La respiración celular aerobia consta de 4 fases principales: 1) La glucólisis convierte la glucosa en piruvato en el citosol, produciendo un poco de ATP. 2) El piruvato se convierte en acetil-CoA en las mitocondrias. 3) El acetil-CoA pasa por el ciclo del ácido cítrico en las mitocondrias, donde se oxida completamente produciendo más ATP, NADH y FADH2. 4) La cadena de transporte de electrones en las mito

1. MITOCONDRIA
Griego mitochondrion: fibra y gránulo

2. Estructura y composición
orgánulos citoplasmáticos
provistos de doble
membrana que se
encuentran en la mayoría
de las células eucariotas.
Su tamaño varía entre 0,5–
10 micrómetros (μm) de
longitud.
Dos mitocondrias de tejido pulmonar de mamífero vistas al microscopio
electrónico de transmisión. Se pueden apreciar algunas estructuras de la
mitocondria, como sus membranas, las crestas mitocondriales y la matriz.

3. Estructura y composición
Las mitocondrias se
describen en
ocasiones como
"generadoras de
energía" de las
células, debido a que
producen la mayor
parte del suministro
de adenosín trifosfato
(ATP), que se utiliza
como fuente de
energía química.
Dos mitocondrias de tejido pulmonar de mamífero vistas al microscopio
electrónico de transmisión. Se pueden apreciar algunas estructuras de la
mitocondria, como sus membranas, las crestas mitocondriales y la matriz.

4. La morfología de la
mitocondria es
difícil de describir
puesto que son
estructuras muy
plásticas que se
deforman, se
dividen y fusionan.
Normalmente se las
representa en forma
alargada.

5. Su número
depende de las
necesidades
energéticas de la
célula.
Al conjunto de las
mitocondrias de la
célula se le
denomina
condrioma celular.

6. 1. Membrana externa
Es una bicapa lipídica
exterior permeable a
iones, metabolitos y
muchos polipéptidos.
Eso es debido a que
contiene proteínas que
forman poros, llamadas
porinas o VDAC (de
canal aniónico
dependiente de
voltaje), que permiten
el paso de grandes
moléculas de hasta
10.000 dalton y un
diámetro aproximado
de 20 Å.

7. 1. Membrana
externa
La membrana
externa realiza
relativamente
pocas funciones
enzimáticas o de
transporte.
Contiene entre
un 60 y un 70%
de proteínas.

8. 2. Membrana interna
La membrana interna contiene más
proteínas,
carece de poros y es altamente
selectiva;
contiene muchos complejos
enzimáticos y sistemas de transporte
transmembrana, que están implicados
en la translocación de moléculas.

9. 2. Membrana interna
Esta membrana forma invaginaciones
o pliegues llamadas crestas
mitocondriales
que aumentan mucho la superficie
para el asentamiento de dichas
enzimas.

10. 2. Membrana interna
En la mayoría de los
eucariontes,
las crestas forman tabiques
aplanados perpendiculares al
eje de la mitocondria,
pero en algunos protistas tienen
forma tubular o discoidal.

11. 2. Membrana interna
En la composición de la
membrana interna hay una gran
abundancia de proteínas (un
80%), que son además
exclusivas de este orgánulo:

12. 1. La cadena de transporte de
electrones, compuesta por cuatro
complejos enzimáticos:
•Complejo I o NADH deshidrogenasa
que contiene flavina mononucleótido
(FMN).
•Complejo II o succinato
deshidrogenasa; ambos ceden
electrones al coenzima Q o
ubiquinona.
Componentes de la membrana
Interna mitocondrial

13. • Complejo III o citocromo bc1
que cede electrones al
citocromo c.
• Complejo IV o citocromo c
oxidasa que cede electrones
al O2 para producir dos
moléculas de agua.
Componentes de la membrana
Interna mitocondrial

14. 2. Un complejo enzimático, el
canal de H+ ATP-sintasa que
cataliza la síntesis de ATP
(fosforilación oxidativa).
3. Proteínas transportadoras
que permiten el paso de iones y
moléculas a su través, como
ácidos grasos, ácido pirúvico,
ADP, ATP, O2 y agua; pueden
destacarse:

15. 3. Espacio intermembranoso
Entre ambas membranas queda
delimitado un espacio
intermembranoso
tiene una alta concentración de
protones como resultado del
bombeo de los mismos por los
complejos enzimáticos de la
cadena respiratoria.
.

