RESPIRACIÓN CELULAR C6H12O6 + O2 CO2 + H2O + ATP

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2 RESPIRACIÓN CELULAR C6H12O6 + O2 CO2 + H2O + ATP

3 RESPIRACION 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

4 La glucosa es el ejemplo más común para examinar las reacciones y caminos involucrados
Cada célula convierte la energía de los enlaces químicos de los nutrientes en energía del ATP, por un proceso denominado “respiración celular”. La respiración celular puede ser aerobia o anaerobia

5 RESPIRACION CELULAR La respiración aerobia requiere oxigeno molecular (O2) y esta es mucho más común Las vías anaerobias, entre las que incluyen la fermentación no necesitan oxigeno.

6 RESPIRACION CELULAR Se puede dividir en tres procesos metabólicos:
La Glucólisis El Ciclo de Krebs La Fosforilación oxidativa o cadena de transporte de e-

7 GLUCÓ - AZÚCAR, LISIS - ROMPER
Glucólisis: es el primer paso de la respiración celular y consiste en una serie de reacciones que ocurren en el citoplasma: de la célula y por las cuales, a partir de una molécula de glucosa, se producen dos moléculas de ácido pirúvico (piruvato). La glucolisis se da en ausencia de oxigeno, son reacciones anaerobias

8 LA GLUCÓLISIS Todos los organismos llevan a cabo la glucólisis
LA GLUCÓLISIS Todos los organismos llevan a cabo la glucólisis. La glucólisis se divide en dos partes; en la primera la molécula de glucosa se divide en dos moléculas de gliceraldehido-3-fosfato y en la segunda estas dos moléculas se convierten en dos moléculas de ácido pirúvico (piruvato). Durante la glucólisis se producen: dos moléculas de ATP, 2 NADH (Coenzima), 2 Piruvatos, 2 H2O

9 OBJETIVO DE LA GLUCÓLISIS
Transformar la glucosa en ácido pirúvico. Reducir una la molécula de 6C a dos de 3C. Este proceso se cumple en el citoplasma.

10 OBJETIVO DE LA GLUCÓLISIS
glucosa + 2Pi + 2ADP + 2NAD+   →   2 Ácidos pirúvicos + 2ATP + 2NADH + 2H+ En ausencia de oxígeno, luego de la glucólisis se lleva a cabo fermentación (respiración celular anaeróbica). Aalgunas bacterias sólo llevan a cabo fermentación, mientras que la gran mayoría de los organismos (incluidos los humanos) pueden llevar a cabo respiración celular aeróbica y anaeróbica.

11 RESPIRACIÓN AEROBIA Y ANAEROBIA
Se transfieren electrones de las moléculas de combustible a una cadena de transporte; el aceptador final de electrones es una sustancia inorgánica como nitrato o sulfato, no oxigeno molecular. La fermentación es un proceso anaerobio en el que no participa una cadena de transporte de electrones . Hay una ganancia apenas de dos moléculas de ATP, por cada uno de glucosa.

12 RESPIRACIÓN AEROBIA Y ANAEROBIA
RESPIRACION AEROBIA Durante la respiración aerobia se oxida una molécula de combustible, como la glucosa, para formar dióxido de carbono y agua. Esta tiene 4 etapas que son: 1.-GLUCÓLISIS: una molécula de glucosa de seis carbonos, se convierte en dos moléculas de piruvato, de tres carbonos, con la formación de ATP y NADH.

13 2.-FORMACION DE ACETILCOENZIMA A: cada molécula de piruvato entra en una mitocondria y se oxida para convertirse en una molécula de dos carbonos y se combina con la coenzima A ; se produce NADH y se libera dióxido de carbono como desecho. 3.-CICLO DE KREBS: entran dos grupos acetilo por cada glucosa. Cada grupo acetilo, de dos carbonos, se combina con oxalacetato, de cuatro carbonos, para formar citrato. Las dos moléculas de CO2 se extraen y regeneran oxalacetato y se forma energía en forma de ATP, tres NADH y un FADH2 por grupo acetilo.

