I N T R O D U C C I Ó N
Las células llevan a cabo diversos procesos para mantener su
funcionamiento normal, muchos de los cuales requieren energía.
La respiración celular es una serie de reacciones mediante
las cuales la célula degrada moléculas orgánicas y produce energía.
Todas las células vivas llevan a cabo respiración celular
para obtener la energía necesaria para sus funciones. Usualmente se usa glucosa
como materia prima, la cual se metaboliza a bióxido de carbono y agua,
produciéndose energía que se almacena como ATP (trifosfato de adenosina).
La molécula de ATP
está formada por adenina, ribosa y tres grupos fosfatos con enlaces ricos en
energía. Cuando la molécula se hidroliza, el fosfato terminal se separa para
formar ADP (difosfato de adenosina) y se libera energía.
El ATP es la fuente
de energía que se usa como combustible para llevar a cabo el metabolismo
celular. Laboratorio 8 L 2 La respiración celular se divide en pasos y sigue
distintas rutas en presencia o ausencia de oxígeno.
En presencia de
oxígeno sucede respiración aeróbica y en ausencia de oxígeno sucede respiración
anaeróbica. Ambos procesos comienzan con la glucólisis.
G L U C Ó L I S I S
Glucólisis es el
primer paso de la respiración celular y consiste de 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).
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.
Glucólisis: En
ausencia de oxígeno, luego de la glucólisis se lleva a cabo fermentación
(respiración celular anaeróbica).
Algunas 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.
R E S P I R A C I Ó N
C E L U L A R A E R Ó B I C A
La respiración
celular aeróbica es el conjunto de reacciones en las cuales el ácido pirúvico
producido por la glucólisis se transforma en CO2 y H2O, y en el proceso, se
producen 32 moléculas de ATP.
* En las células eucariotas este proceso ocurre en el
mitocondrio en dos etapas llamadas el Ciclo de Krebs (o ciclo de ácido cítrico)
y la cadena de transporte de electrones
1. 1 La reacción de transición es la reacción que conecta la
glucólisis con el Ciclo de Krebs. glucosa + 2Pi + 2ADP + 2NAD+ → 2 Ácidos
pirúvicos + 2ATP + 2NADH + 2H+ Reacción de transición: 2 ácidos pirúvicos + 2
NAD+ + 2 CoA 2 Acetyl CoA + 2 NADH + 2 CO2 Ciclo de Krebs: Oxaloacetato +
acetyl CoA Citrato + CoA En el ciclo de Krebs se producen: 4CO2 , 6NADH, 2
FADH2 y 2 ATP por cada molécula inicial de glucosa
F O S F O R I L A C I
Ó N O X I D A TI V A : C A D E N A D E T R
A N S P O R T E D E E L E C T R O N E S Y Q U I M I ö S M O SI S
La fosforilación
oxidativa se divide en dos procesos: la cadena de transporte de electrones y la
quimiosmosis.
En la cadena de
transporte de electrones, los electrones producidos en glucólisis y en el ciclo
de Krebs pasan a niveles más bajos de energía. Durante este transporte de
electrones las moléculas transportadoras se oxidan y se reducen.
El último aceptador de electrones de la cadena es el
oxígeno. Cada átomo de oxígeno recibe además dos protones (2H+) para formar una
molécula de agua.
Durante las
reacciones que forman parte de esta cadena de transporte de electrones se
libera energía, que se usa en la quimiosmosis para mover hidrógeno a través de
la membrana del mitocondrio y proveer la energía que se necesita para formar
ATP En la cadena se producen 26 a 28 moléculas de ATP a partir de una molécula
inicial de glucosa.
R E S P I R A C I Ó N
C E L U L A R A N A E R Ó B I C A
La 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.
Fermentación láctica:
La 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.
Fermentación
alcohólica: En la fermentación alcohólica suceden dos reacciones consecutivas:
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. Ácido pirúvico + NADH + H+ ácido
láctico + NAD+ Ácido pirúvico acetaldehído + CO2 acetaldehído + NADH + H+
etanol + NAD+ 4
D I F E R E N C I A S
E N T R E R E S P I R A C I Ó N C E L U L A R A E R Ó B I C A Y A N A
E R Ó B I C A
La diferencia básica
entre la respiración celular aeróbica y la anaeróbica (a parte de suceder en
presencia o ausencia de oxígeno) es la cantidad de moléculas de ATP que se
producen.
En la respiración
celular anaeróbica, los hidrógenos (electrones) pasan al piruvato para formar
el ácido láctico o el etanol, mientras que en la respiración celular aeróbica
los hidrógenos pasan a la cadena de transporte de electrones para formar ATP.
En la respiración celular aeróbica, el piruvato que pasa por
el ciclo de Krebs produce hidrógenos adicionales que también pasan a la cadena
de transporte de electrones para formar ATP.
Por esta razón, 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.
VIDEO RESUMEN DE RESPIRACIÓN CELULAR Muy resumido....
Otros videos para repasar el tema....
