Respiracion Celular
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Respiración celular
Organismos requiren energía para mantener sus células y llevar a cabo sus actividades y funciones.
GTorres
Programa del Diploma – Bachillerato Internacional1er año
¿Qué es la respiración celular?
• Proceso por el cual las células consiguen energía a partir de sus nutrientes.
• Digestión gradual de moléculas nutritivas en serie de reacciones liberación de energía en forma de ATP.
• Quemar: no se controla por enzimas rompimiento de enlaces covalentes muy rápido y en poco tiempo.
• Cada enlace covalente en los azúcares, aa o ácidos grasos representa energía química almacenada.
GTorres
• Respiración celular liberación controlada de energía en la forma de ATP, a partir de compuestos orgánicos. - Definición BI
GTorres
ATP
• Adenosin Trifosfato: nucleótido
• Movimiento dentro de la célula por difusión facilitada.
GTorres
Ciclo ATP – ADP y metabolismo
• ATP reacciona con agua ADP + Pi
• En una ATP: 30-34 kJ mol-1 (0.007cal)
• De una molécula de glucosa: 38% produce ATP, 62% se pierde como calor.
GTorres
La respiración celular como Redox
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O
GTorres
Reacciones y procesos metabólicos ocurren por la energía provista del ATP:-Movimiento de materiales a través de las membranas. -Construcción de biomoléculas.-Movimientos celulares (contracción muscular)
ADP + Pi ATP
respiraciónAzúcar + oxígeno
Dióxido de carbono
GlucólisisGlucosa (C6) se rompe para formar 2 piruvatos (C3)1. Fosforilación: ATP activa glucosa
glucosa fosfato2. Converción a fructosa y adición de
un fosfato extra.3. Lisis: (rompimiento) de la fructosa
formando una triosa fosfato4. Oxidación: de la triosa fosfato
removiendo H. La enzima deshidrogenasa reduce a NAD a NADH
5. Al reducir NADH se pasan los H+ y e- a otra molécula aceptora y se produce NAD otra vez.
GTorres
http://www.youtube.com/watch?v=3GTjQTqUuOw
Partes de una mitocondria
GTorres
Oxidación del piruvato / Reacción de transición
• Cuando hay oxígeno presente, 2 Piruvatos van a la matriz donde son convertidos en 2 Acetil CoA (C2).1. Cada piruvato libera CO2 para
formar acetato. (decarboxilación)2. El acetato es oxidado y da
electrones y H+ a 2 NAD+ → 2 NADH.
3. El acetato se combina con Coenzyme A y produce 2 moléculas de Acetil CoA.
• 2 NADH’s llevan electrones e hidrógenos para la Cadena de Transporte de Electrones.
GTorres
Ciclo de Krebs / Ciclo del ácido cítrico
• Hans Krebs• AcetilCoA reacciona con una
molécula de 4C (oxalacetato) 6C (citrato) + libera CoA• 2 moléculas de CO2 son liberadas• 1 ATP se forma (por fosforilación
de sustrato)• 3 NADH y 1 FADH se forman• Se requieren de dos vueltas del
ciclo para romper ambas moléculas de Acetil CoA.
2 Acetil CoA 4 CO2
2 ATP6 NADH2 FADH2
*Hay varios otros ácidos orgánicos intermedios que no se muestran. GTorres
Cadena de Transporte de Electrones
• NADH y FADH2 producidos anteriormente, van a la CTE.
• NADH y FADH2 liberan electrones hacia las proteínas transportadoras embebidas en la membrana de las crestas. Como los electrones son transferidos, iones de H+ son bombeados a la matriz del espacio intermembrana creando una gradiente de concentración. Los electrones pasan por una serie de 9 proteinas transportadoras hasta que son donados a una molécula de oxígeno (aceptor final).
• ½ O2 + 2 electrones + 2 H+ (a partir de NADH y FADH2 en la matriz) → H2O.
10 NADH 32 ATP2 FADH2 H2O
http://vcell.ndsu.nodak.edu/animations/etc/movie.htm
GTorreshttp://www.youtube.com/watch?v=lRlTBRPv6xM
GTorreshttp://vcell.ndsu.nodak.edu/animations/atpgradient/movie.htm
ATP Synthase
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• Quemiosmosis: Síntesis de ATP por de transporte de electrones vía movimiento de protones.
• Las proteínas transportadoras de electrones están en la membrana interna en un orden específico.
• Estas proteínas oxidan las coenzimas reducidas y la energía del proceso de oxidación se usa para bombear iones de hidrógeno desde la matriz al espacio intermembrana
GTorres
ATP puede sintetizarse de dos formas:
1) Fosforilación a nivel de sustrato (glucólisis & Ciclo de Krebs) Se transfiere energía y
fosfato a ADP usando una enzima, para formar ATP.
2) Fosforilación Quimiosmótica (cadena de transporte de electrones)
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Respiración anaeróbica (no se requiere oxígeno, citoplasma)Respiración anaeróbica (no se requiere oxígeno, citoplasma)
1. Glucólisis(nivel de sustrato)
Glucosa 2 Piruvatos2 ATP 4 ATP (Neto 2 ATP)
2 NADH
Respiración Aeróbica (requiere oxígeno, mitocondria)
2. Oxidación del piruvato
2 Piruvatos 2 CO2
2 NADH2 Acetil CoA
3. Ciclo de Krebs(nivel de sustrato)
2 Acetil CoA 4 CO2
2 ATP6 NADH2 FADH2
4. Cadena de transporte de electrones
(quimiosmótica)
10 NADH 32 ATP2 FADH2 H2OOxygen
Total: 36 ATP producidosGTorres
Otras moléculas pueden formar ATP por Respiración Celular. • Proteínas, glúcidos y lípidos
primero a monómeros y luego ser absorbidos en intestino delgado.
• Monómeros pueden ser luego digeridos a moléculas intermedias antes de entrar a la vía de respiración.
• En vertebrados, el músculo está bien adaptado para la respiración a partir de ácidos grasos.
GTorres
Respiración anaeróbica: Fermentación
• Si NO hay oxígeno no oxidación de piruvato, ni CTE.
• Etanol y lactato son moléculas ricas en energía. – Etanol se usa como
combustible– Lactato se metaboliza
aeróbicamente en el hígado.
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Piruvato etanol + CO2
(En levaduras)
Piruvato lactato(En Animales superiores y algunas levaduras)
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Fermentación alcohólica
• Levaduras: hongos comunes unicelulares
Glucosa6C
Etanol 2C
Etanol 2C
CO2
Piruvato3C
Piruvato3C
CO2
GlucólisisGanancia neta
2ATP GTorres
Fermentación del ácido láctico
Glucosa6C
Lactato 3C
Lactato 3C
Piruvato3C
Piruvato3C
GlucólisisGanancia neta
2ATP
Reacción es reversible
cuando hay oxígeno
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