QUIMIOSSÍNTESE

No solo podemos encontrar algumas espécies de bactérias e arqueobactérias autotróficas, ou seja, bactérias que produzem o seu próprio alimento através da quimiossíntese. Mas o que é quimiossíntese? A quimiossíntese é um processo no qual ocorre produção de matéria orgânica a partir de gás carbônico, água e outras substâncias inorgânicas (como amônia, ferro, nitrito e enxofre), sem a utilização de energia luminosa. Por não necessitar de energia luminosa, esse tipo de bactéria pode realizar a quimiossíntese em ambientes desprovidos de luz e matéria orgânica, já que a energia utilizada em seu desenvolvimento é obtida através de oxidações inorgânicas. Exemplos de bactérias que realizam a quimiossíntese são as do gênero Beggiatoa e Thiobacillus, também chamadas de sulfobactérias, pois elas realizam seu metabolismo através das reações de oxidação de compostos de enxofre. Outro exemplo de bactérias quimiossintetizantes, também chamadas de nitrobactérias, são as bactérias do gênero Nitrosomonas e Nitrobacter, muito importantes para o meio ambiente e para os seres humanos. Essas bactérias são encontradas no solo e realizam um importante papel na reciclagem do nitrogênio em nosso planeta. As bactérias do gênero Nitrosomonas conseguem energia através da oxidação do íon amônio (NH4+), que se encontra presente no solo, transformando-o em íon nitrito (NO-2); enquanto as bactérias do gêneroNitrobacter oxidam o íon nitrito (NO-2), transformando-o em íon nitrato (NO-3), que é absorvido pelas raízes das plantas e utilizado na síntese de proteínas. No processo da quimiossíntese podemos destacar duas etapas distintas: Primeira etapa: na oxidação das substâncias inorgânicas há a liberação de prótons e elétrons que provocam a fosforilação do ADP em ATP e a redução do NADP+ em NADPH, que serão úteis na fase seguinte. Dessa forma, podemos concluir que, diferentemente da fotossíntese, processo no qual os elétrons e prótons são obtidos através da degradação da molécula de água, na quimiossíntese eles se originam da oxidação das substâncias inorgânicas. Segunda etapa: através do processo de oxidação das substâncias inorgânicas, as bactérias conseguem energia suficiente para reduzir o gás carbônico através de sua fixação e posterior produção de substâncias orgânicas, as quais podem ser utilizadas na produção de novos compostos ou em seu metabolismo. Em 1977, cientistas descobriram animais (anêmonas, mariscos, caranguejos e uma espécie de verme sem boca) que podiam atingir mais de dois metros de comprimento, aproximadamente 2,5 km abaixo da superfície (uma região onde não há nenhum vestígio de luminosidade). Como todos esses animais estavam próximos a fontes hidrotermais (água quente com gás sulfídrico dissolvido), os cientistas concluíram que esse gás é oxidado por bactérias quimiossintetizantes que o transformam em enxofre. Dessa forma, ao conseguir energia para produzir matéria orgânica, esse tipo de bactéria servia como alimento para os seres heterotróficos que habitam as profundezas, dando chance para que aquela comunidade existisse.

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NAD E FAD O NAD (nicotinamida-adenina-dinucleotídeo) é uma molécula formada por dois nucleotídeos (semelhantes às unidades que formam os ácidos nucléicos), contendo a base nitrogenada adenina e uma molécula de nicotinamida. Trata-se de uma substância capaz de receber hidrogênio, isto é, funciona no metabolismo como um aceptor de hidrogênios, os quais são posteriormente transferidos a outras substâncias (dependendo da etapa do metabolismo envolvida), em reações que liberam energia. Na respiração celular, por exemplo, na etapa da glicólise, ocorre a liberação de quatro hidrogênios, que se combinam dois a dois com o NAD, o qual se transforma em NADH2. Nesse processo, é liberada a energia que é utilizada na síntese de duas moléculas de ATP, a partir de duas moléculas de ADP. Com isso, a energia liberada nessa etapa do processo fica armazenada no ATP, podendo ser utilizada posteriormente. No ciclo de Krebs também ocorre liberação de hidrogênios, que são capturados pelo NAD. Nesse caso, os NADH2 formados irão participar da outra etapa, que é a cadeia respiratória, liberando aí os hidrogênios capturados, os quais se combinam com o oxigênio para formar moléculas de água. Nessa etapa, a energia que é gradativamente liberada vai sendo utilizada para a síntese de moléculas de ATP, onde ficam armazenadas. O FAD (flavina-adenina-dinucleotídeo) tem exatamente o mesmo papel no processo (aceptor de hidrogênios), mas a diferença entre NAD e FAD está na quantidade de ATPs que pode ser produzida a partir de cada um deles. Cada molécula de NADH2 leva à formação de três moléculas de ATP, enquanto o FAD (formado no ciclo de Krebs) leva à formação de apenas duas moléculas de ATP a partir do FADH2.