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Respiración celular, Apuntes de Biología

Asignatura: Biología General, Profesor: , Carrera: Ciencias Ambientales, Universidad: UAM

Tipo: Apuntes

2016/2017

Subido el 20/01/2017

alberto25-7
alberto25-7 🇪🇸

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Respiración celular
Se lleva a cabo tanto en organismos eucariontes como procariontes.
1. Respiración celular:
1.1. Localización celular: En eucariontes se da parte en el citoplasma y parte
en las mitocondrias. La membrana de las mitocondrias se caracteriza por ser
muy permeable. La membrana interna está repleta de invaginaciones, y va a
ser muy importante porque en ella se encuentran los componentes de la
cadena respiratoria. En el interior de la mitocondria (matriz mitocondrial)
encontramos ribosomas, restos de ADN y un montón de enzimas que van a
ser responsables del proceso de respiración celular. Es parecida al
citoplasma.
En procariontes se dará en el citoplasma y en la membrana plasmática.
2. Respiración celular: Catabolismo de la glucosa.
Se puede definir como aquel proceso de degradación de moléculas orgánicas
para obtener energía.
Procesos de degradación a través de reacciones de oxidación (pérdida de
electrones)-reducción (ganancia de electrones). Al oxidarse las moléculas
liberan energía.
Se puede llevar a cabo tanto en presencia de oxígeno (condiciones aerobias)
como en ausencia de oxígeno (condiciones anaerobias).
En un primer lugar la glucosa se va a oxidar a piruvato o ácido pirúvico en un
proceso llamado glucólisis. Al llegar a piruvato, dependiendo de si las
condiciones son aerobias o anaerobias la ruta va a ser distinta. En condiciones
aerobias tendremos la respiración aerobia (la más común) de la glucosa, y en
condiciones anaerobias tendremos las fermentaciones.
En presencia de oxígeno la glucosa se oxida a CO2 y el oxígeno se reduce a agua
y se libera mucha energía libre (-686 kcal/mol). En la respiración celular la
oxidación de la glucosa es controlada, la energía se va a liberar poco a poco.
Esta energía se irá recogiendo en moléculas portadoras. La energía de activación
va a ser rebajada por enzimas, y podrán ser superadas por la temperatura
corporal.
El primer paso de la oxidación de la glucosa es la glucólisis: Se da tanto en
condiciones aerobias como en anaerobias. La glucosa, primero, se va a
fosforilar, recibiendo un grupo fosfato del ATP y formándose la glucosa 6-
fosfato. Una isomerasa lo convierte en un isómero llamado fructosa 6-fosfato.
Otro ATP añade otro grupo fosfato dando lugar a la fructosa 1,6-bisfosfato. Esta
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Respiración celular

Se lleva a cabo tanto en organismos eucariontes como procariontes.

  1. Respiración celular: 1.1. Localización celular: En eucariontes se da parte en el citoplasma y parte en las mitocondrias. La membrana de las mitocondrias se caracteriza por ser muy permeable. La membrana interna está repleta de invaginaciones, y va a ser muy importante porque en ella se encuentran los componentes de la cadena respiratoria. En el interior de la mitocondria (matriz mitocondrial) encontramos ribosomas, restos de ADN y un montón de enzimas que van a ser responsables del proceso de respiración celular. Es parecida al citoplasma.

En procariontes se dará en el citoplasma y en la membrana plasmática.

  1. Respiración celular: Catabolismo de la glucosa. Se puede definir como aquel proceso de degradación de moléculas orgánicas para obtener energía. Procesos de degradación a través de reacciones de oxidación (pérdida de electrones)-reducción (ganancia de electrones). Al oxidarse las moléculas liberan energía.

Se puede llevar a cabo tanto en presencia de oxígeno (condiciones aerobias) como en ausencia de oxígeno (condiciones anaerobias). En un primer lugar la glucosa se va a oxidar a piruvato o ácido pirúvico en un proceso llamado glucólisis. Al llegar a piruvato, dependiendo de si las condiciones son aerobias o anaerobias la ruta va a ser distinta. En condiciones aerobias tendremos la respiración aerobia (la más común) de la glucosa, y en condiciones anaerobias tendremos las fermentaciones.

