Qual é o papel do NADH na cadeia respiratória mitocondrial?

O NADH doa elétrons para a cadeia transportadora, permitindo a geração de ATP através do gradiente de prótons.

O que acontece com o oxigênio na cadeia transportadora de elétrons?

O oxigênio atua como aceptor final de elétrons, sendo reduzido a água (H_2O).

Como o cianeto afeta a citocromo c oxidase?

O cianeto se liga ao Fe^{3+} da citocromo c oxidase, bloqueando a transferência de elétrons e impedindo a formação de água.

Por que o bloqueio da cadeia respiratória leva ao acúmulo de NADH?

Sem a passagem de elétrons, o NADH não é oxidado a NAD^{+}, acumulando-se na célula.

Qual é a consequência metabólica da inibição da cadeia respiratória pelo cianeto?

A produção de ATP diminui drasticamente, levando à falência energética celular.

O que ocorre com a produção de água na presença de cianeto?

A produção de água diminui porque o oxigênio não recebe elétrons para ser reduzido.

Como o bloqueio da cadeia respiratória afeta o metabolismo celular?

O metabolismo aeróbio é prejudicado, podendo aumentar a fermentação para suprir energia, mas de forma ineficiente.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão 127

ENEM 2023 Questão 127

**Toxicidade do cianeto** A produção de ATP depende do gradiente de prótons gerado pela cadeia respiratória. Nessas reações, os elétrons provenientes da oxidação do NADH em NAD+ percorrem a cadeia até chegarem à citocromo c oxidase reduzindo o Fe^{3+} a Fe^{2+}. O oxigênio atua como aceptor final desses elétrons formando água. O cianeto é uma espécie química altamente tóxica que tem grande afinidade pelo Fe^{3+}. Quando células são expostas ao cianeto, ele se liga ao sítio de Fe^{3+} da citocromo c oxidase, impedindo a sua conversão em Fe^{2+} e bloqueando a cadeia respiratória.

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ALBERTS, B. et al. **Biologia molecular da célula**. Porto Alegre: Artmed, 2010 (adaptado).

Esse bloqueio aumenta a concentração celular de

Resolução

A questão aborda o efeito tóxico do cianeto sobre a cadeia respiratória mitocondrial, especificamente sua ação sobre a citocromo c oxidase. Para resolvê-la, é preciso entender o funcionamento da cadeia transportadora de elétrons: o NADH doa elétrons, que percorrem complexos até o oxigênio, formando água e gerando gradiente de prótons para síntese de ATP. O cianeto bloqueia a citocromo c oxidase ao se ligar ao Fe^{3+}, impedindo a passagem dos elétrons e a formação de água. Com a cadeia bloqueada, o NADH não consegue ser oxidado a NAD^{+}, levando ao acúmulo de NADH na célula. Assim, a alternativa correta é a que indica aumento de NADH.

Comentários por alternativa

A ATP.

Errada. O bloqueio da cadeia respiratória impede a síntese de ATP, pois o gradiente de prótons não é mantido, levando à diminuição, não aumento, dos níveis de ATP.
B Água.

Errada. A formação de água depende da transferência final de elétrons para o oxigênio, que é bloqueada pelo cianeto. Portanto, a produção de água diminui.
C NADH.

Correta. O bloqueio impede a oxidação do NADH a NAD^{+}, causando acúmulo de NADH, já que ele não pode doar seus elétrons para a cadeia respiratória.
D Dióxido de carbono.

Errada. O dióxido de carbono é produzido no ciclo de Krebs, mas sua produção não aumenta diretamente com o bloqueio da cadeia respiratória; ao contrário, pode até diminuir devido à desaceleração do metabolismo aeróbio.
E Citocromo c oxidase.

Errada. A concentração da enzima citocromo c oxidase não aumenta; o que ocorre é o bloqueio de sua atividade pelo cianeto.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

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1. Qual é o papel do NADH na cadeia respiratória mitocondrial?: O NADH doa elétrons para a cadeia transportadora, permitindo a geração de ATP através do gradiente de prótons.
2. O que acontece com o oxigênio na cadeia transportadora de elétrons?: O oxigênio atua como aceptor final de elétrons, sendo reduzido a água (H_2O).
3. Como o cianeto afeta a citocromo c oxidase?: O cianeto se liga ao Fe^{3+} da citocromo c oxidase, bloqueando a transferência de elétrons e impedindo a formação de água.
4. Por que o bloqueio da cadeia respiratória leva ao acúmulo de NADH?: Sem a passagem de elétrons, o NADH não é oxidado a NAD^{+}, acumulando-se na célula.
5. Qual é a consequência metabólica da inibição da cadeia respiratória pelo cianeto?: A produção de ATP diminui drasticamente, levando à falência energética celular.
6. O que ocorre com a produção de água na presença de cianeto?: A produção de água diminui porque o oxigênio não recebe elétrons para ser reduzido.
7. Como o bloqueio da cadeia respiratória afeta o metabolismo celular?: O metabolismo aeróbio é prejudicado, podendo aumentar a fermentação para suprir energia, mas de forma ineficiente.