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