RESPIRACIÓN CELULAR

Objetivos Comprender el proceso de respiración celular y caracterizar las etapas. Diferenciar entre la respiración aeróbica y la respiración anaeróbica. Conocer los distintos tipos de fermentación y su utilización en la vida diaria.

INTRODUCCIÓN LA GLUCOSA ES LA PRINCIPAL FUENTE DE ENERGÍA DE LOS SERES VIVOS. ESTA MOLÉCULA PUEDE SER OXIDADA Y LIBERAR GRAN PARTE DE LA ENERGÍA DE SUS ENLACES. LA ENERGÍA LIBERADA ES RETENIDA EN FORMA DE ATP, MEDIANTE 3 PROCESOS BIOQUÍMICOS: FERMENTACIÓN RESPIRACIÓN AERÓBICA RESPIRACIÓN ANAERÓBICA

INTRODUCCIÓN glucosa oxígeno dióxido agua energía de carbono C6H12O6 + O2 6CO2 + 6H2O + ATP glucosa oxígeno dióxido agua energía de carbono

GLUCÓLISIS Ocurre en el citoplasma. A partir de glucosa, se producen dos moléculas de ácido pirúvico (piruvato) de 3 átomos de carbono. Esta división libera energía formando 4 ATP y 2 NADH. La producción neta corresponde a 2 ATP dado que se utilizan 2 ATP para que la glucólisis pueda ocurrir.

El ácido pirúvico puede seguir 2 rutas:  GLUCÓLISIS glucosa + 2Pi + 2ADP + 2NAD+   →   2 Ácidos pirúvicos + 2ATP + 2NADH + 2H+ El ácido pirúvico puede seguir 2 rutas: En ausencia de oxígeno, lleva a cabo fermentación. En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico ingresa a las mitocondrias y se lleva a cabo la respiración celular.

ESQUEMA DE LA GLUCÓLISIS

ETAPAS DE LA GLUCÓLISIS

RESPIRACIÓN AERÓBICA

Entrada o Fase de acetilación Ciclo de Krebs RESPIRACIÓN AERÓBICA Comprende 5 etapas: Glucólisis Entrada o Fase de acetilación Ciclo de Krebs Cadena trasportadora de electrones (cadena respiratoria) Fosforilación oxidativa

RESPIRACIÓN AERÓBICA: Conjunto de reacciones en las cuales el ácido pirúvico se transforma en CO2 y H2O. En el proceso, se producen 36 moléculas de ATP. En las células eucariotas ocurre en la Mitocondria

FASE DE ACETILACIÓN

CICLO DE KREBS Se realiza en matriz mitocondrial Requiere oxígeno. El Acetil Coenzima A ingresa al ciclo de krebs y da origen a 2 moléculas de CO2. En el ciclo de krebs se obtiene : 3 moléculas de NADH, 1 molécula de FADH y 1 molécula de ATP.(GTP). Como en la glucólisis se producen 2 moléculas de ácido pirúvico, por la degradación de una molécula de glucosa, se forma 2 moléculas de Acetil Coenzima A y por ende los productos generados se multiplican por 2.

CICLO DE KREBS Ocurre en la matriz mitocondrial. Este ciclo comienza con la unión del Acetil Co A (2C) con el ácido oxaloacético (4C), incorporando agua, con formación del ácido cítrico (6C). El ácido cítrico se descarboxila y reduce al NAD (se forma NADH), obteniéndose el ácido alfa-cetoglutárico (5C). El ácido alfa-cetoglutárico incorpora agua, reduce al NAD, se descarboxila, se fosforila el ADP con formación de ATP dando origen al ácido succínico (4C). El ácido succínico reduce al FAD (se forma FADH2) obteniéndose el ácido fumárico (4C). El ácido fumárico incorpora agua y se transforma en ácido málico (4C). El ácido málico reduce al NAD, dando origen al ácido oxaloacético, cerrándose el ciclo.

Respiración celular: ciclo de Krebs

CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES. Los electrones producidos en glucólisis y en el ciclo de Krebs y se libera energía para formar ATP. Durante este transporte de electrones las moléculas transportadoras se oxidan y se reducen. El último aceptador de electrones de la cadena es el oxígeno.

Cadena respiratoria

CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES Se da inicio a al cadena transportadora de electrones, formada por un grupo de enzimas ubicadas en la membrana interna de la mitocondria que aceptan y transfieren electrones. Tanto NADH como FADH2 ceden sus electrones produciendo energía que es utilizada para el bombeo de H+, donde se acumula. Los electrones se unen al oxígeno, aceptor final de la cadena, formando una molécula de agua. Debido al flujo de electrones, más la energía proporcionada por el FADH y el NADH se forman moléculas de ATP en la etapa siguiente.

FOSFORILACIÓN OXIDATIVA Todas las reacciones de transferencia de electrones son exergónicas. - Se fosforila el ADP y transformarlo en ATP. Estas reacciones reciben el nombre de fosforilación oxidativa, dado que la energía necesaria para desencadenar el proceso proviene de reacciones de oxidación. Por cada NADH que ingresa a la cadena transportadora de electrones se forman 3 ATP y por cada FADH se forman 2 ATP. Haciendo un balance energético se obtienen 38 ATP como rendimiento máximo teórico de la respiración aeróbica.

FERMENTACIÓN

Fermentación Láctica (Lactobacillus) Yogurt

Fermentación alcohólica (Levaduras, Bacterias y Hongos)

Fermentación butiríca Es la conversión de los glúcidos en ácido butírico. Se lleva a cabo gracias bacterias de el género clostridium Se produce a partir de la lactosa con la formación de ácido butírico y gas. Es la responsable de que la mantequilla se ponga rancia.

Fermentación acética (Acetobacter) Es producida por bacterias del género Acetobacter, un grupo de bacterias aeróbicas que transforma el alcohol en ácido acético. Se utiliza para fabricar vinagre. La formación de ácido acético (CH3COOH) resulta de la oxidación del alcohol en presencia de oxígeno.

Fermentación pútrida Corresponde a la degradación de sustratos de naturaleza proteica para dar como productos aminas, en ausencia de sustratos oxidantes. Se obtiene como productos sustancias mal olientes tales como indol, escatol y cadaverina

ACTIVIDADES: complete el siguiente cuadro comparativo REACTANTES PRODUCTOS PRODUCIDA POR: USOS FERMENTACIÓN LÁCTICA FERMENTACIÓN BUTÍRICA FERMENTACIÓN ACÉTICA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA FERMENTACIÓN PÚTRIDA

RESUMEN. Producción de ATP En la respiración celular aeróbica se producen 38moléculas de ATP a partir de una molécula de glucosa, mientras que en la ruta anaeróbica sólo se extraen 2 moléculas de ATP a partir de una molécula de glucosa.