aminoácidos, ácidos gordos, glicerol, etc.). No decorrer desta fase há gasto de NADPH2 e ATP, formadas na fase luminosa, as quais se transformam em NADP e ADP e voltam ás reações da fase luminosa.
Foram as experiências de Calvin, Bassham e Benson, entre 1954 e 1960, que permitiram determinar as diferentes etapas desta fase da fotossíntese.  Por esse motivo, a série de reações que permitem a síntese de glicose a partir de dióxido de carbono, ATP e NADPH2 é conhecida por ciclo de Calvin-Benson ou ciclo das pentoses. 
O produto primário do ciclo de Calvin é o gliceraldeído 3-fosfato, a molécula transportada do cloroplasto para o citoplasma da célula. Esta é exatamente a mesma molécula produzida pela quebra da frutose 1,6-difosfato na glicólise.
A enzima ribulose 1,5-difosfato carboxilase, vulgarmente designada Rubisco, a enzima catalisadora da reação inicial do ciclo de Calvin (fixação do dióxido de carbono na ribulose) é muito abundante nos cloroplastos, correspondendo a mais de 15% do seu conteúdo protéico total. É, por este motivo, considerada por muitos bioquímicos a proteína mais abundante do mundo. 

Assim, os fenômenos da fotossíntese podem ser resumidos, considerando apenas os produtos iniciais e finais, da seguinte forma:

RESUMO GERAL DA FOTOSSÍNTESE


Embora a glicose seja a molécula representada nas equações reduzidas da fotossíntese, a quantidade de glicose livre produzida nas células fotossintéticas é muito baixa. A maioria do carbono fixado é convertido preferencialmente em sacarose, o glicídio de transporte, ou em amido, o glicídio de reserva, das plantas.
O gliceraldeído 3-fosfato que é transportado para o citoplasma da célula é utilizado para formar glicose 1-fosfato, precursor imediato da sacarose. Pelo contrário, o gliceraldeído 3-fosfato que permanece nos cloroplastos, passa a amido, armazenado sob a forma de grânulos no estroma. Durante a noite, a glicose do amido é exportada para o citoplasma. 
      
A glicose é a base para vários outros carboidratos energéticos e estruturais.


FOTOSSÍNTESE BACTERIANA

  • Cianobactérias: são fotolitoautotróficas e aparentemente foram as pioneiras no uso da água como fonte de elétrons. Incluiriam as proclorófitas (gêneros ProchloronProchlorothrix eProchlorococcus), apesar de se distinguirem destas por apresentar apenas clorofila a, além de ficobilinas azul e vermelha. Esses pigmentos são responsáveis pelas diversas colorações, muitas vezes brilhantes, que essas bactérias apresentam.
CO2 + H2O  -->  CH2O + O2
                                                 PRODUZ GLICIDIO E GÁS OXIGÊNIO

  • Sulfobactérias: realizam um tipo de fotossíntese em que a substância doadora de hidrogênio não é a água, mas compostos de enxofre, principalmente o gás sulfídrico (H2S). Por isso essas bactérias produzem enxofre elementar (S) como subproduto da fotossíntese, e não gás oxigênio, como na fotossíntese que utiliza H2O.


 CO2 + 2 H2S    --> CH2O2S + H2O


Observações:
Não possuem clorofilas vegetais a e/ou b.
Possuem clorofila do tipo Bacterioclorofila.
A Bacterioclorofila está dispers
a no citoplasma pois não ocorre a presença de cloroplastos.
Não utilizam o 
H2O como fonte de  O2  e sim o  H2S.
Não liberam O
2  e sim 2S.


QUIMIOSSÍNTESE

FOTOSSÍNTESE X QUIMIOSSÍNTESE


quimiossíntese é a produção de matéria orgânica através da oxidação de substâncias minerais, sem recorrer à luz solar.
A quimiossíntese divide-se em duas etapas:
  1. A formação do NADPH e de ATP, usando a energia fornecida por determinadas reações químicas de oxirredução que ocorrem no meio;
  2. A segunda fase é igual à fase escura da fotossíntese: redução de dióxido de carbono, o que conduz à síntese de substâncias orgânicas.
A quimiossíntese é realizada principalmente por bactérias, entre as quais as ferrobactérias, as sulfobactérias e as nitrobactérias. Cada uma dessas bactérias utiliza a energia de um mineral que oxida, compostos respectivamente de ferro, enxofre e nitrogênio.
Comparada à fotossíntese, a taxa da quimiossíntese apresenta uma fração minúscula de produção, mas é muito importante para o ciclo do nitrogênio, onde este elemento é fixado no solo ou nas plantas.

