Principal diferença - respiração aeróbica vs anaeróbia

A respiração aeróbica e anaeróbica são os dois tipos de respiração celular encontrados nos organismos. A respiração celular é o processo de degradação dos alimentos para liberar a energia potencial na forma de ATP. A respiração aeróbica ocorre em animais e plantas superiores. A respiração anaeróbia ocorre principalmente em microorganismos como o fermento. Ambos os processos usam glicose como matéria-prima. o principal diferença entre a respiração aeróbica e anaeróbica é que respiração aeróbica ocorre na presença de oxigênio enquanto que respiração aeróbica ocorre na ausência de oxigênio.

Este artigo examina,

1. O que é respiração aeróbica - Características, Processo 2. O que é respiração anaeróbica - Características, Processo 3. Qual é a diferença entre a respiração aeróbia e anaeróbia

O que é respiração aeróbica

O conjunto de reações que ocorrem na presença de oxigênio, que decompõe os alimentos para gerar energia na forma de ATP, é conhecido como respiração aeróbia. O tipo mais abundante de reparação celular é a respiração aeróbica, que ocorre em plantas e animais superiores. A respiração aeróbia ocorre no citoplasma, bem como nas mitocôndrias. Ele produz 36 ATP a partir de uma única molécula de glicose. Basicamente, três etapas estão envolvidas na respiração aeróbica. Eles são a glicólise, o ciclo do ácido cítrico e a cadeia de transporte de elétrons. O substrato é principalmente glicose e os produtos finais inorgânicos são dióxido de carbono e água. Conseqüentemente, a respiração aeróbia é o reverso da fotossíntese. A reação química geral da respiração aeróbica é mostrada abaixo.

Reação Química da Respiração Aeróbica

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 2, 900 kJ / mol

Glicolise é a primeira etapa da respiração aeróbica e ocorre de forma independente, sem oxigênio. Portanto, é a primeira etapa da degradação da glicose também na respiração anaeróbica. A glicólise ocorre no citoplasma de todas as células. Durante a glicólise, a glicose é quebrada em duas moléculas de piruvato, gerando 2 ATPs como ganho líquido. Além disso, duas moléculas de NADH são formadas pela obtenção de elétrons do gliceraldeído-3-fosfato. O piruvato é transformado na matriz da mitocôndria, formando acetil-CoA a partir do piruvato, eliminando o dióxido de carbono durante a descarboxilação oxidativa do piruvato. Acetil-CoA, em seguida, entra no ciclo do ácido cítrico, que também é chamado de ciclo de Krebs. Durante o ciclo do ácido cítrico, uma única molécula de glicose é completamente oxidada em seis moléculas de dióxido de carbono, gerando 2 GTPs, 6 NADH e 2 FADH₂. Esses NADH e FADH2 são combinados com oxigênio, gerando ATP durante a fosforilação oxidativa. A fosforilação oxidativa ocorre na membrana interna da mitocôndria, transferindo elétrons através de uma série de portadores no cadeia de transporte de elétrons. O rendimento total da respiração aeróbica é 36 ATP. Um diagrama esquemático da respiração aeróbia é mostrado na figura 1.

Figura 1: Respiração aeróbia

O que é respiração anaeróbica

A respiração anaeróbia é o conjunto de reações que ocorrem na ausência de oxigênio, que decompõe os alimentos em compostos orgânicos simples, gerando energia na forma de ATP. A respiração anaeróbia ocorre em microrganismos como algumas bactérias, leveduras e vermes parasitas. Ocorre no citoplasma das células desses organismos, produzindo apenas 2 ATPs.

Duas categorias de respiração aeróbica são identificadas. A primeira categoria de respiração anaeróbica ocorre por meio da glicólise e da oxidação incompleta do piruvato em ácido lático ou etanol. O processo é chamado de fermentação. O aceptor final de elétrons e o aceitador de hidrogênio é o produto final orgânico simples. Os produtos finais são secretados no meio como metabólitos residuais. Durante a fermentação, a glicólise ocorre como a primeira etapa. O piruvato resultante é convertido em etanol na levedura e em algumas bactérias. Nas plantas, quando o oxigênio está ausente, o etanol é produzido pela respiração anaeróbica. Este tipo de fermentação é denominado fermentação de etanol. A reação química geral da fermentação do etanol é mostrada abaixo.

Reação Química da Fermentação do Etanol

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 118 kJ / mol

Em animais, quando o oxigênio está ausente, o ácido láctico é produzido pela respiração anaeróbica. Isso é chamado de fermentação de ácido láctico. A reação química geral para a fermentação de ácido láctico é mostrada abaixo.

Reação Química da Fermentação de Ácido Lático

C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃ + 120 kJ / mol

A eficiência da fermentação é muito baixa em comparação com a respiração aeróbica. O ácido láctico, que é produzido durante a fermentação do ácido láctico, é tóxico para os tecidos. A diferença entre a respiração aeróbia e a respiração anaeróbica no sentido da fermentação do ácido lático é mostrada na figura 2.

