La respiración celular o respiración interna es el conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente, por oxidación, hasta convertirse en sustancias inorgánicas, proceso que proporciona energía aprovechable por la célula.​ respiracion celular respiracion celular aerobia respiracion celular en las plantas respiracion celular anaerobia como se lleva a cabo la respiracion celular respiracion celular formula importancia de la respiracion celular respiracion celular mitocondria

1. Respiración
celular
Oliver E. Capellan Álvarez
Matricula 100111818
Proceso Bioquímica II.
Sección: 3
(Recinto Santiago UASD)

2. Temas a tratar
1) Respiración celular
2) Ciclo de Krebs
3) Rendimiento energético de la
Glucolisis
4) Cadena respiratoria
5) Fosforilacion oxidativa

3. Respiración pulmonar
Oxígeno → Pulmones→ Torrente sanguíneo → Células Musculares
Jugar al
fútbol
requiere de
3500 kJ o
833 kcal por
partido
Intercambio gaseoso entre los
alvéolos pulmonares y la sangre de
los vasos sanguíneos
O2
CO2
O2
CO2

4. Respiración celular
• Es el consumo de oxigeno de la célula y producción
de CO2, El oxigeno se consume y produce agua
metabólica.
• Cada célula convierte la energía de los enlaces
químicos de los nutrientes en energía del ATP, por
un proceso denominado “respiración celular”.
• La respiración celular puede ser aerobia o
anaerobia.
• La respiración aerobia requiere oxigeno molecular
(O2) y esta es mucho más común
• Las vías anaerobias, entre las que incluyen la
fermentación no necesitan oxigeno.

5. Respiración celular
O2

6. Combustible: nutrientes

7. ¿Qué es la respiración celular?
• Ruta metabólica por la cual las células adquieren
energía (ATP) a partir del catabolismo de moléculas
nutritivas.
• El catabolismo de la glucosa (C6H12O6):
– C6H12O6 + 6O2 → 6 CO2 + 6 H2O + ATP (868 kcal o
2881,2 kJ)
• Este catabolismo o degradación de la glucosa es
una de las principales rutas para la obtención de
energía (ATP) y ocurre en tres etapas:
– Glucólisis
– Ciclo de Krebs
– Cadena de transporte de electrones

8. RESPIRACION AEROBIA
• La mayor parte de las células eucariontes y
procariontes requieren oxigeno para respirar, casi
todas las células de plantas, animales, protistas,
hongos y bacterias emplean la respiración aerobia
para obtener energía a partir de la glucosa. Se lleva
acabo en cuatro etapas; la glucólisis, formación de
acetil coenzima A, ciclo de Kreps y la cadena de
transporte de electrones y quimiosmosis.

9. RESPIRACION ANAEROBIA
• Muchos organismos y algunas
células vivas viven sin O2,
obteniendo toda su energía a partir
de la glucólisis y fermentación.
Estas vías oxidan parcialmente la
glucosa y generan productos con
energía como el ácido láctico.

10. RESPIRACIÓN CELULAR
Cada célula convierte la energía de los
enlaces químicos de los nutrimentos en
energía del ATP por un proceso denominado
respiración celular. La respiración celular
puede ser aerobia o anaerobia. La
respiración aerobia requiere oxigeno
molecular (O2) y la anaerobia, al igual que la
fermentación no necesitan oxigeno. La
mayor parte de las células utilizan la
respiración aerobia.
Las tres vías (respiración aerobia, anaerobia
y la fermentación ) son exergonicas y liberan
energía libre.
La mayor parte de los eucariontes y
procariontes utilizan la respiración aerobia.
Casi todas las células de plantas, animales,
protistas, hongos y bacterias emplean la
respiración aerobia para obtener energía a
partir de glucosa.

