RESPIR

ACIÓN C

ELULA

RTE

MA 3

RESPIRACIÓN CELULAR

• La respiración celular es la liberación controlada de energía en forma de ATP (Adenosin Tri Phosphate) a partir de compuestos orgánicos en las células.

• Además, es un serie de reacciones que se llevan a cabo en condiciones aeróbicas en las que el piruvato se descompone en CO2 y agua.

• Las ultimas reacciones de la respiración celular necesitan oxigeno ya que es el receptor final de electrones.

• Existen 2 tipos: la que utiliza oxígeno (Aerobia) y la no utiliza oxígeno (Anaerobia)

RESPIRACIÓN CELULAR AEROBIA

• EN LAS CELULAS EUCARIOTAS, LA RESPIRACION CELULAR SE DA EN LAS MITOCONDRIAS

• RECORDEMOS QUE LA MITOCONDRIA POSEE 2 MEMBRANAS QUE FORMAN 2 COMPARTIMENTOS: UNO INTERNO ENCERRADO EN LA MEMBRANA INTERNA Y CONTIENE LA MATRIZ FLUIDA; Y OTRO COMPARTIMENTO INTERMEMBRANOSO ENTRE LA MEMBRANA INTERNA Y EXTERNA.

• LA MAYOR PARTE DEL ATP QUE SE FORMA DURANTE LA RESPIRACION CELULAR ES GENERADO POR REACCIONES ENZIMATICAS EN LA MATRIZ, POR PROTEÍNAS DE TRANSPORTE DE ELECTRONES DE LA MEMBRANA INTERNA Y POR EL MOVIMIENTO DE H+ MEDIANTE LAS PROTEÍNAS SINTETIZADORAS DE ATP DE LA MEMBRANA INTERNA.

RESPIRACIÓN CELULAR AEROBIA

• LOS PROCESOS DE LA RESPIRACION CELULAR SE PUEDEN RESUMIR DE LA SIGUIENTE MANERA: FORMACION DE LA ACETILCOENZIMA A, Y EL CICLO DE KREBS

1. LAS 2 MOLECULAS DE PIRUVATO OBTENIDAS DE LA GLUCÓLISIS EN EL CITOSOL, INGRESAN AL INTERIOR DE LA MATRIZ MITOCONDRIAL ATRAVESANDO SUS 2 MEMBRANAS.

2. CADA PIRUVATO REACCIONA CON LA COENZIMA A Y SE ROMPE EN CO2 , Y 2 GRUPO ACETILO (H3C-COOH) QUE REACCIONA CON LA COENZIMA A FORMANDO EL ACETIL-COENZIMA A E INGRESA AL CICLO DE KREBS; EL CUAL LIBERA LOS CARBONOS RESTANTES EN FORMA DE 2 CO2 PRODUCE 1 ATP POR CADA PIRUVATO Y ENTREGA ELECTRONES ENERGÉTICOS A VARIAS MOLÉCULAS PORTADORAS (3 NICOTINAMIDA ADENIN DINUCLEÓTIDO NAD+ Y 1 FLAVIN ADENIN DINUCLEÓTIDO FAD)

RESPIRACIÓN CELULAR AEROBIA

3. DICHOS PORTADORES DE ELECTRONES LOS DONAN AL SISTEMA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES DE LA MEMBRANA (TRANSFORMANDO AL NAD+ EN NADH X 10 Y AL FAD EN FADH2 X 2), CUYA ENERGÍA SIRVE PARA TRANSPORTAR H+ DE LA MATRIZ MITOCONDRIAL AL COMPARTIMENTO INTERMEMBRANOSO.

4. AL TERMINO DEL SISTEMA , LOS ELECTRONES SE COMBINAN CON H+ Y O2

PRODUCIENDO MOLÉCULAS DE AGUA (AGUA METABÓLICA). LOS PORTADORES AGOTADOS SE UTILIZAN DE NUEVO EN EL CICLO DE KREBS.

5. POR QUIMIÓSMOSIS, EL GRADIENTE DE H+ CREADO POR EL SISTEMA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES SE DESCARGA POR MEDIO DE LAS ENZIMAS SINTETIZADORAS DE ATP EN LA MEMBRANA INTERNA Y SE UTILIZA LA ENERGÍA PARA PRODUCIR 32 A 34 MOLECULAS DE ATP, COMBINANDO EL ADP CON FOSFATO INORGÁNICO.

