RESPIRACIÓN RESPIRACIÓN CELULARCELULAR

Es el proceso por el cual la energía química de las moléculas de "alimento" es liberada y parcialmente capturada en forma de ATP

Los carbohidratos, grasas y proteínas pueden ser usados como fuentes de energía en respiración celular

La glucosa es el ejemplo más común para examinar las reacciones y caminos involucrados

Vías Metabólicas

• Anaeróbicas: No consumen oxígeno libre

• Aeróbicas: Consumen oxígeno libre

Respiración Celular

Se puede dividir en tres procesos metabólicos:

• La Glucólisis

• El Ciclo de Krebs

• La Fosforilación oxidativa o cadena de transporte de e-

Algunas moléculas que participan en el

metabolismo energético

Respiración Celular

citoplasma

UbicaciónUbicación de los Procesos

Cada uno de ellos se lleva a cabo en una región específica de la célula:

• La Glucólisis, en el Glucólisis, en el citoplasmacitoplasma

• El Ciclo de Krebs en la matriz matriz de lade la mitocondriamitocondria

• La cadena transporte de e- en la membrana interna membrana interna de la mitocondriade la mitocondria

Ubicación de los Procesos

Fase I

Glucólisis

CITOPLASMA

Fase IIFase II

Ciclo de KrebsCiclo de Krebs

Fase III Cadena trasportadora

de electrones

Ubicación de los Procesos

Membrana interna

Ribosomas

Glucólisis

• Ocurre en el Citoplasma, en ausencia de oxígeno (reacción anaeróbica)

• La Glucosa (azúcar de 6 carbonos) se rompe en dos moléculas de tres tres carbonoscarbonos llamadas piruvatopiruvato.

• Ganancia neta de 2 moléculas de ATP2 moléculas de ATP y 2 moléculas de NADH2 moléculas de NADH.

Glucólisis

• El rendimiento neto de la glucólisis son por cada glucosa ingresada:

• 2 ATP

• 2 NADH (Coenzima)

• 2 Piruvatos

• 2 H2O

Glucólisis

Glucólisis incluyendo las Enzimas

Glucólisis

Citoplasma

Fermentación AlcohólicaProtozoarios, Protistas

(levaduras)• A la falta de oxígeno, el ácido pirúvico puede convertirse en

etanol (alcohol etílico) o ácido láctico según el tipo de célula • El ácido pirúvico formado en la glucólisis se convierte

anaeróbicamente en etanol. • En el primer caso se libera dióxido de carbono, y en el segundo

se oxida el NADH y se reduce a acetaldehído.

Alcohólica: 2 ácido pirúvico + 2 NADH 2 etanol + 2 CO2 + 2 NAD+

Fermentación LácticaCélulas animales

• En esta reacción el NADH se oxida y el ácido pirúvico se reduce transformándose en ácido láctico.

• En las células musculares como resultado de ejercicios extenuantes durante los cuales el aporte de oxígeno no alcanza a cubrir las necesidades del metabolismo celular.

Láctica: 2 ácido pirúvico + 2 NADH 2 ácido láctico + 2 NAD+

Proceso de Fermentaciónalcohólica y láctica

Citoplasma

Glu

có

lisis

Ciclo de KrebsReacciones Aeróbicas

• Se lleva a cabo en la matriz mitocondrial

• El Piruvato es transportado dentro de la mitocondria y pierde dióxido de carbono para formar la Acetil Coenzima A (Acetil CoA), una molécula de dos carbonos.

• Cuando la acetil CoA es oxidada a dióxido de carbono en el ciclo de Krebs, la energía química es liberada y capturada en forma de NADH, FADH2 y ATP

Ciclo de Krebs

Citoplasma

Formado en la Glucólisis

Preparación del Ácido Pirúvico

• El ácido pirúvico sale del citoplasma y atraviesa las membranas externa e interna de las mitocondrias.

• Antes de ingresar al Ciclo de Krebs, el ácido pirúvico, (3 C), se oxida. carbono (descarboxilación oxidativa) y queda un grupo acetilo (Acetil-CoA), de dos carbonos.

• En esta reacción exergónica, el hidrógeno del carboxilo reduce a una molécula de NAD+ a NADH.

Ciclo de Krebs

• Rendimiento es por cada grupo acetilo que ingresa al ciclo:

• 2 moléculas de CO2

• 1 molécula de ATP• 3 moléculas de NADH• 1 molécula de FADH2

• Ambas moléculas son transportadores de electrones y transfieren energía al ATP por la vía de la cadena de transporte de electrones.

Fosforilación oxidativa por la Cadena de transporte

de electrones • Ocurre en la Membrana interna de la

mitocondria

• Permite la liberación de una gran cantidad de energía química almacenada en el NAD+ que había sido reducido a NADH y FAD reducido a FADH2.

• La energía liberada es capturada en la forma de un ATP: 3 ATP por NADH y 2 ATP por FADH2.

• Los transportadores de electrones se reducen y oxidan para ir cediendo electrones siendo el Oxigeno el aceptor final de electrones

Mecanismos producción ATP

• Fosforilación (adición de un grupo fosfato al ADP)

• Teoría de la quimiósmosis: se da en las membranas, por medio de la actividad de la ATP sintetasa

• Uso de la energía almacenada en el gradiente de concentración de iones H+

Cadena de electrones

alta concentración

de H+ ATP sintetasa ATP sintetasa utiliza el gradiente utiliza el gradiente

de energía para de energía para producir ATPproducir ATPMembrana

ENERGÍA DEL NADH

baja concentración

de H+

ATPsintetasa

Cadena de transporte de

electrones

Quimiósmosis del ATP

Cadena transportadora de e-

Formación de ATP a partir de la cadena transportadora de

e-

Resultado de la Respiración Celular

Ciclo de KrebsCadena de electrones

Resultado de la Respiración Celular