11. RESPIRACIÓN AEROBIA Y ANAEROBIA.
• RESPIRACIÓN ANAEROBIA
• Se transfieren electrones de las moléculas de combustible a una cadena de
transporte; el aceptador final de electrones es una sustancia inorgánica
como nitrato o sulfato, no oxigeno molecular.
• La fermentación es un proceso anaerobio en el que no participa una cadena
de transporte de electrones . Hay una ganancia apenas de dos moléculas de
ATP, por cada uno de glucosa.
• RESPIRACION AEROBIA
• Durante la respiración aerobia se oxida una molécula de combustible, como
la glucosa, para formar dióxido de carbono y agua.
• Esta tiene 4 etapas que son:
• 1.-GLUCÓLISIS: una molécula de glucosa de seis carbonos, se
convierte en dos moléculas de piruvato, de tres carbonos, con la formación
de ATP y NADH.

12. • 2.-FORMACION DE ACETILCOENZIMA A: cada molécula de piruvato
entra en una mitocondria y se oxida para convertirse en una molécula de dos
carbonos y se combina con la coenzima A ; se produce NADH y se libera
dióxido de carbono como desecho.
• 3.-CICLO DE KREBS: entran dos grupos acetilo por cada glucosa. Cada
grupo acetilo, de dos carbonos, se combina con oxalacetato, de cuatro
carbonos, para formar citrato. Las dos moléculas de CO2 se extraen y
regeneran oxalacetato y se forma energía en forma de ATP, tres NADH y un
FADH2 por grupo acetilo.
• 4.- CADENA DE TRANSPORT DE ELECTRONES Y QUIMIÓSMOSIS: los
electrones extraídos de la glucosa durante las etapas precedentes se
transfieren de NADH y FADH2 a una cadena de compuestos aceptores de
electrones. A medida que los electrones pasan de un aceptor a otro, parte
de su energía se emplea para bombear hidrogeniones a través de la
membrana de la mitocondria con lo que se forman los protones y con esa
energía se forma el ATP.

14. Función de la
Glucolisis
• Las funciones de la glucólisis son:
• La generación de 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).
• La generación de piruvato que pasará al ciclo
de Krebs, como parte de la respiración
aeróbica.
• La producción de intermediarios de 6 y 3
carbonos que pueden ser utilizados en otros
procesos celulares.

15. Glucosa + ATP Glucosa-6-fosfato + ADP
7

16. Objetivo de la glucólisis
• Transformar la glucosa en ácido pirúvico.
• Reducir una la molécula de 6C a una de 3C.
• Este proceso se cumple en el citoplasma.

17. Célula
Núcleo
Mitocondria
Glucosa Glucosa (6C)
Ac. Pirúvico (3C)
Acetil CoA (2C)
ADP
ATP
Glucólisis
• Ciclo de Krebs
• cadenarespiratoria
• Fosforilación oxidativa
C6H12O6
O2
O2
CO2
H2O
CO2
H2O
Ruta metabólicas la Respiración
Celular
citoplasma
Ocurren en la
mitocondria

18. Mitocóndria
Acetil CoA
O2 O2
CO2
H2O
CO2
H2O
ADP
24 ADP
Acetil CoA
Ac. Pirúvico
6 ATP
Glucosa
6 ATP
C6H12O6 + 6 O2 + 36 ADP 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP
ATP
ATP24
Balance energético

19. GlucosaGlucosa
2 Piruvato2 Piruvato
2 Acetil CoA2 Acetil CoA
2 Etanol + 2CO2
2 Etanol + 2CO2 2 Lactato2 Lactato
Glucólisis
reacciones
sucesivas
Condiciones
anaeróbicas
Condiciones
aeróbicas
Fermentación
Alcohólica en
levaduras
Conversión a Lactato
en vigorosa
contracción
muscular, en
eritrocitos y en
microorganismos
Animales, plantas y muchos
microorganismos en
condiciones aeróbicas.
Condiciones
aeróbicas
Ciclo de
Krebs y
transporte
electrones
4 CO2 + 4 H2O4 CO2 + 4 H2O