RESPIRACIÓN CELULAR AEROBIA

6. EL ATP ES TRANSPORTADO FUERA DE LA MITOCONDRIA Y AL INTERIOR DEL CITOSOL, DONDE SUMINISTRA ENERGIA PARA SUS ACTIVIDADES CELULARES.

• CONCLUSION: En la respiración celular aeróbica el piruvato puede ser descompuesto en las mitocondrias en dióxido de carbono y en agua, con un gran rendimiento de ATP.

CICLO DE KREBS

CICLO DE KREBS

• EL CICLO DE KREBS O DEL ACIDO CÍTRICO –POR SER EL PRODUCTO QUE INGRESA EN SU FORMA RADICAL CITRATO- SE DENOMINA ASÍ EN HONOR A SU DESCUBRIDOR EL ALEMAN HANS KREBS.

• LOS PASOS SECUENCIALES DE ESTE CICLO SE INDICAN A CONTINUACIÓN

1. LA ACETIL COENZIMA A (CoA) DONA SU GRUPO ACETILO AL OXALOACETATO PARA FORMAR CITRATO.

2. EL CITRATO EXPERIMENTA UNA TRANSPOSICION A ISOCITRATO

CICLO DE KREBS

CICLO DE KREBS

3. EL ISOCITRATO PIERDE UN ÁTOMO DE CARBONO EN FORMA DE CO2 Y FORMA EL ALFA (α) CETOGLUTARATO Y SE FORMA EL NADH A PARTIR DE NAD+.

4. EL α-CETOGLUTARATO PIERDE UN ÁTOMO DE CARBONO EN FORMA DE CO2 Y FORMA EL SUCCINATO, SE FORMA EL NADH A PARTIR DE NAD+ Y SE ALAMACENA MAS ENERGÍA EN ATP.

5. HASTA AQUÍ YA SE HAN DESPRENDIDO 2 ATOMOS DE CARBONO PARA FORMAR 2 MOLECULAS DE CO2 Y JUNTO CON LA QUE SE LIBERÓ DURANTE LA FORMACION DE LA ACETIL CoA, HAN ACABADO CON LA MOLÉCULA DE PIRUVATO ORIGINAL

CICLO DE KREBS

CICLO DE KREBS6. EL SUCCINATO SE TRANSFORMA EN FUMARATO Y EL PORTADOR DE

ELECTRONES FAD SE CARGA PARA FORMAR FADH2

7. EL FUMARATO SE TRANSFORMA EN MALATO

8. EL MALATO SE TRANSFORMA EN OXALOACETATO, SE FORMA EL NADH A PARTIR DE NAD+

• CONCLUSIÓN: EL CICLO DE KREBS PRODUCE 3 MOLECULAS DE CO2 Y NADH, 1 FADH2 Y 1 ATP POR CADA MOLECULA DE ACETIL CoA. EL NADH Y EL FADH2 DONAN SUS ELECTRONES AL SISTEMA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES DE LA MEMBRANA INTERNA, DONDE LA ENERGÍA DE LOS ELECTRONES SE USA PARA SINTETIZAR ATP POR QUIMIÓSMOSIS

CICLO DE KREBS

RESPIRACIÓN CELULAR ANAEROBIA

• Es un proceso biológico de oxidorreducción de monosacáridos y otros compuestos en el que el aceptor terminal de electrones es una molécula inorgánica distinta del oxígeno.

• No se debe confundir con fermentación pues en ella, no existe la cadena transportadora de electrones que si hay en la respiracion celular anaerobia

• La realizan exclusivamente algunos grupos de bacterias y para ello utilizan una cadena transportadora de electrones análoga a la de las mitocondria en la respiración aeróbica.

• La sustancia oxidante -sulfato o el nitrato- no es tan potente como el oxigeno

RESPIRACIÓN CELULAR ANAEROBIA

• En la respiración celular anaeróbica el piruvato puede ser transformado en el citoplasma en lactato o en etanol mas dióxido de carbono, sin producción de ATP.

• El etanol y el dióxido de carbono se producen en las levaduras, en tanto que el lactato se produce en las células humanas