Ciências da Natureza e suas Tecnologias Question #019e5bdd
Há um grande esforço científico no desenvolvimento de novos processos para o aproveitamento de resíduos lignocelulósicos, como o bagaço de cana-de-açúcar, para produção de etanol de segunda geração (2G). Apesar de já existirem tecnologias disponíveis, a maioria apresenta limitações técnicas ou econômicas. Nesse sentido, um dos principais desafios que envolvem a produção de etanol celulósico é disponibilizar monossacarídeos fermentáveis das moléculas poliméricas, conforme a ilustração.
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Um pesquisador, para tentar otimizar a produção, poderia acrescentar ao processo de hidrólise enzimas extraídas de
células entéricas de gaviões.
suco pancreático de humanos.
bactérias do rúmen de bovinos.
glândulas salivares de roedores.
macerado do estômago de macacos.
Official Explanation / Community Explanations
1. Compreensão do Contexto Geral
O esquema da imagem descreve a rota biotecnológica para a produção de etanol de segunda geração (2G) a partir do bagaço de cana-de-açúcar. O processo se divide nas seguintes fases sequenciais:
- Extração: isolamento da fração polissacarídica vegetal rica em celulose (polímero de glicose indicado na figura com índice n e ligações β−1,4).
- Hidrólise enzimática: clivagem desse polímero em monômeros de glicose.
- Fermentação: conversão da glicose em etanol 2G.
Para otimizar a hidrólise enzimática, são necessárias celulases ativas capazes de quebrar as ligações β−1,4-glicosídicas, que não são digeridas pelo maquinário enzimático direto da maioria dos animais vertebrados, mas sim por microrganismos celulolíticos especializados.
2. Justificativa da Alternativa Correta
A alternativa correta é a que indica as bactérias do rúmen de bovinos. Bovinos são mamíferos ruminantes que abrigam no rúmen uma comunidade simbiótica de bactérias, fungos e protozoários estritamente anaeróbios capazes de sintetizar e secretar um complexo de celulases (endoglucanases, exoglucanases e β-glicosidases). Essas enzimas degradam eficientemente a celulose das paredes celulares vegetais em moléculas de glicose simples, exatamente a conversão indicada na etapa de "Hidrólise enzimática" do esquema.
3. Análise dos Distratores (Alternativas Incorretas)
- células entéricas de gaviões.: Incorreta. Gaviões são aves de hábitos estritamente carnívoros; suas células intestinais produzem enzimas voltadas à absorção e digestão de proteínas e lipídios de origem animal, sendo desprovidas de microbiota ou maquinário celulolítico.
- suco pancreático de humanos.: Incorreta. O suco pancreático humano secreta amilase pancreática, a qual hidrolisa exclusivamente ligações α−1,4-glicosídicas (presentes no amido e glicogênio), sendo completamente inerte contra a ligação β−1,4-glicosídica da celulose.
- glândulas salivares de roedores.: Incorreta. As glândulas salivares de roedores secretam ptialina (amilase salivar) e muco, que atuam sobre o amido. Embora alguns roedores apresentem fermentação cecal pós-gástrica, suas glândulas salivares não produzem celulases.
- macerado do estômago de macacos.: Incorreta. O estômago de primatas produz ácido clorídrico (HCl) e pepsinogênio (ativado em pepsina) para a quebra inicial de proteínas, não possuindo enzimas capazes de quebrar resíduos lignocelulósicos em glicose.