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Respiración celular

descripción de la Respiración Celular en células eucariotas

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Respiración celular
Respiración Celular: Es el conjunto de reacciones metabólicas en las cuales el
ácido pirúvico producido por la glucólisis (oxidación de la glucosa, combinada
con el O2) se desdobla a CO2 y H2O y se producen 36 ATP (energía).
En las células eucariotas la respiración se realiza en la Mitocondria.
Se da en 3 etapas:
1. Oxidación del Piruvato
Es un complejo de reacciones catalizado por un sistema de enzimas localizado
en la membrana mitocondrial interna.
* El Piruvato difunde hasta la matriz de la mitocondria, cruzando ambas
membranas.
* Cada ácido Pirúvico reacciona con la coenzima-A, desdoblándose en CO2 y un
grupo acetilo de dos carbonos que se une inmediatamente a la coenzima-A
formando acetil coenzima-A (acetilCoA) que entrará al ciclo de Krebs.
En esta reacción se forma un NAD + H2.
Nota:
La Acetil-CoA puede también producirse a partir de lípidos (por beta oxidación) o
del metabolismo de ciertos aminoácidos.
2.-Ciclo de Krebs o del ácido Cítrico
Tiene la función de completar el metabolismo del Piruvato derivado de la
glicólisis. Las enzimas del ciclo de Krebs, están localizadas en la matriz de la
mitocondria (pocas están en la membrana interna).
Su punto de partida es el Acetil-CoA, obteniéndose CO2 y transportadores de
electrones reducidos.
Balance de la primera vuelta:
Acetil-CoA(2-C)+ 3 NAD+ +FAD -------> 2 CO2 +3NADH + FADH2 + ATP
Balance para una molécula de glucosa que se convierte en 2 Piruvato, luego
en 2 Acetil-CoA y luego a CO2 en la vía del ciclo de los ácidos tricarboxílicos ,
con todo el NADH y el FADH convertidos en ATP por la respiración: 1 glucosa
+ 38 ADP + 38 Pi -------> 6 CO2 + 38 ATP
Nota:
2 de los NADH son formados en el citoplasma durante la glicólisis. Para ser
transportados a la matriz mitocondrial para ser posteriormente oxidado por la
cadena transportadora de electrones, tienen que pasar por medio de
transporte activo al interior de la mitocondria, Esto "cuesta" 1 ATP por NADH.
Por lo tanto el balance final resulta en 36 ATP por glucosa y no 38 ATP.
3. Cadena Respiratoria
En este punto la célula ha ganado solo 4 ATP, 2 en la glucólisis y dos en el ciclo
de Krebs, sin embargo ha capturado electrones energéticos en 10 NADH2 y 2
FADH2.
Estos transportadores depositan sus electrones en el sistema de transporte de
electrones localizado en la membrana interna de la mitocondria.
Es un sistema multienzimático ligado a membrana que transfiere electrones
desde moléculas orgánicas al oxígeno.
-Los electrones son transportados a lo largo de la membrana, de un complejo de
proteínas transportador ("carrier") a otro.
-Los protones son translocados a través de la membrana, esto significa que son
pasados desde el interior o matriz hacia el espacio intermembrana. Esto
construye un gradiente de protones.
El oxígeno es el aceptor terminal del electrón, combinándose con electrones e
iones H+ para producir agua.
A medida que los electrones fluyen, los protones (H+) son transferidos desde el
interior al exterior de la membrana. Esto construye un gradiente de protones, dado
que las cargas + son retiradas del interior mientras que las -, permanecen en el
interior (en gran parte como iones OH- ), el pH en la cara externa de la membrana
puede llegar a un pH 5,5, mientras que el pH en la cara interna de la misma puede
llegar a 8,5 ---> la diferencia es de 3 unidades de pH.
Dado que la membrana es básicamente impermeable a los protones, por lo tanto el
gradiente no se desarma por una constante re-entrada de los mismos, y teniendo
en cuenta que la ATP sintetasa complejo proteico (conocido también como
"lollipops", complejo F1, ATPasa mitocondrial) contiene el único canal para la
entrada del protón, por lo tanto a medida que los protones pasan por el canal, se
produce la siguiente reacción: ADP + Pi ---> ATP
Este proceso puede llamarse: fosforilación quimiosmótica o fosforilación
oxidativa. Los electrones que son transportados por el FADH2 se encuentran en un
nivel energético ligeramente inferior que los del NADH. En consecuencia, entran en
la cadena de transporte más abajo, a la altura de la CoQ. Los electrones finalmente
son aceptados por el oxígeno, que se combina con protones (iones hidrógeno) en
solución, y forman agua.
La Mitocondria también interviene en la síntesis de lípidos y proteínas