Nutrição dos seres fotoheterotróficos

O sol é a fonte primária de energia para a vida e o carbono é um elemento químico básico na matéria orgânica. Atendendo à fonte de energia que utilizam, os seres vivos podem ser:
Fototróficos – utilizam energia luminosa na síntese de matéria orgânica.
Quimioautotróficos – fazem a síntese de matéria orgânica utilizando energia química provenientes de compostos químicos.
Quanto à fonte de carbono que os seres vivos utilizam consideram-se :
Autotróficos – os que usam, como fonte de carbono, um composto inorgânico (dióxido de carbono, monóxido de carbono)
Heterotróficos – os que usam matéria orgânica como fonte de carbono.

Daqui resulta a classificação dos seres vivos com base nestas duas características em : Fotoautotróficos (plantas e algumas bactérias), Fotoheterotróficos (algumas bactérias), quimioautotróficos (algumas bactérias) e quimioeterotróficos (animais, fungos e a maioria das bactérias)
Fotoheterotróficos, são, organismos que utilizam a energia luminosa na síntese de matéria orgânica, utilizando nesta síntese matéria orgânica como fonte de carbono.
E existem seres fotoheterotróficos? Pode parecer estranho, mas existem!!!
Em “ecossistemas exóticos” no planeta Terra e não num planeta estranho.
Certas arqueobactérias são denominadas halobactérias ou bactérias do sal, porque requerem um ambiente que fornece cerca de 17% a 23% de NaCl para um bom crescimento. Elas não crescem em soluções com menos de 15% – mesmo a água do mar não é suficientemente salgada para elas.
Portanto, as halobactérias vivem em ambientes altamente salinos, formando uma enorme população de um pequeno e distinto grupos de bactérias, podendo formar colónias imóveis (Halococcus) ou possuírem um flagelo polarizado (Halobacterium). Apesar das diferenças celulares entre esses organismos, eles apresentam inúmeras propriedades em comum, como as adaptações ao alto teor de salinidade e intensa luminosidade à que estão sujeitas no seu habitat natural.
A concentração salina intracelular é no mínimo igual a concentração externa, embora a concentração iónica seja diferente, sendo composta principalmente por Na+, K+ e Cl- .
A estrutura bioquímica da célula (enzimas e ribossomas) não só é tolerante a salinidade excessiva, como a presença de alta concentração de sal é condição primordial para o perfeito funcionamento do metabolismo celular.
Alguma bactérias extremamente halófilas apresentam pigmentos vermelhos (carotenóides) na sua membrana, que funcionam como uma protecção natural à alta intensidade luminosa característica natural do meio onde vivem.

A maioria das halobactérias são obrigatoriamente aeróbias, entretanto algumas espécies de Halobacterium podem gerar ATP por fotofosforilação.
Quando espécies de halobactérias estão sujeitas a competição por limitação de oxigénio, elas sintetizam quimicamente uma modificação na sua parede celular. Em células aeróbias, a membrana celular é vermelha devido a alta concentração de carotenoídes. A transformação para a anaeróbias induz o crescimento e síntese de um novo componente: a membrana púrpura. Essa membrana estabelece uma discreta mancha, que pode vir a cobrir metade (ou mais) da área total da membrana.  É composta por lípidos (25%) e uma única espécie de pigmento chamado bacteriorrodopsina, devido a sua similaridade com o pigmento rodopsina (os dois pigmentos são estruturalmente muito semelhantes diferindo na fotoquímica).
Esse pigmento possui sete regiões de estrutura alfahelicoiodal, orientada transversalmente à membrana, mantendo assim a proteína em contacto tanto com o meio externo quanto o meio intercelular.
Em presença de luz, o pigmento bacterideofóro age como uma bomba de protões, convertendo a luminosidade numa força promotora através da membrana da célula, podendo ser usada para aumentar os níveis de ATP celular.
Halobacterium pode gerar ATP anaerobicamente na presença de luz, mas não pode crescer sob essa condição.
Fotofosforilação é usada só para aumentar a viabilidade das células em crescimento. A impossibilidade de Halobacterium crescer anaerobicamente, mesmo em presença de luz, reflete a necessidade molecular do oxigénio para a síntese do pigmento retinóide a partir do beta-caroteno.
Crescimento fotoheterotrófico ocorre somente se a quantidade de oxigénio no meio é baixa o suficiente para a síntese de bacteriorrodopsina, mas alta o suficiente sintetizar retinóides.
http://blacksmoker.wordpress.com/2010/03/18/fotoheterotroficos/