Figura 2: Diferença entre respiração aeróbica e fermentação de ácido lático

Durante a segunda categoria de respiração anaeróbica, o aceptor final de elétrons é o sulfato ou nitrato no final da cadeia de transporte de elétrons. Alguns procariontes, como bactérias e arquéias, realizam esse tipo de respiração anaeróbica. A aceitação de elétrons pelo sulfato produz sulfeto de hidrogênio como produto final. Nos metanógenos, o aceptor final de elétrons é o dióxido de carbono, que produz metano como produto final.

Diferença entre respiração aeróbia e anaeróbia

Oxigênio

Respiração aeróbica: A respiração aeróbica ocorre na presença de oxigênio.

Respiração anaeróbica: A respiração anaeróbica ocorre na ausência de oxigênio.

Tipo de plantas e animais

Respiração aeróbica: A respiração aeróbica é encontrada em todas as plantas e animais superiores.

Respiração anaeróbica: A respiração anaeróbia é geralmente encontrada em microrganismos, mas raramente em organismos superiores.

Ocorrência

Respiração aeróbica: A respiração aeróbica ocorre apenas dentro da célula.

Respiração anaeróbica: A respiração anaeróbica pode ocorrer em qualquer lugar.

Localização dentro da célula

Respiração aeróbica: A respiração aeróbica ocorre no citoplasma e mitocôndrias.

Respiração anaeróbica: A respiração anaeróbica ocorre apenas no citoplasma.

Natureza Permanente / Temporária

Respiração aeróbica: A respiração aeróbica ocorre continuamente na presença de gás oxigênio.

Respiração anaeróbica: A respiração anaeróbica ocorre continuamente em microrganismos. Mas em animais superiores, isso ocorre na ausência de oxigênio.

Passos

Respiração aeróbica: A respiração aeróbia ocorre por meio da glicólise, oxidação do piruvato, ciclo do TCA, cadeia de transporte de elétrons e síntese de ATP.

Respiração anaeróbica: A respiração anaeróbica ocorre por meio da glicólise e da quebra incompleta do piruvato.

Eficiência

Respiração aeróbica: A respiração aeróbica gera 36 ATPs por molécula de glicose.

Respiração anaeróbica: A respiração anaeróbica gera 2 ATPs por molécula de glicose.

Toxicidade

Respiração aeróbica: A respiração aeróbica não é tóxica para o organismo.

Respiração anaeróbica: A respiração aeróbica é tóxica para organismos superiores.

Produtos finais

Respiração aeróbica: Os produtos finais da respiração aeróbica são dióxido de carbono e água.

Respiração anaeróbica: Os produtos finais da fermentação na levedura são o etanol e o dióxido de carbono. Em animais, o produto final é o ácido láctico. As bactérias produzem metano e sulfeto de hidrogênio como produtos finais.

Oxidação

Respiração aeróbica: O substrato é oxidado completamente em dióxido de carbono e água durante a respiração aeróbia.

Respiração anaeróbica: O substrato não é completamente oxidado durante a respiração anaeróbica.

Conclusão

A respiração celular ocorre em duas vias conhecidas como respiração aeróbica e respiração anaeróbica. A respiração aeróbica ocorre principalmente em animais e plantas superiores. A respiração anaeróbica ocorre em microrganismos como vermes parasitas, leveduras e algumas bactérias. Tanto a respiração aeróbica quanto a anaeróbica usam a glicose como substrato. A respiração aeróbica ocorre na presença de oxigênio, oxidando completamente o substrato, produzindo produtos finais inorgânicos, dióxido de carbono e água. Em contraste, a respiração anaeróbica ocorre na ausência de oxigênio, oxidando de forma incompleta o substrato, gerando produtos orgânicos finais como o etanol. Uma vez que a respiração anaeróbica oxida de forma incompleta o substrato, o rendimento de ATP é muito baixo em comparação com o rendimento da respiração aeróbica. A respiração aeróbica produz 36 ATPs, mas a respiração anaeróbica produz apenas 2 ATPs por molécula de glicose. Esta é a diferença entre a respiração aeróbica e a respiração anaeróbica.

Referência: 1. Cooper, Geoffrey M. “Metabolic Energy.” The Cell: A Molecular Approach. 2ª edição. Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA, 01 de janeiro de 1970. Web. 07 de abril de 2017.2. Jurtshuk, Peter e Jr. "Bacterial Metabolism". Microbiologia Médica. 4ª edição. Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA, 01 de janeiro de 1996. Web. 07 de abril de 2017.3. “Respiração aeróbica e respiração anaeróbica - Passe nos meus exames: notas de revisão fáceis para Biologia GSCE.” Respiração aeróbica e respiração anaeróbica - Passe nos meus exames: notas de revisão fáceis para Biologia GSCE. N.p., n.d. Rede. 07 de abril de 2017.

Cortesia da imagem: 1. “Vias aeróbicas” Por Boumphreyfr - Trabalho próprio (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia2. “2505 Aerobic Versus Anaerobic Respiration” do OpenStax College - Anatomy & Physiology, Connexions Web site. 19 de junho de 2013. (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia