Clase de biologia molecular y celular Colegio San Agustín 2017

1. RESPIRACIÓN
ANAERÓBICA
Carlos Domínguez
Diego Herrera
Jeannice Dutari

2. Glucólisis

3. ¿Qué es la glucólisis?
• Es la vía metabólica que se encarga
de oxidar la glucosa, con la
finalidad de obtener energía para la
célula. De este proceso, se obtiene
el piruvato necesario para realizar
una de dos respiraciones. Aeróbica,
en el cual el piruvato entra al ciclo
de Krebs y anaeróbica, en caso de
las fermentaciones, que el aceptor
final es una molécula orgánica
distinta al oxígeno como lo es el
piruvato.

4. Objetivos de la glucólisis
• Genera moléculas de alta energía (ATP y NADH) como fuente de
energía celular en procesos de respiración aeróbica (presencia de
oxígeno) y fermentación (ausencia de oxígeno).
• Genera el piruvato que pasará al ciclo de Krebs, como parte de la
respiración aeróbica y como aceptor final del electrones como
parte de la respiración anaeróbica.
• Produce intermediarios de 6 y 3 carbonos que pueden ser
utilizados en otros procesos celulares.

5. Respiración anaeróbica

6. ¿Qué es la respiración anaeróbica?
• Es un proceso metabólico de oxido reducción de monosacáridos y
otros compuestos en el que el aceptor final de electrones es una
molécula inorgánica distinta del oxígeno (sulfuro, nitrato, dióxido
de carbono, etc.) , y en caso de la fermentación una molécula
orgánica (piruvato, etanol, etc.), a través de una cadena
transportadora de electrones.

7. Características
• En este proceso no se usa oxígeno, sino otro aceptor final de
electrones que es inorgánico o orgánico en caso de la
fermentación.
• Es exclusiva de organismos procariontes.
• Es la análoga de la respiración aerobia, ya que se compone de los
mismos elementos, lo único que cambia es que el aceptor final de
electrones no es el oxígeno y el lugar donde se da.
• Se da a temperaturas de 32-35 C°.

8. Elementos de la respiración anaeróbica
• Membrana plasmática
• NADH
• Cadena transportadora de electrones
• Aceptores finales de electrones
• ATP sintasa
• Enzimas reductoras

9. Elementos de la respiración anaeróbica
• Membrana plasmática:
Es una bicapa lipídica selectivamente permeable que delimita toda
la célula. Es lugar en donde se encuentra la cadena transportadora
de electrones en las células procariotas.

10. Elementos de la respiración anaeróbica
• NADH:
Su función principal es el intercambio de electrones y protones y la
producción de energía de todas las células. El NADH significa
dinucleótido de nicotinamida adenina reducido es reducido ya que
están cargados de electrones. Proviene de la glucólisis.

11. Elementos de la respiración anaeróbica
• Cadena de transporte de electrones:
Es una serie de proteínas que se encuentran en la membrana
plasmática de bacterias, en la membrana interna mitocondrial o en
las membranas tilacoidales, que mediante reacciones de óxido-
reducción producen trifosfato de adenosina (ATP), que es el
compuesto energético que utilizan los seres vivos.

12. Elementos de la respiración anaeróbica
• Aceptor final de electrones (nitrato, sulfato, dióxido de carbono,
etc.):
• Es un agente oxidante, que, al aceptar los electrones de la cadena
resulta reducido en el proceso.

13. Elementos de la respiración anaeróbica
• ATP sintasa:
Es una proteina de canal que cataliza la
síntesis de ATP a partir de ADP, un grupo
fosfato y la energía suministrada por un flujo
de protones de hidrógeno. Esta enzima se
divide en el complejo F-0 y F1. Complejo F-0
rota en respuesta al flujo de protones por el
complejo así produciendo energía y el
complejo F-1 que es el sitio de catálisis del
ATP. Durante la respiración celular, la síntesis
de ATP se denomina fosforilación oxidativa.

14. Elementos de la respiración anaeróbica
• Enzimas reductoras:
Son aquellas que liberan oxígeno. Se utilizan ya que los aceptores
finales como el nitrato, sulfuro, CO2 son tóxicos y tienen que ser
reducidos.

15. Fermentación

16. ¿Qué es la fermentación?
• Es otra vía anaeróbica (no que requiere oxígeno)
para degradar la glucosa, esta se realiza en
muchos tipos de células y organismos.
• En la fermentación, el piruvato producido en la
glucólisis no continúa su oxidación hacia el ciclo
del ácido cítrico, y no funciona la cadena de
transporte de electrones. Por consecuencia el
NADH que se produce en la glucólisis no puede
entregar allí sus electrones para regresar a NAD+.