16. 4. Matriz mitocondrial
La matriz mitocondrial o mitosol
contiene iones, metabolitos a oxidar,
ADN circular bicatenario muy parecido
al de las bacterias,
ribosomas llamados mitorribosomas,
que realizan la síntesis de algunas
proteínas mitocondriales,

17. 4. Matriz mitocondrial
y contiene ARN
mitocondrial; es decir,
tienen los orgánulos que
tendría una célula
procariota de vida libre.

18. 4. Matriz mitocondrial
En la matriz mitocondrial tienen
lugar diversas rutas metabólicas
clave para la vida, como el ciclo
de Krebs.

19. LA RESPIRACIÓNLA RESPIRACIÓN
CELULARCELULAR

21. Respiración celular AerobiaRespiración celular Aerobia
 La degradación de la glucosa mediante el uso deLa degradación de la glucosa mediante el uso de
oxígeno o alguna otra sustancia inorgánica, se conoceoxígeno o alguna otra sustancia inorgánica, se conoce
comocomo respiración celularrespiración celular..
 La respiración celular que necesita oxígeno se llamaLa respiración celular que necesita oxígeno se llama
respiración aeróbica.respiración aeróbica.

22. ETAPAS DE LA RESPIRACIÓN AEROBIA

24. GlucólisisGlucólisis
 Es la conversión de glucosaEs la conversión de glucosa
en dos moléculas deen dos moléculas de ácidoácido
pirúvicopirúvico (compuesto de 3(compuesto de 3
carbonos).carbonos).
 Se usan dos moléculas deSe usan dos moléculas de
ATP, pero se producen cuatro.ATP, pero se producen cuatro.
 El H, junto con electrones, seEl H, junto con electrones, se
unen a una coenzima que seunen a una coenzima que se
llamallama nicotín adenínnicotín adenín
dinucleótido (NADdinucleótido (NAD++
)) y formay forma
NADHNADH..
 Ocurre en el citoplasma.Ocurre en el citoplasma.
 Es anaeróbica.Es anaeróbica.

25. GlucólisisGlucólisis
 Libera solamente el 10% de la energía disponible en laLibera solamente el 10% de la energía disponible en la
glucosa.glucosa.
 La energía restante se libera al romperse cada molécula deLa energía restante se libera al romperse cada molécula de
ácido pirúvico enácido pirúvico en agua y dióxido de carbono.agua y dióxido de carbono.
 El primer paso es la conversión del ácido pirúvico (3 C)El primer paso es la conversión del ácido pirúvico (3 C) enen
ácido acético (2 C)ácido acético (2 C); el cual está unido a la; el cual está unido a la coenzima A (coA).coenzima A (coA).
 Se produce una molécula de CO2 y NADH.Se produce una molécula de CO2 y NADH.

27. El ciclo del ácido cítricoEl ciclo del ácido cítrico
 A continuación, el acetil-coAA continuación, el acetil-coA
entra en una serie deentra en una serie de
reacciones conocidas como elreacciones conocidas como el
ciclo del ácido cítricociclo del ácido cítrico, en el, en el
cual se completa lacual se completa la
degradación de la glucosa.degradación de la glucosa.
 El acetil-coA se une al ácidoEl acetil-coA se une al ácido
oxaloacético (4C) y forma eloxaloacético (4C) y forma el
ácido cítrico (6C).ácido cítrico (6C).
 El ácido cítrico vuelve aEl ácido cítrico vuelve a
convertirse en ácidoconvertirse en ácido
oxaloacético.oxaloacético.
 Se libera CO2, se generaSe libera CO2, se genera
NADH o FADH2 y se produceNADH o FADH2 y se produce
ATP.ATP.
 El ciclo empieza de nuevo.El ciclo empieza de nuevo.

28.  La molécula de glucosa se degradaLa molécula de glucosa se degrada
completamente una vez que las dos moléculascompletamente una vez que las dos moléculas
de ácido pirúvico entran a las reacciones delde ácido pirúvico entran a las reacciones del
ácido cítrico.ácido cítrico.
 Este ciclo puede degradar otras sustancias queEste ciclo puede degradar otras sustancias que
no sean acetil-coA, como productos de lano sean acetil-coA, como productos de la
degradación de los lípidos y proteínas, quedegradación de los lípidos y proteínas, que
ingresan en diferentes puntos del ciclo, y seingresan en diferentes puntos del ciclo, y se
obtiene energía.obtiene energía.
El ciclo del ácido cítricoEl ciclo del ácido cítrico

29. La cadena de transporte deLa cadena de transporte de
electroneselectrones
 En el ciclo del ácidoEn el ciclo del ácido
cítrico se ha producidocítrico se ha producido
CO2, que se elimina, yCO2, que se elimina, y
una molécula de ATPuna molécula de ATP
 Sin embargo, la mayorSin embargo, la mayor
parte de la energía de laparte de la energía de la
glucosa la llevan elglucosa la llevan el
NADH y el FADH2,NADH y el FADH2,
junto a los electronesjunto a los electrones
asociados.asociados.

30. Cadena de transporte de electrones
Ocurre en la membrana
interna de la mitocondria.
Fosforilación oxidativa
Cuando los electrones de alta energía de los hidrógenos del NADH y del
FADH2 son transferidos a lo largo de la cadena respiratoria de la
membrana mitocondrial interna, la energía que se libera cada vez que pasan
de una molécula transportadora a otra, es utilizada para bombear protones
(H+) a través de la membrana interna desde la matriz al espacio
intermembrana.

31. La cadena de transporte deLa cadena de transporte de
electroneselectrones
Estos electrones sufrenEstos electrones sufren
una serie deuna serie de
transferencias entretransferencias entre
compuestos que soncompuestos que son
portadores deportadores de
electrones, denominadoselectrones, denominados
cadena de transporte decadena de transporte de
electroneselectrones, y que se, y que se
encuentran en lasencuentran en las crestascrestas
de las mitocondriasde las mitocondrias..

32. Cadena de transporte de electrones
Fosforilación oxidativa
Esto genera un gradiente electroquímico de protones a
través de la membrana mitocondrial interna, y el flujo
de H+ a favor de gradiente es utilizado, mediante una
enzima ligada a la membrana: ATP sintasa.

33. La cadena de transporte deLa cadena de transporte de
electroneselectrones
 Uno de los portadores deUno de los portadores de
electrones es unaelectrones es una
coenzimacoenzima, los demás, los demás
contienen hierro y secontienen hierro y se
llamanllaman citocromoscitocromos..
 Cada portador está en unCada portador está en un
nivel de energía más bajonivel de energía más bajo
que el anterior, y laque el anterior, y la
energía que se libera seenergía que se libera se
usa para formar ATP.usa para formar ATP.

34. Esta
enzima
impulsa la
conversión
del ADP+Pi
en ATP

35. La cadena de transporte deLa cadena de transporte de
electroneselectrones
Esta cadena produceEsta cadena produce 3232
moléculas de ATPmoléculas de ATP por cadapor cada
molécula de glucosamolécula de glucosa
degradada, que másdegradada, que más 2 ATP2 ATP
de la glucólisisde la glucólisis yy 2 ATP del2 ATP del
ciclo del ácido cítricociclo del ácido cítrico, hay, hay
una ganancia neta deuna ganancia neta de 3636
ATP por cada glucosaATP por cada glucosa queque
se degrada ense degrada en CO2 y H2OCO2 y H2O..

