respiraciÓn celular es el proceso por el cual la energía química de las moléculas de...

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