UFPR 2018
Na mitocôndria, ocorre o processo final das vias de degradação oxidativa, chamado de cadeia de transporte de elétrons. Nesse processo, os elétrons provindos do NADH e FADH2 são transportados por complexos proteicos dispostos espacial e energeticamente, de modo que formem um gradiente de energia livre, em que o fluxo de elétrons vai do componente de maior energia livre para o de menor. O receptor final dos elétrons é a molécula de oxigênio, que é convertida em água. O potencial redox está relacionado com a energia livre através da relação ΔG = nF(-ΔE), em que ΔG é a variação de energia livre, ΔE é a variação de potencial, n é número de elétrons e F é a constante de Faraday. Na tabela abaixo, são fornecidos alguns componentes presentes na cadeia de transporte de elétrons e os respectivos valores de potencial de redução.
Respeitando o gradiente de energia livre, o fluxo de elétrons deve percorrer a sequência mostrada em:
I→II→IV→III→V→VI.
II→III→IV→VI→V→I.
I→IV→VI→III→V→II.
VI→II→IV→III→V→I.
VI→I→V→II→IV→III.
Resolução
Solução detalhada
O enunciado lembra que a variação de energia livre está relacionada ao potencial redox por \(\Delta G = nF( -\Delta E)\). Assim, para que o processo seja espontâneo (\(\Delta G < 0\)), o termo \(-\Delta E\) precisa ser negativo, ou seja, \(\Delta E = E_{aceitador} - E_{doador}\) precisa ser positivo. Logo:
- elétrons fluem naturalmente do menor potencial de redução (mais negativo, maior poder redutor) para o maior potencial de redução (mais positivo, maior afinidade por elétrons).
Organizando os valores da tabela do menor para o maior:
| Espécie | Componente | E°’ (V) |
|---|---|---|
| VI | (Fe-S)N | -0,380 |
| II | Citocromo bH | 0,030 |
| IV | CoQ | 0,045 |
| III | Citocromo c1 | 0,215 |
| V | CuB | 0,340 |
| I | Citocromo a3 | 0,385 |
Portanto, a sequência espontânea (menor → maior potencial) é:
VI → II → IV → III → V → I
Comparando com as alternativas, corresponde à alternativa D.
Dicas
Erros Comuns
- Potencial de redução (E°’): medida da tendência de uma espécie ganhar elétrons. Valores mais negativos indicam bons dadores; mais positivos, bons aceitadores.
- Relação ΔG e ΔE: \(\Delta G = -nF\,\Delta E\). Fluxo espontâneo exige \(\Delta G < 0\) ⇒ \(\Delta E > 0\).
- Cadeia respiratória: série de transportadores dispostos segundo o potencial de redução, garantindo que os elétrons fluam de altos para baixos níveis de energia livre até o O2.
