Para que ocorra a síntese de ATP na mitocôndria e necessário o transporte de elétrons pela cadeia transportadora de elétrons?

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Como ocorre a produção de ATP na mitocôndria?
Como ocorre a produção de ATP na cadeia respiratória?
Como ocorre o processo de produção de ATP?
Como ocorre o transporte de elétrons na cadeia respiratória?

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Cadeia transportadora de elétrons
A mitocôndria possui duas membranas, a interna e a externa. 	
A interna é toda dobrada formando as cristas mitocondriais
A maior parte da energia está nas coenzimas reduzidas: NADH e FADH2
 Elas estão repletas de elétrons e devem transferir esses elétrons para o oxigênio pra gerar respiração celular. Entretanto essa transferência não acontece de uma só vez. Ela acontece de forma gradual, passando por alguns transportadores de elétrons. Isso acontece porque se a transferência fosse de uma vez, talvez a célula não suportasse a energia liberada (a célula poderia explodir de tanta energia). Ia ser muita energia de uma vez só e ela não seria aproveitada
Pra conseguir tirar o elétron, o transportador tem que ter um potencial de oxirredução maior
A cadeira respiratória é composta por quatro complexos (I, II, III e IV)
O complexo II é diferente dos outros porque ele é menor e é o único que não atravessa a membrana e, por isso, é o único que não bombeia hidrogênio
Os outros complexos têm uma parte voltada para a matriz e uma parte voltada para o espaço entre as membranas, já o complexo não está voltado apenas para a matriz
Dentro dos complexos há os transportadores de elétrons, como:
Proteína ferro-enxofre nos complexos I e II: têm átomo de ferro ligado a átomo de enxofre. Pode ter um ou vários
Ubiquinona (UQ), que é lipossolúvel e, por isso, não precisa estar dentro de nenhum complexo, fica mergulhada na membrana mitocondrial interna
Citocromos a, b e c: são considerados heme proteínas, por possuírem o grupo heme. Quem transporta o elétron, portanto, é o átomo de ferro central. Não transporta oxigênio porque está no interior da mitocôndria.
Proteínas com núcleo de cobre: o cobre que será transportador de elétrons
Flavina mononucleotídeo (FMN): derivado da riboflavina. Transporta os elétrons através dos aneis de flavina
Obs.: A organização desses transportadores é de acordo com o potencial de oxirredução. 
Eles não estão livres na matriz mitocondrial. Estão associados à proteínas (complexos). 
Alguns desses complexos são proteínas transmembrana e outro é uma proteína periférica.
A função da cadeia é bombear os hidrogênios para ocorrer a síntese de ATP. O transporte de elétrons é necessário porque cada complexo que atravessa a membrana usa a energia do transporte dos elétrons para bombear hidrogênio
NADH na cadeia transportadora:
O NADH perde os elétrons para o complexo I da cadeira. Quando ele perde os elétrons, perde também os hidrogênios e volta a ser NAD+, que pode voltar para o ciclo de Krebs, por exemplo.
Os elétrons entram no complexo I e, através da ubiquinona (UQ), vão para o complexo III. 
Daí eles se ligam ao citocromo c e vão para o complexo IV
Do complexo IV, esses elétrons voltam para a matriz e são recebidos por meia molécula de oxigênio
Um átomo de oxigênio recebe um par de elétrons e se liga a dois hidrogênios, formando água
Obs.: 
Oxigênio é um gás, logo, ele está dissolvido em toda a matriz. Entretanto, o ideal é que esse oxigênio encontre com os elétrons no complexo 4 porque na nossa respiração o oxigênio vira água e para isso ele tem que receber elétrons e prótons. 
Se ele recebe um número menor de elétrons ele vira um radical livre. 
Se ele encontrar com os elétrons em outros complexos ele vira radical livre.
Para manter o potencial eletroquímico da matriz, ela é repleta de prótons. 
Os transportadores vão roubar os elétrons do NADH e eles vão sendo transportados por meio desses transportadores. 
Quando acontece esse transporte é gerado nesse local uma diferença de potencial elétrico. Quando gera a ddp, gera energia. 
Essa energia é usada para bombear prótons da matriz momentaneamente para o espaço intermembranáceo. Esse bombeamento de prótons é chamado de gradiente de prótons. Então, a transferência de elétrons do complexo 1 gera um gradiente de prótons. 
FADH₂ na cadeia transportadora:
O FADH₂ é formado no ciclo de Krebs e o processo é similar ao do NADH, entretanto, o começo da cadeia do NAD é no complexo I e os elétrons não passam pelo complexo II. Já a cadeia do FAD, o começo se dá no complexo II e os elétrons não passam no complexo I
Bombeamento de hidrogênios:
O bombeamento ocorre da matriz mitocondrial para o espaço entre as membranas
Quando os elétrons saem do complexo I, são bombardeados 4H+, quando saem do complexo III também são bombardeados 4H+ e quando saem do complexo IV são bombardeados 2H+
Sendo assim, para cada NAD que perde seus elétrons para a cadeia, são bombardeados 10H+ e para cada FAD são bombardeados 6H+
NADH + H+ 10H+ bombeados
FADH₂ 6H+ bombeados
Esses H+ são bombeados para o espaço entre as membranas com o objetivo de formar o gradiente de concentração, ou seja, a diferença de contração, que é uma energia osmótica que será usada para a formação de ATP
Esses hidrogênios bombardeados precisam voltar para a matriz e quem faz isso é a proteína ATP-sintase ou F1-Fo-ATPase, que tem duas partes
A parte Fo atravessa a membrana e forma um canal de prótons 
A parte F1 que está presa à Fo, voltada para a matriz, e tem função de sintetizar ATP
A F1 tem várias subunidades e uma dessas subunidades é aberta. Essa subunidade aberta se liga a ADP e Pi e fecha. Dentro dessa subunidade ocorre a união entre essas duas moléculas formando ATP. Esse ATP fica preso à F1 e é necessário que haja energia para voltar esse ATP. Sendo assim, quando 3H+ passam pela F1-Fo-ATPase, a F1 “gira” e abre a subunidade, liberando o ATP na matriz
Existem dois processos, um dependendo do outro, que são a cadeia respiratória e a síntese de ATP. 
Essa dependência ocorre porque se um dos processos da cadeia respiratória for inibido, não ocorre o bombardeamento de prótons e, assim, não há gradiente de concentração e, consequentemente, não há síntese de ATP
Do mesmo modo, se a cadeia for acelerada, mais prótons serão bombeados e mais prótons voltarão para a matriz, sintetizando, assim, uma maior quantidade de ATP
Os desacopladores conseguem fazer com que a cadeia acelere, mas sem que a síntese de ATP seja aumentada, uma vez que o transporte de H+ se dá pela membrana em vez de passar pela proteína ATPsintase , uma vez que não forma gradiente de concentração
A F1-Fo-ATPase também pode ser chamada de ATP sintase
O nome F1-Fo-ATPase refere-se às funções 1 e “o” da proteína e o “ATPase” compõe o nome, mesmo ela sendo uma ATP sintase, porque quando a tripsina separa a parte F1 da Fo, a enzima não consegue sintetizar ATP e, na verdade, quebra ATP (quem faz isso é a F1)
Para que haja a formação do ATP é necessário que haja o gradiente de concentração e a presença de ADP e Pi
Os ATP’s formados saem da mitocôndria para serem usados pela célula. 
Eles são quebrados fora da mitocôndria e geram ADP e Pi, que vão voltar para a mitocôndria
Saída de ATP e entrada de ADP e Pi na mitocôndria:
A ATP sintase depende da passagem de 3H+ para a matriz para liberar um ATP lá dentro. 
Esse ATP tem que sair da mitocôndria e vai sair pela adenosina nucleotídeo translocase, que é uma proteína carreadora que faz um contra-transporte de ATP e ADP, uma vez que, ao mesmo tempo que manda um ATP para fora da mitocôndria, manda um ADP para dentro
Ao sair da mitocôndria, o ATP é quebrado no citosol formando ADP e Pi
Esse ADP entra pela adenosina nucleotídeo translocase e o Pi entra pela fosfato translocase que faz um cotransporte de fosfato e hidrogênio para a matriz, ou seja, a entrada do Pi (fosfato inorgânico) depende da entrada de H+ para entrar também na matriz
Com o Pi e o ADP na matriz, eles são usados pela ATP sintase para formar o ATP
Resumindo: o ATP sai pela adenosina nucleotídeo transferase, é quebrado formando ADP e Pi. O ADP entra pela adenosina nucleotídeo transferase e o Pi pela fosfato translocase junto a um H+ e será formado o ATP, portanto, que entrem mais 3H+ pela ATP sintase. Sendo assim, para formar um ATP na matriz, é necessário que entrem 4H+ na matriz, 3 pela ATP sintase e

