RESPIRACIÓN CELULAR (RC) RC: Proceso metabólico que tiene como objetivo generar E (ATP) a partir de metabolitos primarios (moléculas combustibles). C6H12O6 + 6O2 + 6H20 ---> 6CO2 + 12H2O + ATP

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

Vías Metabólicas Anaeróbicas: No consumen oxígeno libre Aeróbicas: Consumen oxígeno libre

Respiración Celular Se puede dividir en tres procesos metabólicos: La Glucólisis ACETILACION El Ciclo de Krebs La Fosforilación oxidativa o cadena de transporte de e-

Respiración celular La degradación de la glucosa mediante el uso de oxígeno o alguna otra sustancia inorgánica, se conoce como respiración celular. La respiración celular que necesita oxígeno se llama respiración aeróbica.

Algunas moléculas que participan en el metabolismo energético

Respiración Celular citoplasma

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

CUADRO RESUMEN DE LAS 3 ETAPAS DE CICLO DE KREBS AcCoA

Glucólisis Ocurre en el Citoplasma, en ausencia de oxígeno (reacción anaeróbica) 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.

G L U C Ó I S

Glucólisis Citoplasma

RXS ATP NADH2 FADH2 ATP TOTAL Glicólisis 2 Acetilación Ciclo Krebs Producción bruta

Respiración anaeróbica No todas las formas de respiración requieren oxígeno. Algunos organismos (bacterias) degradan su alimento por medio de la respiración anaeróbica. Aquí, el aceptor final de electrones es otra sustancia inorgánica diferente al oxígeno. Se produce menos ATP que en la respiración aeróbica.

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 alcohólica 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

AcCoA CO2

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.

2 2 2 (+) ac. Oxalacético= 2 C-C-C-C 2 C-C-C-C-C-C- = acido cítrico + 2NADH

RXS ATP NADH2 FADH2 ATP TOTAL Glicólisis 2 Acetilación Ciclo Krebs Producción bruta

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.

RXS ATP NADH2 FADH2 ATP TOTAL Glicólisis 2 Acetilación Ciclo Krebs 6 Producción bruta

Las otras vías de los metabolitos primarios

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

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

Resultado de la Respiración Celular

RXS ATP NADH2 FADH2 ATP TOTAL Glicólisis 2 6+2=8 8 Acetilación 6 Ciclo Krebs 18+4=22 22+2=24 24 Producción bruta 38

Resultado de la Respiración Celular

Ciclo de Krebs Cadena de electrones