Respiracion celular2
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Los animales obtienen energía de los alimentos que consumen
En este capitulo vamos a aprender cómo las células convierten la energía química de los alimentos en ATP, la molécula que ayuda ha hacer trabajo celular
Flujo de energía en los ecosistemas
La energía entra al ecosistema como luz solar y sale como calor
Fotosíntesis convierte CO2 y H2O en moléculas orgánicas
La mitocondria libera la energía de estos compuestos y produce ATP en el proceso de respiración celular
Respiración celular
Parte del metabolismo
Catabolismo
Libera energía almacenada en los alimentos y produce ATP
Ocurre en plantas, animales, etc
Necesita oxígeno (aeróbico)
Es la oxidación de los carbohidratos
Ecuación de Respiración Celular
ATP
GLUCOSA + O2 -----> CO2 + H2O + ENERGÍA (ATP Y CALOR)
Trabajo celular: Transporte, Mecánico o Químico
El Proceso de Respiración Celular es uno de Oxidación y Reducción (re-dox)
Es la transferencia de electrones (e-) de un reactivo a otro Oxidación:
Perdida de e- Agente reductor
Reducción: Ganancia de e- Agente oxidante
Algunas reacciones de re-dox no transfieren electrones, sino que cambian como se comparten los electrones en los enlaces covalentes
Reacción de Oxi-Reducción
Metano se oxida; Pierde e- Oxigeno se reduce; Gana e-
En el proceso de respiración celular ….
Glucosa se oxida: En el proceso pierde e- de alta energía
NAD+ se reduce: (aceptador de e-) Los e- de glucosa son transferidos a la molécula de
NAD+ para formar NADH
La molécula de NAD+ acepta los e- de la glucosa y se reduce a NADH
Proceso controlado donde se libera energía para formar ATP. Ocurren una serie de pasos y no en un solo paso. Consume oxígeno. Forma agua y ATP.
Respiración celular se divide en:
Glucólisis – rompe la glucosa en dos moléculas de piruvato
Ciclo de Krebs o Ciclo de Acido Cítrico - completa el rompimiento de glucosa
Cadena de transporte de electrones – es donde ocurre la mayor síntesis de ATP
Respiración celular se divide en:
Glucólisis
Glucosa + NAD+ 2piruvato(3C) + 2ATP+ 2NADH +H2O
Ocurre en el citoplasma y no requiere de O2
Se oxida la glucosa ya que le quitamos e-
La glucosa entra a la célula y es fosforilizada por la enzima hexokinasa.
Esta transfiere un grupo fosfato del ATP al azúcar
Ocurre una segunda fosforilaciónLuego se rompe en 2 PGAL (3C)
Se han gastado 2 ATP
PGAL dona e- a NAD+
Se producen 2NADH Se producen 2 ATP
Se generan otros 2 ATP’s para un total de 4 ATP’s por molécula de glucosa
El producto final son 2 piruvatos
ATP se ha producido con la ayuda de una enzima,
quien transfiere un grupo fosfato de un substrato al ADP
Síntesis de ATP a nivel de sustrato
Finalizada la glucólisis:
Se han formado 2 ATP (netos), 2 NADH y 2 moléculas de piruvato
En presencia de O2 piruvato entra a la mitocondria para completar su degradación a CO2 y H2O
Piruvato posee muchísima energía
Glucosa + NAD+ 2piruvato(3C) + 2ATP+ 2NADH + 2H2O
2 Piruvatos entran a la mitocondria con ayuda de una proteína de transporte. Se convierten en 2
Acetyl-CoA. Se liberan 2 CO2 y 2 NADH
Ciclo de KrebsDos vueltas: ya que tenemos dos acetil-CoA por
molécula de glucosa. Produce por glucosa: 2 ATP, 6 NADH y 2 FADH2
Ocurre en la matriz de la mitocondria
Acetil-CoA (2C) se combina con oxaloacetato para formar citrato (4C), el cual es convertido a
isocitrato (6C)
Se producen 2 NADH (oxidación) la cual contiene los e- de alta energía de la glucosa
Se libera CO2
Se genera 1 ATP y 1 FADH2 por vuelta
Se genera otro NADH y nuevamente terminamos con la producción de oxaloacetato
RESUMENEl Ciclo de Krebs produce por molécula de glucosa
6 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP + 4CO2.
Luego del ciclo de Krebs…
Solamente se han producido 4 ATP por molécula de glucosa
La glucosa ha desaparecido y se ha convertido en CO2 y H2O
No se ha utilizado oxígeno
¿Dónde está la energía de la glucosa?
Cadena de transporte de electrones La energía de la glucosa la contienen los NADH y
FADH2. Esta se utilizará para hacer mas ATP.
Proceso controlado donde se libera energía para formar ATP. Ocurren una serie de pasos y no en un solo paso. Consume oxígeno. Forma agua y ATP.
Cadena de transporte de electrones
Los e- de la glucosa, ahora en los NADH, viajan por una serie de transportadores en la membrana de la mitocondria hasta ser aceptados por oxígeno
En el proceso se forma agua y los e- pierden energía.
Síntesis quimiosmótica del ATP(Fosforilación oxidativa)
La energía liberada es utilizada para generar un gradiente de H+. Una enzima/canal llamada ATP-asa deja pasar los
iones y genera ATP.
Síntesis quimiosmótica del ATP
Electrones fluyen a través de proteínas
Se crea un gradiente de protones
Una enzima-canal (ATP-sintetaza) fosfórila moléculas de ADP convirtiéndolas en ATP
Esta enzima se encuentra en cloroplastos, mitocondrias y membrana plasmática de bacterias
Resumen:Respiración celular produce 38 ATP por molécula
de glucosa
Se generan 3 ATP por cada NADH y 2 ATP por cada FADH2
En ausencia de oxígeno…..
Respiración celular necesita oxígeno, último aceptador de e- de la cadena de transporte
En ausencia de oxígeno algunas células pueden llevar a cabo glucólisis y un trayecto llamado fermentación
Hay dos tipos: fermentación alcohólica y fermentación láctica
En ausencia de oxígeno se lleva a cabo glucólisis y el paso de fermentación
Fermentación alcohólica Convierte el piruvato en 2 etanol y 2 CO2. Produce 2 NAD+ esenciales para que glucólisis pueda ocurrir y
formar ATP.
Fermentación láctica Produce lactato(ácido láctico). No se forma CO2.
Se genera NAD+ para que glucólisis pueda ocurrir.
Fermentación: Fuente de NAD+ para la célula
La importancia del paso de pirúvico a etanol o a ácido láctico NO es la producción de estos compuestos
La célula lleva a cabo fermentación para que glucólisis pueda tener una fuente de NAD+ ya que NO existe cadena de transporte de e-.
Sin NAD+ no ocurriría glucólisis y por tanto no habría ATP y la célula moriría
Fermentación importante en industria.
Otros alimentos nos dan energía
Carbohidratos, grasas y proteínas pueden ser utilizados como combustible para respiracion celular.
Son degradados y formar ATP
Regulación de Respiración Celular
La fosfofructoquinasa es una enzima alostérica
Se inhibe por ATP y citrato
Se estimula por AMP