20. La mitocondria

21. • Mitocondrias: es un organelo
de la respiración celular .
• Matriz mitocondrial: esta
limitado por la membrana
interna, hay ocurre el ciclo de
Krebs
• Membrana interna: no es lisa
tiene múltiples criptas las
criptas mitocondriales, la
membrana interna es
impermeable solo la
atraviesa sustancia unidas a
un transportador
• Membrana externa: es
lisa y permeable
• Espacio
intermenbranoso : es el
espacio entre la dos
membrana el espacio
entre la interna y externa
• El ciclo de Krebs ocurre
en la matriz mitocondrial
• La cadena oxidativa y
fosforilacion oxidativa
ocurre en la membrana
interna

22. Objetivo del Ciclo de Krebs
• Generar H+
unidos a
moléculas
de NADH o
FADH.
• Liberar el
CO2
• Este proceso
se cumple en
la mitocondria

24. Sir Hans Adolf Krebs
El bioquímico británico y premio Nobel Hans Adolf Krebs
es conocido, fundamentalmente, por sus investigaciones
sobre los procesos bioquímicos de la respiración celular

25. CICLO DE KREBS.
Sucesión de reacciones químicas que ocurren dentro de la
célula, mediante las cuales se realiza la descomposición final
de las moléculas de los alimentos y en las que se producen
dióxido de carbono, agua y energía.

26. Proceso que se lleva a cabo por la acción de 8 enzimas: también
conocido como ciclo de los ácidos tricarboxílicos.
Ocurre en
todos los
animales
PLANTAS
SUPERIORES
BACTERIAS
TIENE LUGAR EN UN ORGANULO MEMBRANOSO :
MITOCONDRIA

27. 1.- Los alimentos, antes de poder entrar a este ciclo deben
descomponerse en pequeñas unidades llamadas grupos
acetilo
Cada grupo acetilo (CH3CO) contiene sólo dos átomos de carbono, junto con
hidrógeno y oxígeno.

28. Las dos moléculas de piruvato resultantes de la glucolisis se
convierte en acetil coenzima A
Transformación del piruvato en Acetil-CoA
Los grupos acetilo entran en el ciclo en forma de acetil-CoA

29. El piruvato sufre una descarboxilación
(pérdida de un grupo CO2) oxidativa
(perdida de e).
El piruvato (3 atom. De C) queda
convertido en ácido acético (2 atom. de C).
En este proceso se une una molécula de
coenzima A, formándose una molécula
de Acetil-CoA.
La reacción está catalizada por un complejo enzimático: Piruvato deshidrogenasa de
la matriz mitocondrial.
Los electrones que se liberan son recogidos por NAD+ y forman poder reductor
(NADH+H+)

30. Ciclo de Krebs
En condiciones aeróbicas, el acetil-CoA que se
encuentra en la mitocondria es oxidado
completamente hasta CO2 mediante una ruta conocida
como el ciclo de los ácidos tricarboxílicos (TCA), o
ciclo de Krebs.
Esta ruta es la parte final de la degradación de todas
las moléculas que funcionan como combustible: los
aminoácidos, los ácidos grasos y los carbohidratos.
Generalmente, las entradas al ciclo inician con acetil-
CoA, aunque otros intermediarios pueden continuar
con el proceso.

31. El ciclo de Krebs ocupa un lugar central en el metabolismo
celular, por lo que es regulado por otras rutas y recibe
entrada de sustratos de varias rutas.
Los pasos que lo integran incluyen reacciones degradativas
y anabólicas, por ello que sitúe en esa posición central. Se
dice, por lo tanto, que el ciclo de Krebs es una ruta
anfibólica finamente regulada por otras rutas.
Proteínas, triglicéridos y polisacáridos pueden proveer de
acetil-CoA a la ruta.

32. El ciclo del ácido cítrico se complementa con la
cadena respiratoria de transporte de electrones, de
modo que los productos de NADH y FADH2 que
produce el ciclo pueden volverse a oxidar en dicha
cadena.
El ciclo de Krebs está regulado por la piruvato
deshidrogenasa, ya que la conversión de piruvato a
acetil-CoA es el paso previo para la ruta.