14 4.- CADENA DE TRANSPORT DE ELECTRONES Y QUIMIÓSMOSIS:
Los electrones extraídos de la glucosa durante las etapas precedentes se transfieren de NADH y FADH2 a una cadena de compuestos aceptores de electrones. A medida que los electrones pasan de un aceptor a otro, parte de su energía se emplea para bombear hidrogeniones a través de la membrana de la mitocondria con lo que se forman los protones y con esa energía se forma el ATP.

15 RESPIRACION ANAEROBIA
Muchos organismos y algunas células vivas viven sin O2, obteniendo toda su energía a partir de la glucólisis y fermentación. Estas vías oxidan parcialmente la glucosa y generan productos con energía como el ácido láctico y el alcohol principalmente.

16 RESPIRACIÓN ANAEROBIA
Cada célula convierte la energía de los enlaces químicos de los nutrimentos en energía del ATP por un proceso denominado respiración celular. La respiración celular puede ser aerobia o anaerobia. La respiración aerobia requiere oxigeno molecular (O2) y la anaerobia, al igual que la fermentación no necesitan oxigeno. La mayor parte de las células utilizan la respiración aerobia.

17 RESPIRACIÓN ANAEROBIA
Las tres vías (respiración aerobia, anaerobia y la fermentación ) son exergonicas y liberan energía libre. La mayor parte de los eucariontes y procariontes utilizan la respiración aerobia. Casi todas las células de plantas, animales, protistas, hongos y bacterias emplean la respiración aerobia para obtener energía a partir de glucosa.

18 RESPIRACION ANAEROBIA

19 Láctica: 2 ácido pirúvico + 2 NADH  2 ácido láctico + 2 NAD+

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21 Alcohólica: 2 ácido pirúvico + 2 NADH  2 etanol + 2 CO2 + 2 NAD+

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23 FERMENTACIÓN Es el catabolismo anaeróbico de la glucosa.
La realizan organismo que viven en medios con poco o nada de oxígeno: levaduras y bacterias, por ejemplo. Se da luego de la glucólisis, también en el hialoplasma No se degrada por completo la cadena de Carbono. Existen dos tipos principalmente:

24 FERMENTACIÓN LÁCTICA Los ácidos pirúvicos son degradados a ácido láctico para liberar el NADH y que este, esté disponible en la degradación de otra molécula de glucosa. Se da en las personas cuando hacen ejercicios. Al no existir una capacidad respiratoria adecuada, no hay oxígeno suficiente para los requerimientos del momento

25 FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
Los ácidos pirúvicos son degradados a alcohol etílico y CO2 para liberar el NADH y que este, esté disponible en la degradación de otra molécula de glucosa. La realizan las levaduras del género Saccharomyces. Así se produce la cerveza y el vino.

26 RESPIRACION AEROBIA La mayor parte de las células eucariontes y procariontes requieren oxigeno para respirar, casi todas las células de plantas, animales, protistas, hongos y bacterias emplean la respiración aerobia para obtener energía a partir de la glucosa. Se lleva acabo en cuatro etapas; la glucólisis, formación de acetil coenzima A, ciclo de Kreps y la cadena de transporte de electrones y quimiosmosis.

27 RESPIRACION AEROBIA

28 En la matriz del piruvato reacciona con una molécula llamada coenzima A. (VER IMAGEN). Cada molécula de piruvato se rompe en CO2 y una molécula de dos carbonos llamado grupo acetilo que de inmediato se une a la coenzima A (CoA) para formar un complejo de acetil-coenzima (se abrevia acetil CoA). Durante esta reacción se transfieren dos electrones energéticos y un ion hidrogeno al NAD para formar NADH.

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30 EL PIRUVATO ES TRANSPORTADO A LA MATRIZ MITOCONDRIAL, DONDE SE DESCOMPONE MEDIANTE EL CICLO DE KREPS
El piruvato es el producto final de la glucolisis y que sintetiza en la parte fluida del citoplasma. El piruvato se difunde por el lado bajo de su gradiente de concentración al interior de la mitocondria, a traves de los poros de las membranas mitocondriales, hasta alcanzar la matriz mitocondrial donde se utiliza en la respiración celular.