En presencia de oxígeno la glucosa se oxida a CO 2 y el oxígeno se reduce a agua y se libera mucha energía libre (-686 kcal/mol). En la respiración celular la oxidación de la glucosa es controlada, la energía se va a liberar poco a poco. Esta energía se irá recogiendo en moléculas portadoras. La energía de activación va a ser rebajada por enzimas, y podrán ser superadas por la temperatura corporal.

El primer paso de la oxidación de la glucosa es la glucólisis: Se da tanto en condiciones aerobias como en anaerobias. La glucosa, primero, se va a fosforilar, recibiendo un grupo fosfato del ATP y formándose la glucosa 6- fosfato. Una isomerasa lo convierte en un isómero llamado fructosa 6-fosfato. Otro ATP añade otro grupo fosfato dando lugar a la fructosa 1,6-bisfosfato. Esta

hexosa se va a romper por la mitad dando lugar a dos triosas (fosfodihidroxicetona y gliceraldehído 3-fosfato). Todas las moléculas de fosfodihidroxicetona se transforman en gliceraldehído 3-fosfato por medio de una isomerasa (son isómeros). Por tanto, de una molécula de glucosa obtenemos 2 de gliceraldehído 3-fosfato.

2 NAD +^ oxidan a los gliceraldehídos. En esa reacción redox se libera energía formándose 2 moléculas llamadas 1,3-bis P glicerato a partir de dos moléculas de gliceraldehídos 3-fosfato y los NAD +^ se reducen a 2NADH. La energía liberada será recogida por 2 ADP para formar 2ATP. A esta forma de sintetizar ATP se le llama fosforilación a nivel de sustrato. A continuación, al irse los grupos fosfato se forman 2 moléculas de 3 P glicerato, y una enzima los convierten en 2 P glicerato. Una redox interna libera energía para transformar el fosfoglicerato a fosfoenolpiruvato. A continuación, el fosfato es recogido por el ADP para dar lugar a ATP y se forma el piruvato. Es la segunda fosforilación a nivel de sustrato. La fosforilación a nivel de sustrato lleva 2 pasos: reacción redox formando un compuesto fosfatado de alta energía de hidrólisis; el segundo paso es en el que el enzima reconoce una molécula y le transfiere su grupo fosfato al ADP, formando el ATP. El resultado final de la glucólisis son 2 moléculas de piruvato, 2 moléculas de ATP y 2 moléculas de NADH + H +.

Destino del piruvato: En ausencia de oxígeno se dan las fermentaciones y en presencia de oxígeno la respiración celular. Fermentaciones: Hay muchos tipos. Las dos más importantes son la alcohólica y la láctica. En la fermentación alcohólica el piruvato se descarboxila, por lo cual obtenemos 2 moléculas de CO 2 y se forman 2 acetaldehídos. Este acetaldehído se reduce

(gana 2 hidrógenos, por lo tanto, gana electrones). El NADH +2H+^ se oxida. Finalmente obtenemos 2 moléculas de etanol y 2 de NAD +. Esta es la manera que tienen las células para regenerar el NAD +^ (forma oxidada) para que se vuelva a reducir en la glucólisis. En la fermentación láctica el piruvato se transforma en ácido láctico o lactato, es decir, se reduce. El NADH se oxida nuevamente a NAD +. La función de la fermentación láctica es recuperar el NAD para que se pueda volver a utilizar en la glucólisis.

En presencia de oxígeno (respiración aerobia): Va a participar la mitocondria. El piruvato, que está en el citosol pasa a la mitocondria (eucariontes) y en la matriz mitocondrial se descarboxila y se oxida. El NAD pasa a NADH. Además se añade una coenzima A. Es decir, el piruvato se trasnforma en Acetil Coenzima A. Todo esto es un proceso de descarboxilación oxidativa. A continuación, la Acetil Co A va a seguir oxidándose, a través del ciclo de Krebs o ácido cítrico. El resto acetilo de la Acetil Co A entra en el ciclo de Krebs (La coenzima A sale). El resto acetilo se une al oxalacetato. Por medio de una cadena de reacciones de oxidación. La energía que libera la molécula de Succinil CoA