37. RESUMEN DE LA RESPIRACION AEROBIA
Fase Resumen Materiales
iniciales
Productos
Terminales
1.Glucólisis (En
el citosol)
Serie de casi 10 reacciones en que la glucosa
se degrada en piruvato, con ganancia neta de
dos moléculas de ATP y liberación de
hidrogeno, puede ser anaerobia.
Glucosa
ATP
NAD+
Piruvato
ATP
NADH
2.Formación de acetil
Co A(en las
mitocondrias)
El piruvato se degrada y combina con la
coenzima A de modo que se forma acetil Co
A, con liberación de H y CO2
.
Piruvato
Co A
Acetil Co A
CO2
NADH
3.Ciclo del ácido
cítrico(en la
mitocondria)
Conjunto de reacciones en que la porción de
acetilo de la acetil Co A se degrada en CO2
con liberación de H.
Acetil Co A
H2
O
CO2,NADH
FADH2
ATP
4. Transporte de
electrones y
Quimiosmosis (en las
mitocondrias)
Cadena de varias moléculas de transporte de
electrones, en la que se trasfieren
loshi9drogenos (o sus electrones), se libera
energía utilizada para formar el gradiente de
protones, se sintetiza ATP al moverse los
protones conforme al gradiente y el oxigeno
es el aceptor final de hidrogeno.
NADH
FADH2
Oxigeno
ATP
H2
O

38. Respiración anaeróbicaRespiración anaeróbica
 No todas las formas de respiración requierenNo todas las formas de respiración requieren
oxígeno.oxígeno.
 Algunos organismos (bacterias) degradan suAlgunos organismos (bacterias) degradan su
alimento por medio de laalimento por medio de la respiraciónrespiración
anaeróbicaanaeróbica..
 Aquí,Aquí, el aceptor final de electrones es otrael aceptor final de electrones es otra
sustancia inorgánica diferente al oxígenosustancia inorgánica diferente al oxígeno..
 Se produceSe produce menos ATPmenos ATP que en la respiraciónque en la respiración
aeróbica.aeróbica.

39. FERMENTACIÓNFERMENTACIÓN
 Es la degradación de laEs la degradación de la
glucosa y liberación deglucosa y liberación de
energía utilizandoenergía utilizando sustanciassustancias
orgánicasorgánicas como aceptorescomo aceptores
finales de electrones.finales de electrones.
 Algunos organismos comoAlgunos organismos como
las bacterias y las célulaslas bacterias y las células
musculares humanas,musculares humanas,
pueden producir energíapueden producir energía
mediante la fermentación.mediante la fermentación.
 La primera parte de laLa primera parte de la
fermentación es la glucólisis.fermentación es la glucólisis.
 La segunda parte difiereLa segunda parte difiere
según el tipo de organismosegún el tipo de organismo..

40. Fermentación alcohólicaFermentación alcohólica
 Este tipo de fermentaciónEste tipo de fermentación
produceproduce alcohol etílico yalcohol etílico y
CO2CO2, a partir del ácido, a partir del ácido
pirúvico.pirúvico.
 Es llevada a cabo por lasEs llevada a cabo por las
células decélulas de levaduralevadura
(hongo).(hongo).
 La fermentación realizadaLa fermentación realizada
por las levaduras hacepor las levaduras hace
que la masa del pan subaque la masa del pan suba
y esté preparada paray esté preparada para
hornearse.hornearse.

41. Fermentación lácticaFermentación láctica
 Este tipo de fermentación convierte el ácido pirúvicoEste tipo de fermentación convierte el ácido pirúvico
enen ácido lácticoácido láctico..
 Al igual que la alcohólica, es anaeróbica y tiene unaAl igual que la alcohólica, es anaeróbica y tiene una
ganancia neta de 2 ATPganancia neta de 2 ATP por cada glucosa degradada.por cada glucosa degradada.
 Es importante en laEs importante en la producción de lácteosproducción de lácteos..

43. PreguntasPreguntas
 ¿Por qué es importante la fermentación para¿Por qué es importante la fermentación para
las células musculares de organismoslas células musculares de organismos
aeróbicos?aeróbicos?
 ¿Qué proceso celular produce mayor cantidad¿Qué proceso celular produce mayor cantidad
de energía en forma de ATP?de energía en forma de ATP?
 ¿Cuál es la ganancia neta de ATP en la¿Cuál es la ganancia neta de ATP en la
respiración aerobia y en la fermentación?respiración aerobia y en la fermentación?
 ¿Qué aplicación industrial tiene la¿Qué aplicación industrial tiene la
fermentación?fermentación?