33. Funciones del ciclo de
Krebs
• Produce la mayor parte del dióxido de carbono en los tejidos
animales.
• Es la mayor fuente de coenzimas que impulsan la producción
de ATP en la cadena respiratoria.
• Dirige el exceso de energía hacia la biosíntesis de ácidos
grasos, por lo cual permite el almacenamiento energético.
• Proporciona precursores para la biosíntesis de proteínas y
ácidos nucleicos.
• Sus componentes regulan directamente (producto-precursor) o
indirectamente (alostéricamente) otras rutas metabólicas.

36. En el ciclo de los ácidos
tricarboxílicos
intervienen ocho
enzimas que se
encuentran en la matriz
mitocondrial.
De estas ocho enzimas,
cuatro son
oxidorreductasas que
son coenzimas que
captan equivalentes
reductores (hidruro o
hidrógeno).
Provee intermediarios
que son sustratos para
otras rutas anabólicas.

37. Estequiometría
En dos pasos oxidativos, entre citrato y succinil-CoA, se
pierden dos carbonos en forma de CO2, de modo que
estequiométricamente se ha oxidado completamente el
acetil-CoA.
El balance general del ciclo indica que el acetilo activo se
oxida por completo a 2 CO2 y que se producen cuatro pares
equivalentes reductores, tres como NADH + H+
y uno como
FADH2, los cuales se utilizan después para generar energía.
Además, el acoplamiento con la cadena respiratoria genera
la mayor producción de ATP en el organismo, y la más
importante.
La regulación del ciclo de Krebs en las células animales
ocurre fundamentalmente en dos sitios: primero a nivel de
la piruvato deshidrogenasa y luego a nivel de la isocitrato
deshidrogenasa, dentro del ciclo.

38. De modo general, las sintasas son enzimas que catalizan la
condensación sin consumir ningún nucleósido trifosfato
(ATP, GTP, etc.) como fuente de energía.
Las sintetasas catalizan condensaciones que sí utilizan ATP
u otro nucleósido trifosfato como fuente de energía.

40. El ciclo de Krebs se compone de
ocho reacciones
Reacción : Formación de citrato
Es una reacción de condensación catalizada por la
enzima citrato sintasa. El uso de agua es lo que libera
la reacción del uso de energía. El grupo metílico del
acetilo reacciona con el carbonilo del oxalacetato.

41. La condensación es del tipo aldólica y es
seguida de una hidrólisis.
En el sitio activo de la citrato cinasa se
forma un intermediario: el citril-CoA.
Este intermediario es transitorio, y una hidrólisis hace que
sean liberados inmediatamente citrato y CoA-SH. La
hidrólisis ocurre a nivel del enlace tioéster, y esta reacción
es lo que genera una alta liberación de energía que vuelve
exergónica la actividad de la citrato sintasa.
Cuando el CoA-SH es liberado, este sirve como receptor
del grupo acetilo que está dejando entrar la piruvato
deshidrogenasa.

42. Reacción : Formación del isocitrato
En la enzima aconitasa (o aconitasa hidratasa) se cataliza
una reacción de isomerización vía la síntesis de un
intermediario, el cis-aconitato, que nunca abandona el sitio
activo de la enzima.
Esta transformación es reversible, y consiste en una
hidratación y deshidratación sucesivas. Esto genera el
intercambio de un H con el OH.

43. La isomerización del citrato en isocitrato
es indispensable para permitir las
reacciones de oxidación sucesivas.
La aconitasa contiene átomos de Fe no
unidos a un grupo hemo. Estos cuatro
átomos se asocian a grupos sulfuro
formando complejos 4Fe-4S. Tres
grupos sulfuro son de origen inorgánico,
mientras que el cuarto proviene de un
Cys.
El complejo 4Fe-4S cataliza la reacción de deshidratación
y rehidratación, mantiene secuestrado al cis-aconitato y
evita el uso de energía por parte de la aconitato citrasa.
Este tipo de proteínas se conocen como ferrosulfuradas.