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Respiración celular

  • 2. Respiración Celular: Es el conjunto de reacciones metabólicas en las cuales el ácido pirúvico producido por la glucólisis (oxidación de la glucosa, combinada con el O2) se desdobla a CO2 y H2O y se producen 36 ATP (energía). En las células eucariotas la respiración se realiza en la Mitocondria. Se da en 3 etapas: 1. Oxidación del Piruvato Es un complejo de reacciones catalizado por un sistema de enzimas localizado en la membrana mitocondrial interna. * El Piruvato difunde hasta la matriz de la mitocondria, cruzando ambas membranas. * Cada ácido Pirúvico reacciona con la coenzima-A, desdoblándose en CO2 y un grupo acetilo de dos carbonos que se une inmediatamente a la coenzima-A formando acetil coenzima-A (acetilCoA) que entrará al ciclo de Krebs. En esta reacción se forma un NAD + H2. Nota: La Acetil-CoA puede también producirse a partir de lípidos (por beta oxidación) o del metabolismo de ciertos aminoácidos.
  • 3. 2.-Ciclo de Krebs o del ácido Cítrico Tiene la función de completar el metabolismo del Piruvato derivado de la glicólisis. Las enzimas del ciclo de Krebs, están localizadas en la matriz de la mitocondria (pocas están en la membrana interna). Su punto de partida es el Acetil-CoA, obteniéndose CO2 y transportadores de electrones reducidos. Balance de la primera vuelta: Acetil-CoA(2-C)+ 3 NAD+ +FAD -------> 2 CO2 +3NADH + FADH2 + ATP Balance para una molécula de glucosa que se convierte en 2 Piruvato, luego en 2 Acetil-CoA y luego a CO2 en la vía del ciclo de los ácidos tricarboxílicos , con todo el NADH y el FADH convertidos en ATP por la respiración: 1 glucosa + 38 ADP + 38 Pi -------> 6 CO2 + 38 ATP Nota: 2 de los NADH son formados en el citoplasma durante la glicólisis. Para ser transportados a la matriz mitocondrial para ser posteriormente oxidado por la cadena transportadora de electrones, tienen que pasar por medio de transporte activo al interior de la mitocondria, Esto "cuesta" 1 ATP por NADH. Por lo tanto el balance final resulta en 36 ATP por glucosa y no 38 ATP.
  • 4. 3. Cadena Respiratoria En este punto la célula ha ganado solo 4 ATP, 2 en la glucólisis y dos en el ciclo de Krebs, sin embargo ha capturado electrones energéticos en 10 NADH2 y 2 FADH2. Estos transportadores depositan sus electrones en el sistema de transporte de electrones localizado en la membrana interna de la mitocondria. Es un sistema multienzimático ligado a membrana que transfiere electrones desde moléculas orgánicas al oxígeno. -Los electrones son transportados a lo largo de la membrana, de un complejo de proteínas transportador ("carrier") a otro. -Los protones son translocados a través de la membrana, esto significa que son pasados desde el interior o matriz hacia el espacio intermembrana. Esto construye un gradiente de protones. El oxígeno es el aceptor terminal del electrón, combinándose con electrones e iones H+ para producir agua.
  • 5. A medida que los electrones fluyen, los protones (H+) son transferidos desde el interior al exterior de la membrana. Esto construye un gradiente de protones, dado que las cargas + son retiradas del interior mientras que las -, permanecen en el interior (en gran parte como iones OH- ), el pH en la cara externa de la membrana puede llegar a un pH 5,5, mientras que el pH en la cara interna de la misma puede llegar a 8,5 ---> la diferencia es de 3 unidades de pH. Dado que la membrana es básicamente impermeable a los protones, por lo tanto el gradiente no se desarma por una constante re-entrada de los mismos, y teniendo en cuenta que la ATP sintetasa complejo proteico (conocido también como "lollipops", complejo F1, ATPasa mitocondrial) contiene el único canal para la entrada del protón, por lo tanto a medida que los protones pasan por el canal, se produce la siguiente reacción: ADP + Pi ---> ATP Este proceso puede llamarse: fosforilación quimiosmótica o fosforilación oxidativa. Los electrones que son transportados por el FADH2 se encuentran en un nivel energético ligeramente inferior que los del NADH. En consecuencia, entran en la cadena de transporte más abajo, a la altura de la CoQ. Los electrones finalmente son aceptados por el oxígeno, que se combina con protones (iones hidrógeno) en solución, y forman agua. La Mitocondria también interviene en la síntesis de lípidos y proteínas