Respiración celular

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

a realizar el 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.

Proceso catabólico.

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

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 ácido pirúvico(piruvato).(citosol)

Ciclo de Krebs o Ciclo de Acido Cítrico -

completa el rompimiento de glucosa.(matriz)

Cadena de transporte de electrones y

fosforilación oxidativa – es donde ocurre la

mayor síntesis de ATP. (membrana interna)

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-

Finalizada la glucólisis:

Se han formado 2 ATP (netos), 2 NADH y 2

moléculas de ácido pirúvico(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 CO2 y 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(4C) para formar citrato (6C), 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 ácido

pirúvico

3 NADH + FADH2 + ATP + 2CO2.

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 lácticaProduce 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