44. El doble enlace del cis-aconitato permite
la adición de H2O en cualquier carbono.
La reacción enzimática puede por ello
producir tanto citrato como isocitrato.
La reacción, sin embargo, tiende a la
generación de citrato antes que a la
formación de isocitrato (en una mezcla a
pH 7.4 y 25°C solamente el 10%
contiene isocitrato) ¿cómo se avanza,
entonces, en el ciclo?
En la mitocondria, el isocitrato liberado del sitio activo de la
enzima es inmediatamente aprovechado por la siguiente
enzima en la siguiente reacción. Cuando se produce
citrato, la aconitasa vuelve a reaccionar con este, hasta
que la reacción favorezca al isocitrato.

45. Reacción : Oxidación y
descarboxilación del isocitrato
El isocitrato reacciona inmediatamente con la isocitrato
deshidrogenasa. Esta es la primera de las cuatro
reacciones de oxidación. Para esta reacción es necesaria
la presencia de NAD+
como cofactor.
En todas las células hay dos tipos de isocitrato
deshidrogenasa, una variedad que requiere NAD+
como
cofactor, y otra que requiere NADP+
.

46. El intermediario de esta reacción es el oxalsuccinato,
que en el sitio activo pierde rápidamente un CO2. Esto
genera inmediatamente α-cetoglutarato. En el sitio
activo de la enzima se encuentra un átomo de Mn+2
que
dirige la descarboxilación y estabiliza al enol formado.
La reacción del oxalsuccinato es básicamente una
resonancia magnética.
La enzima dependiente de NAD se encuentra exclusivamente en la
mitocondria. Tanto en el citosol como en la mitocondria, se encuentra la
otra variedad. Parece ser que la función primordial de esta enzima es la
producción de NADPH, importante para las reacciones anabólicas.

47. Reacción : Descarboxilación del α-
cetoglutarato
El isocitrato reacciona inmediatamente con la isocitrato
deshidrogenasa. Esta es la primera de las cuatro
reacciones de oxidación. Para esta reacción es necesaria
la presencia de NAD+
como transportador de electrones y
el CoA-SH como transportador del succinilo.
El α-cetoglutarato reacciona con una α-cetoglutarato
deshidrogenasa, que escinde el segundo CO2. Aquí
termina la oxidación del piruvato.

48. La energía de oxidación se conserva gracias, nuevamente,
al enlace tióester del succinil-CoA. Esta reacción es idéntica
a la descarboxilación del piruvato que ocurre en la
membrana mitocondrial, tanto en estructura como en
función.
Por ello se tienen homólogos E’1, E’2 y E’3, y los mismos
cofactores (TPP, lipoato, NAD, FAD y CoA).
Son complejos homólogos mas no por ello idénticos (a
excepción de E3 y E’3):
1.La secuencia de aminoácidos de E’1 genera afinidad por
α-cetoglutarato (α-cetoglutarato deshidrogenasa). La
secuencia de E1 genera la afinidad al piruvato.
2.El lipoil de E’2 debe jalar un grupo succinil, y no uno acetil
como en E2.

49. Reacción : Generación de un enlace de alta
energía en el succinil-CoA
El succinil-CoA tiene un enlace de alta energía libre de
hidrólisis estándar negativa. Esta reacción utiliza este
enlace de alta energía para promover la formación de un
enlace fosfoanhídrido de GTP o ATP con una ΔG0´
=
-2.9kJ/mol.
El proceso final es la liberación de succinato. La reacción
la cataliza una succinil-CoA sintetasa o succínico
tioquinasa.

