ENEM 2023 — Questão 101: Ciências da Natureza
Resposta: alternativa C
NADH.
A questão aborda a toxicidade do cianeto e seu impacto na cadeia respiratória celular, que é crucial para a produção de ATP.
Toxicidade do cianeto
Biologia molecular da célula
A produção de ATP depende do gradiente de prótons gerado pela cadeia respiratória. Nessas reações, conforme o esquema, os elétrons provenientes da oxidação do NADH em NAD de carga positiva percorrem a cadeia até chegarem à citocromo c oxidase reduzindo o Fe de carga 3 positiva a Fe de carga 2 positiva. O oxigênio atua como aceptor final desses elétrons formando água. O cianeto é uma espécie química altamente tóxica que tem grande afinidade pelo Fe de carga 3 positiva. Quando células são expostas ao cianeto, ele se liga ao sítio de Fe de carga 3 positiva da citocromo c oxidase, impedindo a sua conversão em Fe de carga 2 positiva e bloqueando a cadeia respiratória.
Esse bloqueio aumenta a concentração celular de
Resolução comentada da questão 101 do ENEM 2023
Resolução
A questão aborda a toxicidade do cianeto e seu impacto na cadeia respiratória celular, que é crucial para a produção de ATP. O cianeto se liga à citocromo c oxidase, impedindo a redução do ferro de carga 3 para carga 2. Esse bloqueio impede que os elétrons continuem seu percurso na cadeia respiratória, o que resulta na interrupção da produção de ATP. Quando a cadeia respiratória é inibida, a célula não consegue utilizar o NADH de forma eficaz, levando ao acúmulo dessa molécula.
O NADH é um transportador de elétrons que, normalmente, é oxidado para NAD+ durante a respiração celular, permitindo a produção de ATP. Com o cianeto bloqueando a citocromo c oxidase, o NADH não é convertido em NAD+, resultando em um aumento da concentração de NADH dentro da célula. Portanto, a alternativa correta é a que indica que a concentração celular de NADH aumenta.
Por que as outras alternativas estão erradas
(A) Esta alternativa está errada porque, com a inibição da cadeia respiratória pelo cianeto, a produção de ATP é interrompida, e não há um aumento na sua concentração. Na verdade, a falta de oxigênio e a interrupção do fluxo de elétrons resultam em uma diminuição da produção de ATP.
(B) A alternativa está errada, pois a formação de água depende da aceitação de elétrons pelo oxigênio na cadeia respiratória. Com o cianeto bloqueando a citocromo c oxidase, a produção de água também é comprometida, resultando em uma menor concentração de água, não um aumento.
(C) Esta é a alternativa correta — ver acima.
(D) Esta alternativa está errada, pois o dióxido de carbono é produzido durante o ciclo de Krebs, que também é afetado pela falta de oxigênio. Com a inibição da cadeia respiratória, a produção de dióxido de carbono é reduzida, não aumentando sua concentração.
(E) A alternativa está errada porque a citocromo c oxidase não se acumula; pelo contrário, sua atividade é inibida pelo cianeto. Com a inibição, a enzima não consegue converter o ferro de carga 3 em carga 2, mas isso não resulta em um aumento da enzima em si.
Conceito-chave para revisar
A questão testa o conhecimento sobre a cadeia respiratória e o papel do cianeto como um inibidor da respiração celular. Para aprofundar-se, é recomendável estudar a bioquímica da respiração celular, incluindo o funcionamento da cadeia de transporte de elétrons e a importância do NADH e do oxigênio na produção de ATP.
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