17. Características de la fermentación
• Al igual que la respiración su inicio da lugar en el proceso llamado
glucólisis.
• Se da sin presencia alguna de oxígeno.
• Tiene varios tipos
• Sus aceptores finales de electrones son el acetaldehído y
moléculas orgánicas.

19. Historia de la fermentación

20. Científicos precedentes
• Uno de ellos fue el químico
alemán Justus von Liebig, que
insistía en que la fermentación era
un proceso químico y que no
requería la intervención de ningún
organismo.

21. Louis Pasteur
• Fue el científico que descubrió el
proceso de la fermentación.
• Descubrió que, en realidad,
intervenían dos organismos —dos
variedades de levaduras— que
eran la clave del proceso. Uno
producía alcohol y el otro, ácido
láctico, que agriaba el vino.

22. Pasteurización
• Pasteur descubrió un nuevo método para eliminar los microorganismos
que pueden degradar al vino, la cerveza o la leche, después de
encerrar el líquido en cubas bien selladas y elevando su temperatura
hasta los 44 grados centígrados durante un tiempo corto. A pesar del
rechazo inicial de la industria ante la idea de calentar vino, un
experimento controlado con lotes de vino calentado y sin calentar
demostró la efectividad del procedimiento. Esto hace que los
alimentos, como la leche, sean seguros para conseguir.

23. Tipos de Fermentación

24. ¿Qué es la fermentación alcohólica?
La fermentación alcohólica es un proceso biológico de
fermentación realizado por algunos microorganismos, especialmente
levaduras del tipo Saccharomyces, mohos y bacterias que en su
proceso de respiración no usan oxígeno (O2).

25. Características de la Fermentación Alcohólica
• Procesa carbohidratos como la glucosa para obtener como productos
finales: Etanol (CH3-CH2-OH), Dióxido de carbono (CO2) y Adenosina
Trifosfato (ATP).
• C6H12O6 + 2 Pi + 2 ADP + 2 NADH2 → 2 CH3-CH2-OH + 2 CO2 + 2 ATP + 2
NAD
• Enzima zimasa.
• Convierte un 90% del azúcar
• Concentración de azúcares: 10 – 18 %
• pH entre 4 y 4,5
• Temperatura de fermentación: 15 – 25ºC

26. Usos de la Fermentación Alcohólica
• Se recurre en la fabricación de diversos productos alimenticios
como: pan, vino, cerveza, champagne, todo tipo de bebidas
alcohólicas fermentadas y chocolate.
• La producción a gran escala de bioetanol a partir de biomasa.
Pro: Ésta supone una alternativa competitiva y más limpia al uso de
combustibles fósiles como el petróleo.
Contra:La fermentación alcohólica produce gran cantidad de CO2,
la cual provoca un impacto sobre el medio ambiente que contribuye
al cambio climático, y por esa razón debe de ser controlado.

27. Efectos del Alcohol en el cuerpo humano
• Náuseas, vómitos viscosos y biliares, gastritis pancreatitis, hepatitis alcohólica, cirrosis hepática.
• Respiratoria: Laringitis, neumonías, bronquitis.
• Cardio-respiratoria: Hipertensión arterial, epistaxis y tendencias hemorrágicas.
Hematología: Anemias, Leucopenias.
• Endocrina: Déficit suprarrenal, atrofia gonadal masculina con disminución de la líbido e impotencia.
• Muscular: Miopatías agudas y crónicas.
• Metabólica: Hipoglucemias, hiperuricemia, hipo y avitaminosis.
• Neurológicas: Disartria, temblores de manos, párpados y lengua, crisis epilépticas, polineuritis y ataxias.
• Psicopatología:
• Alucinosis alcohólica o de Wernicke.
• Delirium Tremens.
• Demencias alcohólicas.
• Epilepsia alcohólica.
• Encefalopatías alcohólicas.
• Celotipia alcohólica o Delirio de Celos

28. ¿Qué es la fermentación láctica?
• La fermentación láctica es una ruta metabólica anaeróbica que
ocurre en la matriz citoplasmática de la célula, en la cual se
fermenta un carbohidrato para obtener energía metabólica y un
producto de desecho. Este proceso por realizado por organismos
especiales llamados bacterias lácticas.

