RESPIRACIÓN CELULAR 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

Respiración Celular citoplasma

Algunas moléculas que participan en el metabolismo energético

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-

Ubicación de los Procesos Cada uno de ellos se lleva a cabo en una región específica de la célula: La Glucólisis, en el citoplasma El Ciclo de Krebs en la matriz de la mitocondria La cadena transporte de e- en la membrana interna de la mitocondria

Ubicación de los Procesos Fase II Ciclo de Krebs Fase I Glucólisis CITOPLASMA Fase III Cadena trasportadora de electrones

Ubicación de los Procesos Membrana interna Ribosomas

Glucólisis Ocurre en el citoplasma, en ausencia de oxígeno (reacción anaeróbica o anaerobia) La Glucosa (azúcar de 6 carbonos) se rompe en dos moléculas de tres carbonos llamadas piruvato. Ganancia neta de 2 moléculas de ATP y 2 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

Fermentación Alcohólica Protozoarios, 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 Láctica Células 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 Fermentación alcohólica y láctica Citoplasma Glucólisis

Ciclo de Krebs Reacciones 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

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.

Fosforilación oxidativa por la Cadena de transporte de electrones 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

Cadena transportadora de e-

Resultado de la Respiración Celular

Ciclo de Krebs Cadena de electrones

Resultado de la Respiración Celular

Repaso Respiración Celular

Glucólisis Citoplasma

Proceso de Fermentación alcohólica y láctica Citoplasma Glucólisis

Ciclo de Krebs Citoplasma Formado en la Glucólisis

Quimiósmosis del ATP alta concentración de H+ ATP sintetasa utiliza el gradiente de energía para producir ATP Membrana ENERGÍA DEL NADH baja concentración de H+ ATP sintetasa Cadena de transporte de electrones

Formación de ATP a partir de la cadena transportadora de e-