Este documento describe los procesos de respiración celular y oxidación de moléculas de alimento mediante el uso de oxígeno. Explica las cuatro etapas principales de la respiración celular: 1) glucólisis, 2) oxidación del ácido pirúvico, 3) ciclo de Krebs, y 4) cadena transportadora de electrones y fosforilación quimosmótica. También resume el rendimiento energético máximo obtenido por la oxidación completa de la glucosa, que produce aproximadamente 38 moléculas de ATP.

1. RESPIRACIÓN

2. POTENCIAL REDOX
Una reacción de oxidación-reducción (redox), es aquella
en la cual ocurre una transferencia de electrones (e-); La
ganancia de electrones recibe el nombre de reducción y
la pérdida de electrones oxidación, estos dos procesos
ocurren siempre simultáneamente.
El compuesto que se reduce (gana e-) es el agente
oxidante y el compuesto que se oxida (pierde e-) es el
agente reductor.
El potencial Redox es una medida de la actividad de los
electrones. Está relacionado con el pH y con el contenido
de oxígeno. Es análogo al pH ya que el pH mide la
actividad de protones y el potencial redox mide la de los
electrones. Por lo tanto, se puede decir que es la medida
de la capacidad reductora u oxidante de una disolución.

3. MOLÉCULAS TRANSPORTADORAS DE ELECTRONES

4. MOLÉCULAS TRANSPORTADORAS DE ELECTRONES

5. Como no es siempre fácil determinar cuando una
biomolécula gana o pierde electrones, es bueno seguir
las siguientes reglas para saber si una molécula ha sido
oxidada o ha sido reducida:
•Una molécula ha sido oxidada cuando gana oxígeno o
pierde hidrógeno.
•Una molécula ha sido reducida, cuando pierde oxígeno o
gana hidrógeno.
Biomolécula oxidada Biomolécula reducida
NAD+ NADH
FAD FADH2
FMN FMNH2

6. • Las reacciones de oxidación-reducción, procesos en los que tiene
lugar la transferencia de electrones, tienen una enorme importancia
bioquímica; los seres vivos obtienen la mayoría de su energía libre a
partir de ellas.
• En la fotosíntesis, el CO2 es reducido (gana electrones) y el H2O es
oxidada (pierde electrones) para formar carbohidratos y O2, en un
proceso que está impulsado por la energía de la luz.
• En el metabolismo aeróbico, realizado por todos los eucariotas y
por muchos procariotas, tiene lugar un proceso prácticamente
inverso a la reacción global de la fotosíntesis, que permite almacenar
la energía libre producida en la oxidación de los carbohidratos y de
otros compuestos orgánicos, en forma de ATP.
• El metabolismo anaeróbico produce ATP, aunque con menor
rendimiento, a través de reacciones intramoleculares de oxidación
de distintas moléculas orgánicas

7. RESPIRACIÓN
El término respiración tiene dos significados en biología:
Uno es la inspiración de oxígeno y la espiración de
bióxido de carbono; éste es también el significado
ordinario, no técnico de la palabra.
El segundo significado se refiere a la oxidación de
moléculas de alimento por parte de la célula con la
utilización de oxígeno; a éste proceso se le conoce como
respiración celular

8. La respiración celular puede dividirse en 4 partes
1. Glucólisis (Citosol)
2. Oxidación del ácido pirúvico (Matriz mitocondrial)
3. Ciclo de Krebs (Matriz mitocondrial)
4. Cadena transportadora de electrones y fosforilación quimosmótica
(Crestas mitocondriales)
ESQUEMA GLOBAL DE LA OXIDACIÓN DE LA GLUCOSA

9. CÉLULA VEGETAL CÉLULA ANIMAL
Mitocondrias
Citosol

10. Estructura de una mitocondria

11. GLUCÓLISIS

12. PASO 1

13. PASO 2

14. PASO 3

15. PASO 4

17. PASO 5

18. PASO 6

19. PASO 7

20. PASO 8

21. PASO 9

25. FERMENTACIÓN LÁCTICA

27. FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

28. RESUMEN DE LAS
ETAPAS DE LA
GLUCÓLISIS
INVERSIÓNDEENERGÍA

29. OXIDACIÓN DEL ÁCIDO PIRÚVICO

30. CICLO DE KREBS
CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO
CICLO DE LOS ÁCIDOS
TRICARBOXÍLICOS

33. sintetasa
+ H2O

35. CADENA DE TRANSPORTE DE
ELECTRONES (Cadena Respiratoria),
TEORÍA QUIMOSMÓTICA Y
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

36. REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LA CADENA
TRANSPORTADORA DE ELECTRONES

37. ACOPLAMIENTO QUIMIOSMÓTICO DE LA FOSFORILACIÓN
OXIDATIVA

39. AGENTES QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE ATP
INHIBIDORES DE LA CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL:
Rotenona, Actimicina A, Cianuro, Monóxido de Carbono, Óxido Nítrico
DESACOPLANTES: DISIPAN EL GRADIENTE ELECTROQUÍMICO:
- Ácidos débiles cargados positivamente: FCCP, Dinitrofenol
- Ionóforos (Valinomicina)
INHIBIDORES DE LA ATP SINTASA:
Oligomicina

41. Glucólisis
Citosol Matriz
mitocondrial
Transporte
electrónico
Ciclo de
Krebs
Ácido Pirúvico a
acetil CoA
Respiración
Proceso
Resumen del rendimiento energético máximo obtenido por la oxidación
completa de la glucosa
Producción de moléculas en:
*En algunas células, el costo energético de transportar electrones desde el NADH formado
en la glucólisis, a través de la membrana interna de la mitocondria, baja la producción neta
de estos 2 NADH a 4 ATP; así, la producción máxima total en estas células es 36 ATP.
TOTAL
6 ATP
2 ATP2 ATP
6 ATP
2 ATP
4 ATP
18 ATP
2 NADH 6 ATP*
2 x (3 ATP)2 x (1 NADH)
2 x (9 ATP)
2 x (2 ATP)
2 x (1 ATP)
2 x (3 NADH)
2 x (1 FADH2)
38 ATP

42. Glucólisis
Citosol Matriz
mitocondrial
Transporte
electrónico
Ciclo de
Krebs
Ácido Pirúvico a
acetil CoA
Respiración
Proceso
Resumen del rendimiento energético máximo obtenido por la oxidación
completa de la glucosa
Producción de moléculas en:
*En algunas células, el costo energético de transportar electrones desde el NADH formado
en la glucólisis, a través de la membrana interna de la mitocondria, baja la producción neta
de estos 2 NADH a 4 ATP; así, la producción máxima total en estas células es 36 ATP.
TOTAL
6 ATP
2 ATP2 ATP
6 ATP
2 ATP
4 ATP
18 ATP
2 NADH 6 ATP*
2 x (3 ATP)2 x (1 NADH)
2 x (9 ATP)
2 x (2 ATP)
2 x (1 ATP)
2 x (3 NADH)
2 x (1 FADH2)
38 ATP

43. MOLÉCULAS ALMACENADORAS DE ENERGÍA

44. VÍAS PRINCIPALES DEL CATABOLISMO Y EL ANABOLISMO
EN LA CÉLULA

45. Bon appétit!