50. Las células animales tienen dos isozimas de la succinil-
CoA sintetasa. Una específica para ADP que produce
ATP y otra específica para GDP y produce GTP.
La formación de ATP (o GTP) a expensas de la energía
liberada por el α-cetoglutarato es una fosforilación a
nivel sustrato, idéntica a las reacciones que sintetizan
ATP que se encuentran en reacciones glucolíticas
catalizadas por la gliceraldehído-3-fosfato
deshidrogenasa y la piruvato quinasa.
El GTP puede donar un grupo fosfato al ADP y formar
ATP. Ambos son equivalentes, y no es requerida
energía adicional.
GTP + ADP GDP + ATP ΔG0´
= 0 kJ/mol
La reacción es catalizada por una nucleósido difosfato
quinasa.

51. Reacción : Oxidación del succinato a
fumarato
Las siguientes reacciones transforman el succinato para
regenerar el oxalacetato. La primera de estas reacciones
corre a cargo de una oxidación catalizada por la succinato
deshidrogenasa.
El aceptor de hidrógeno es el FAD, ya que el cambio de
energía libre es insuficiente para permitir que el NAD
interactúe. El producto final es fumarato.

52. En eucariontes, la succinato deshidrogenasa está
fuertemente a la membrana mitocondrial. En
procariontes, a la membrana plasmática.
Esta enzima está intrínsecamente relacionada con la
cadena electrónica. Por esta enzima es que el ciclo de
Krebs no se desarrolla exclusivamente en el citosol.
La succinato deshidrogenasa es, al igual que la
aconitasa, una proteína ferrosulfurada.
El FAD está covalentemente unido a ese complejo
ferrosulfurado. El acarreo de electrones está, por lo
tanto, dirigido inmediatamente a la cadena
transportadora de electrones en la membrana
mitocondrial.

53. El malonato es un inhibidor competitivo de la succinato
deshidrogenasa, al que es análogo. La adición de este
compuesto a la mitocondria genera una detención tanto
del ciclo de Krebs como de la cadena respiratoria (ya
que el complejo II de dicha cadena es precisamente
una succinato deshidrogenasa).
Esta sal puede estar presente en el cuerpo si se
consumen ciertas raíces (como las de la remolacha) y
un derivado, el malonil-CoA, es importante en el
anabolismo de lípidos.

54. Reacción :
Hidratación del
fumarato
La conversión de fumarato
a L-malato esta catalizada
por la fumarato hidratasa (o
fumarasa), y es una
hidratación reversible.
La principal característica
de esta enzima es su alta
estereoespecificidad.
Cataliza la hidratación del
doble enlace en trans del
fumarato, pero no en cis del
maleato. En dirección
inversa, la fumarasa no
puede utilizar D-malato.

55. Reacción : Oxidación del L-malato a oxalacetato
En la última reacción del ciclo una L-malato deshidrogenasa
cataliza una oxidación del L-malato a oxalacetato.
El equilibrio de esta reacción está altamente desplazado hacia la
izquierda en condiciones termodinámicas estables; en células
intactas, el oxalacetato es rápidamente desechado por la citrato
sintasa (reacción altamente exergónica)
Esto mantiene la concentración de oxalacetato muy baja en la
célula, favoreciendo la producción de este compuesto.

56. En síntesis, las reacciones del ciclo de Krebs consisten de
lo siguiente:
1.En la condensación de una unidad de acetilo (del acetil-
CoA) con oxalacetato entran en el ciclo dos átomos de
carbono. Por las descarboxilaciones sucesivas catalizadas
por la isocitrato deshidrogenasa y la α-cetoglutarato
deshidrogenasa salen del ciclo otros dos carbonos en
forma de CO2. Los dos átomos de carbono que salen del
ciclo son diferentes de los que han entrado en la misma
vuelta.
2.En las cuatro reacciones de oxidación salen del ciclo
cuatro pares de átomos de hidrógeno. En las
descarboxilaciones oxidativas del isocitrato y del a-
cetoglutarato se reducen dos moléculas de NAD+, en la
oxidación del succinato se reduce una molécula de FAD y
en la oxidación del malato se reduce otra de NAD+.

