RESPIRACIÓN CELULAR

 

Es el proceso por el cual las células degradan las moléculas de alimento para obtener energía. La respiración celular es una reacción exergónica, donde parte de la energía contenida en las moléculas de alimento es utilizada por la célula para sintetizar ATP.

 .La primera de ellas es la glucólisis que ocurre en el citoplasma

. La segunda etapa dependerá de la presencia o ausencia de O2 en el medio, determinando en el primer caso la respiración aeróbica (abunda el oxígeno, el alimento es degradado por moléculas simples CO2 y H20 aportan mucha energía, ocurre en las mitocondrias), y en el segundo caso la respiración anaeróbica o fermentación.

 Procariota: estructura respiratoria de la MP.

 Eucariota: Se lleva a cabo en las mitocondrias (2 membranas una interna y otra externa).

 

Glucolisis

Tiene lugar en una serie de nueve reacciones, cada una catalizada por una enzima específica, hasta formar dos moléculas de ácido pirúvico, con la producción concomitante de ATP. La ganancia neta es de dos moléculas de ATP, y dos de NADH por cada molécula de glucosa. Las reacciones de la glucólisis se realizan en el citoplasma. Es exergórico, libera energía

Sustratos:

1. glucosa
2. NAD+ (oxidado)
3. 2 ADP
4. 2 fosforo inorgánico

Productos:

1. 2 moleculas de ac. Pirúbico (ppal)
2. 2 ATP
3. 2 NADH (reducido)

 

Vías anaeróbicas

 

El ácido pirúvico puede tomar por una de varias vías. Dos son anaeróbicas (sin oxígeno) y se denomina FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA y FERMENTACIÓN LÁCTICA.

A la falta de oxígeno, el ácido pirúvico puede convertirse en etanol (alcohol etílico) o ácido láctico según el tipo de célula. La formación de alcohol a partir del azúcar se llama fermentación. Otras células, como por ejemplo los glóbulos rojos, las células musculares y algunos microorganismos transforman el ácido Pirúvico en ácido láctico. Ocurre en el citoplasma y no produce energía, volver al oxido el NADH para que pueda volver a actuar en la glucolisis.

1. A) Alcohólica : 2 ácido pirúvico + 2 NADH Þ 2 etanol + 2 CO2 + 2 NAD+
2. B) Láctica : 2 ácido pirúvico + 2 NADH Þ 2 ácido láctico + 2 NAD+

 

Respiración Aeróbica

En presencia de oxígeno, la etapa siguiente de la degradación de la glucosa es la respiración, es decir la oxidación escalonada del ácido pirúvico a dióxido de carbono y agua. La respiración aeróbica se cumple en dos etapas: el ciclo de Krebs y el transporte de electrones y la fosforilación oxidativa (estos dos últimos procesos transcurren acopladamente).

En las células eucariotas estas reacciones tienen lugar dentro de las mitocondrias; en las procariotas se llevan acabo en estructuras respiratorias de la membrana plasmática.

Estructura de mitocondrias

 Las mitocondrias están rodeadas por dos membranas, una externa que es lisa y una interna que se pliega hacia adentro formando crestas. Dentro del espacio interno de la mitocondria en torno a las crestas, existe una solución densa (matriz o estroma) que contiene enzimas, coenzimas, agua, fosfatos y otras moléculas que intervienen en la respiración.

La membrana externa es permeable para la mayoría de las moléculas pequeñas, pero la interna sólo permite el paso de ciertas moléculas como el ácido pirúvico y ATP y restringe el paso de otras. Esta permeabilidad selectiva de la membrana interna, tiene una importancia crítica porque capacita a las mitocondrias para destinar la energía de la respiración para la producción de ATP.

La mayoría de las enzimas del ciclo de Krebs se encuentran en la matriz mitocondrial. Las enzimas que actúan en el transporte de electrones se encuentran en las membranas de las crestas.

En las mitocondrias, el ácido pirúvico proveniente de la glucólisis, se oxida a dióxido de carbono y agua, completándose así la degradación de la glucosa. Es importante destacar que el ciclo de Krebs se lleva a cabo en la matriz mitocondrial; mientras que el transporte de electrones y la fosforilación oxidativa se producen a nivel de las crestas mitocondriales.

 

CICLO DE KREBS

Se lleva a cabo en la matriz mitocondrial, mientras que el transporte de electrones y la fosforilación oxidativa a nivel de las crestas mitocondriales. La coenzima A lleva los radicales acetilos al ciclo de Krebs

Sustratos:

ACETIL COA

OXAL ACETILO

COENZIMAS OXIDADAS

GDP

FOSFOROS INORGÁNICOS

Producto:

COENZIMAS REDUCIDAS

GTP

CO2

RESPIRACIÓN AERÓBICA

Transporte de electrones o cadena respiratoria

 

Sustratos:

COENZIMA REDUCIDA

 CO2

Productos:

COENZIMA OXIDADA

H2O (ppal) ultimo eslabon, producto final de la respiración

Cada coenzima de NADH equivale a 3 ATP y cada coenzima FADH2 equivale a 2 ATP

 

Fosforilacion oxidativa (síntesis de ATP)

 

Sustratos:

COENZIMAS REDUCIDAS

 ADP

FOSFORO INORGANICO

Productos:

ATP (ppal)

 COENZIMAS OXIDADAS

Balance

x1 NADH_______3ATP

x1 FADH _______2ATP

Glucólisis:

Sustrato: Glucosa

Producto: 2 Ac pirubico, 2 ATP 2 NADH (total 2 + 6 ATP)

Entrada al ciclo:

Sustrato: 2 Ac pirubico

Producto: 2 acetil coa, 2 CO2, 2 NADH (total 6 ATP)

Ciclo de Krebs:

Sustrato: 2 acetil coa

Producto: 4 CO2, 2 GTP, 6 NADH, 2 FADH (total 2+18+4 ATP)

Cada molécula de glucose, rinde de 36/38 ATP

 

Teoría Quimiosmótica

Explica la sintesis de ATP o fosforilación oxidativa, el ATP es el producto principal de la respiración

“El ciclo de Krebs, es la via final del Catabolismo (conjunto de las reacciones catabólicas)