29. Características de la fermentación láctica
• Se divide en homoláctica y heteroláctica.
Es homoláctica si su producto son dos
moléculas de ácido láctico y heteroláctica
si además produce una molécula de ácido
láctico, ácido acético o fórmico y etanol y
dióxido de carbono.
• Provoca la desactivación de los procesos
de descomposición en los alimentos y en
células animales, como las del tejido
muscular.
• Su ecuación es: C6 H12 O6 + 2 ADP + 2 Pi +
2NADH → 2 ATP + 2 C3 H6 O3 + 2NAD

30. • En nuestras vidas, al hacer una actividad física intensa, el cuerpo
no puedo obtener más energía del oxígeno. Esto hace que el
cuerpo produzca ácido láctico, acumulándose y causando fatiga.
Efecto de la fermentación láctica

31. Efecto de la fermentación láctica
• Existe el caso del 28 veces medallista olímpico, Michael Phelps,
cuyo cuerpo produce la mitad de ácido láctico que el de un
humano normal y eso le brinda la posibilidad de recuperar mejor
tras el esfuerzo. Esto explica su capacidad para hacer varias
pruebas seguidamente, debido a la falta de fatiga en sus
músculos.

32. Usos de la Fermentación Láctica
• La fermentación láctica es usada en todo el mundo para producir
variedad de comidas: Yogur, panes de pan fermentado, aceitunas,
rabanos entre otros.
• Es responsable del sabor amargo, como en el kéfir y en el
sauerkrau y de mejorar la estabilidad y seguridad microbiológica
del alimento, como en las coles.

33. ¿Qué es la fermentación butírica?
• Es la conversión de los carbohidratos en ácido butírico (CH3-CH2-
CH2-COOH o C4 H8 O2) por acción de bacterias en un ambiente
anaeróbico.

34. Características de la fermentación butírica
• Se produce a partir de la lactosa
con formación de ácido butírico y
gas.
• Es característica de las bacterias
del género Clostridium
• Se caracteriza por la aparición de
olores pútridos y desagradables.
• Su ecuación es: C6 H12 O6 = CH3 -
(CH2)2 – COOH + 2CO2 + 2H2

35. Usos de la Fermentación Butírica
• El ácido butírico formado inhibe el crecimiento de las levaduras,
lo cual es otro factor perjudicial que actúa sobre estas maltas
infectadas.
• se pueden hechar a perder los productos lácteos debido al
repugnante olor del ácido butírico formado.

36. ¿Qué es la fermentación acética?
• Fermentación que necesita de microorganismos como son las
bacterias que llevan a cabo la oxidación y transformación de
Alcohol Etílico (obtenido de la fermentación alcohólica) en ácido
acético o ácido metilencarboxílico, ácido que se encuentra en el
vinagre, siendo el principal responsable de su sabor y oloragrios.

37. Características de la fermentación acética
• Esta fermentación bacteriana por Acetobacter, que transforman el
alcohol etílico en ácido acético, la sustancia característica del
vinagre. Este es uno de los fallos del vino, un proceso que degrada
sus cualidades.
• Aunque es una fermentación, es un proceso aerobio, es decir, que
requiere oxígeno.
• Su ecuación es CH5OH + O2 → Acetobacter acetil → CH3COOH +
H2O

38. F. Alcohólica F. Láctica F. Butírica F. Acética
Organismos Saccharomyces Lactobacillus Clostridium Acetobacter
Enzimas claves • Zimasa
• Piruvato
deshidrogenasa y
descarboxilasa
• Lactato
deshidrogenasa
• Butirato Quinasa
• Fosfato
butiltransferasa
• Acetato Quinasa
• Fosfato
acetiltransferasa
Uso de Oxígeno NO NO NO SÍ
Ambiente Naturaleza. Lugar
Abundante en
azúcares simples
Naturaleza. Cuerpo
humano y de
animales.
Suelo, Cloacas,
Sedimentos,
Vegetación en
descomposición,
productos de
animales, Tractos
gastrointestinales
Superficie de las
plantas
Moles de ATP
producidos
2 moles 2 moles 2 moles 2 moles
Temperatura 15-25°C 30-40°C
PH 4.5-4.9 6-8
Conversión de
Azúcares
Cerca de 90% 85-90%

39. Conclusión
En este trabajo aprendimos que la mayor diferencia entre la
respiración anaeróbica y la fermentación se encuentra en su
aceptor final. Este aceptor final, es inorgánico en la respiración
anaeróbica y orgánico en la fermentación
Mientras que nosotros explicamos la fermentación, ahora el
siguiente grupo, explicará más a fondo la respiración anaeróbica.