57. 3. A partir del enlace tioéster altamente energético del
succinil-CoA se genera un enlace fosfato de alta
energía (en forma de GTP).
4. Se consumen dos moléculas de agua: una en la
síntesis del citrato, por la hidrólisis del citril-CoA, y la
otra en la hidratación del fumarato.
5. El FADH2 y el NADH+H+
producidos son rápidamente
aprovechados como cofactores en la cadena
transportadora de electrones.

59. En resumen, los [sustrato e intermediarios] del ciclo
del ácido cítrico hacen que el flujo a través de esta vía se
mantenga a una velocidad que permite mantener
concentraciones óptimas de ATP y NADH.
En condiciones normales, la velocidad de la glucólisis y del
ciclo del ácido cítrico están integradas de manera que sólo
se metaboliza a piruvato la glucosa necesaria para
suministrar al ciclo del ácido cítrico su combustible, los
grupos acetilo del acetil-CoA.
Piruvato, lactato y acetil-CoA se mantienen normalmente a
concentraciones de estado estacionario.
El citrato es un inhibidor alostérico importante de la
fosfofructoquinasa-1 en la vía glucolítica.

60. Cadena transportadora de
electrones

61. Objetivo de la cadena
transportadora de electrones
• Producir ATP, a partir
de ADP + P, por
acción de la enzima
ATP sintetasa. Esta
enzima usa como
fuente de energía una
gradiente de
concentración de
hidrógenos generada
entre el espacio
intermembranal y la
matriz de la
mitocondria.

62. Fosforilación
oxidativa

63. Fosforilación oxidativa
• La fosforilación oxidativa es la transferencia de electrones de los
equivalentes reducidos NADH, NADPH, FADH, obtenidos en la
glucólisis y en el ciclo de Krebs hasta el oxígeno molecular,
acoplado con la síntesis de ATP.
• Este proceso metabólico está formado por un conjunto de enzimas
complejas que catalizan varias reacciones de óxido-reducción,
donde el oxígeno es el aceptor final de electrones y donde se forma
finalmente agua.
• La fosforilación oxidativa junto con la fotofosforilación (síntesis de
ATP impulsada por luz) son los dos procesos transductores de
energía más importante en la biósfera.
• De una molécula de glucosa se obtienen 38 moléculas de ATP
mediante la fosforilación oxidativa.

64. Potenciales de reducción
electroquímica
• Todas las reacciones de oxido-reducción implican una transferencia
electrónica.
• La sustancia que se oxida (agente reductor) pierde electrones, que
son aceptados por la sustancia que se reduce (agente oxidante). El
proceso global se denomina reacción redox.
A oxidada + B reducida A reducida + B oxidada
B reducida B oxidada + ne-
A oxidada + ne-
A reducida

65. Potenciales de reducción estándar de
acarreadores de electrones de la
cadena respiratoria
Medias reacciones redox E´o
(V)
2H+
+ 2e-
H2 -0.414
NAD+
+ H+
+ 2e-
NADH -0.320
NADP+
+ H+
+ 2e-
NADPH -0.324
NADH deshidrogenasa (FMN) + 2H+ + 2e- NADH deshidrogenasa (FMNH2) -0.300
Ubiquinona + 2H+
+ 2e-
Ubiquinol 0.045
Citocromo b (Fe3+
) + e-
Citocromo b (Fe2+
) 0.077
Citocromo c1 (Fe3+
) + e-
Citocromo c1 (Fe2+
) 0.220
Citocromo c (Fe3+
) + e-
Citocromo c (Fe2+
) 0.254
Citocromo a (Fe3+
) + e-
Citocromo a (Fe2+
) 0.290
Citocromo a3 (Fe3+
) + e-
Citocromo a3 (Fe2+
) 0.550
½ O2 + 2H+
+ 2e-
H2O 0.816

66. Fosforilación oxidativa
• En las células eucariotas este proceso se lleva a cabo en las mitocondrias.
• La fosforilación oxidativa comienza con la entrada de e- en la cadena
respiratoria.
• Los e- pasan a través de una serie de transportadores incluidos en la
membrana interna mitocondrial.
• Los transportadores electrónicos mitocondriales funcionan dentro de
complejos proteicos ordenados en serie.
• La cadena de transporte de e- es un proceso exergónico, que libera energía
suficiente para la síntesis de ATP.
• Existe una translocación de H+
desde la matriz hacia el EIM (fuerza
protomotriz).
• Síntesis de ATP por ATP sintasa.