31 EL PIRUVATO ES TRANSPORTADO A LA MATRIZ MITOCONDRIAL, DONDE SE DESCOMPONE MEDIANTE EL CICLO DE KREPS
En la matriz del piruvato reacciona con una molécula llamada coenzima A. (VER IMAGEN). Cada molécula de piruvato se rompe en CO2 y una molécula de dos carbonos llamado grupo acetilo que de inmediato se une a la coenzima A (CoA) para formar un complejo de acetil-coenzima (se abrevia acetil CoA). Durante esta reacción se transfieren dos electrones energéticos y un ion hidrogeno al NAD para formar NADH.

32 OBJETIVO DEL CICLO DE KREBS
Generar H+ unidos a moléculas de NADH o FADH. Liberar el CO2 Este proceso se cumple en la mitocondria

33 Las etapas siguientes de la relación forman una vía cíclica que se le conoce como ciclo de kreps (también conocido como ciclo del acido cítrico) La glucolisis y la respiracion celular proceso Localización Reacciones Portaciones de electrones formados Rendimiento de ATP (por molecula de glucosa) glucolosis Citoplasma fluido La glucosa se descompone en dos piruvatos 2NADH 2ATP Respiración celular Formacion de acetil CoA Matriz de la mitocondria Cada piruvato se combina con la coenzima A para formal acetil CoA y CO2 Ciclo de kreps El grupo acetilo de la CoA se metaboliza a dos CO2 6NADH, 2 FADH2 2 ATP Transporte de electrones Membrana interna, compartimento intermembranoso La energía de los electrones del NADH y dos FADH2 se usa para bombear H al interior del compartimento intermembranoso, el gradiente de H se usa para sintetizar ATP: tres ATP por NADH, dos ATP por FADH2 32-34 ATP

34 SISTEMA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES DE LAS MITOCONDRIAS.

35 1.-Las moléculas portadoras de electrones NADH y FADH2 depositan sus electrones energéticos en los portadores del sistema de transporte situados en la membrana interna 2.- Los electrones pasan de un portador a otro dentro del sistema de transporte. Parte de su energía se utiliza para bombear iones hidrogeno, a través de la membrana interna de la matriz al interior del comportamiento ínter membranoso. Esto crea un gradiente de iones hidrogeno que es el motor de la síntesis ATP. 3.-Al final del sistema de transporte de electrones cuya energía se ha agotado se combinan con oxigeno y iones de hidrogeno en la matriz para formar agua.

36 OBJETIVO DE LA CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES
Producir ATP, a partir de ADP + P, por acción de la enzima ATP sintetasa. Esta enzima usa como fuente de energía una gradiente de concentración de hidrógenos generada entre el espacio intermembranal y la matriz de la mitocondria.

37 RESUMEN

38 C c c Piruvato GLUCOLISIS NAD CoA NADH CO2

39 Cadena de transporte de electrones- los electrones producidos en glucólisis y en el ciclo de Krebs pasan a niveles más bajos de energía 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. En la cadena se producen 34 moléculas de ATP a partir de una molécula inicial de glucosa.

40 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.

41 Respiración celular anaeróbica- ocurre en ausencia de oxígeno
Respiración celular anaeróbica- ocurre en ausencia de oxígeno. Este mecanismo no es tan eficiente como la respiración aeróbica, ya que sólo produce 2 moléculas de ATP, pero al menos permite obtener alguna energía a partir del piruvato que se produjo en la glucólisis. Hay dos tipos de respiración celular anaeróbica: fermentación láctica y fermentación alcohólica.

42 FERMENTACIÓN LÁCTICA Fermentación láctica, ocurre en algunas bacterias y gracias a este proceso obtenemos productos de origen lácteo tales como yogurt, crema agria y quesos. Este proceso sucede también en el músculo esqueletal humano cuando hay deficiencia de oxígeno, como por ejemplo, durante el ejercicio fuerte y continuo. La acumulación del ácido láctico causa el dolor característico cuando ejercitamos los músculos excesivamente. Ácido pirúvico + NADH H ácido láctico NAD+

43 FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
Ácido pirúvico acetaldehído + CO2 acetaldehído + NADH + H etanol + NAD+ Este tipo de fermentación ocurre en levaduras, ciertos hongos y algunas bacterias, produciéndose CO2 y alcohol etílico (etanol); ambos productos se usan en la producción de pan, cerveza y vino.

44 PRODUCCIÓN DE ATP En la respiración celular aeróbica se producen 36 moléculas 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.