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Como ocorre a produção de ATP na mitocôndria?

A função da mitocôndria de gerar energia ocorre através do processo conhecido como respiração celular. O processo consiste em oxidar moléculas - geralmente derivadas da glicose presente no citoplasma - e converter a energia gerada dessa oxidação para a formação de moléculas carreadoras de energia, como o ATP.

Como ocorre a produção de ATP na cadeia respiratória?

A energia liberada através da cadeia respiratória faz com que os íons H⁺ concentrem-se no espaço entre as cristas mitocondriais, voltando à matriz. Para voltar ao interior da mitocôndria, é necessário passar por um complexo proteico chamado de sintase do ATP, onde ocorre a produção de ATP.

Como ocorre o processo de produção de ATP?

Os processos de produção de ATP e liberação de energia, por meio de sua hidrólise, formam o ciclo da ATP. A energia utilizada nessas reações é proveniente das reações de catabolismo (ou decomposição) que ocorrem nas células, como a respiração celular e a fermentação.

Como ocorre o transporte de elétrons na cadeia respiratória?

Também chamada de fosforilação oxidativa, a cadeia respiratória é a terceira etapa da respiração celular ou aeróbica, e ocorre na membrana interna da mitocôndria. Nessa etapa, os elétrons obtidos na quebra do átomo de hidrogênio são transportados através do NADH e FADH ₂ até o oxigênio.