67. Mitocondria
• Posee DNA (mtDNA).
• Doble membrana: la membrana externa,
rodea a la organela; la interna, presenta
invaginaciones (crestas) que proporciona una
gran superficie.
• La membrana externa es permeable a
pequeñas moléculas (PM < 5000 Da) e iones.
Presencia de canales transmembrana.
• La membrana interna es impermeable a la
mayoría de moléculas e iones (H+
, O2
-
, etc).

68. Mitocondria
• Las únicas moléculas que cruzan la
membrana interna son aquellas para
las que hay proteínas transportadoras
específicas. La membrana interna
posee transportadores de metabolitos
esenciales (ADP, ATP, ácidos
carboxílicos, Ca2+
, aminoácidos, etc.).
• La membrana interna aloja a las
proteínas pertenecientes de los
componentes de la cadena respiratoria
y el complejo enzimático responsable
de la síntesis de ATP (ATP sintasa).

69. Relación entre ciclo de
Krebs y fosforilación
oxidativa

70. Formación de ATP por
fosforilación oxidativa
Fuente
de
energía
Electrones obtenidos por
oxidación de azúcares,
ácidos grasos y
aminoácidos (carbono
orgánico en estado
reducido)
En organismos no
fotosintéticos
Donadores de electrones
de alta energía (A
reducida)
(inicio)
(energía celular) ATP
ADP, Pi
FADH2
NADH
Reoxidación generadora de
energía mediante transporte de
electrones
(NAD+
, FAD)
Aceptores de
Electrones (A
oxidada)

71. Mecanismo de la
transducción de energía en
los animales
• Los animales (y todos los seres vivos) son máquinas químicas
• La energía química (∆G) de los sustratos (alimentos) que se oxidan
genera un gradiente electroquímico de H+
a través de la membrana
interna mitocondrial
• El gradiente electroquímico de H+
(∆G) se utiliza para la producción
de ATP (la F1-ATPasa es un rotor molecular)
• La energía química del ATP (∆G) se utiliza para que puedan ocurrir
las reacciones endergónicas.

72. Oxidación
• La oxidación de la glucosa para producir co2 dentro
de la célula no ocurre en una sola reacción sino
que ocurre a través de una secuencia de
reacciones que se agrupan en cuatro fases:
•
• 1.- Glucólisis
• 2.- Formación del acetil coenzima a.
• 3.-Ciclo de krebs
• 4.-Sistema de transporte de electrones a través de
la cadena respiratoria.

73. • Durante estas fases se llevan acabo dos fenómenos
importantes, al mismo tiempo que se degrada la glucosa
(que se rompen sus, se libera energía, que se
aprovecha para sintetizar atp,.
• 1.- transferencia de energía. es un paso de energía de
una molécula a otra debido a reacciones de oxidación:
la importancia de este mecanismo es que esas
transferencias se crean enlaces de alta energía (-)
como son los enlaces de fosfato del atp

74. • 1.- transferencia de energía. es un
paso de energía de una molécula a
otra debido a reacciones de
oxidación: la importancia de este
mecanismo es que esas
transferencias se crean enlaces de
alta energía (-) como son los enlaces
de fosfato del atp

75. ¿Cuál es el combustible?
• Los nutrientes que consumimos están
formados por C, H, O y N. ¿Cuál de estos
aporta la energía para producir el ATP?
• ¿Cuál es el rol de cada uno de estos
elementos en el proceso de respiración
celular?
• ¿Por qué al ATP se le conoce como la
moneda energética de todos los seres
vivos? ¿Cuál es el rol del ATP en el
funcionamiento celular?