Respiracion celular y glucolisis

Respiración y Glucólisis
• Raúl Motta #19
• Andrea Camargo #3
• Carol Corro #5
• Ana Cristina Córdoba #4
• Fabián Pérez #20

Prof.VíctorM.Vitoria
Introducción
En este trabajo les presentaremos qué
es la respiración, los tipos de
respiración, los elementos de la
respiración y la glucolisis.

¿Qué es Respiración?
Proceso por el cual inhalamos oxígeno y
exhalamos dióxido de carbono para
mantener sus funciones vitales.

Características de la Respiración
Es un proceso que se da en todos los
seres vivos
Es un proceso que requiera la
descomposición de moléculas orgánicas
Es un proceso que libera energía

Respiración
Celular

Respiración celular
Una serie de reacciones mediante las cuales las
célula degrada moléculas orgánicas y produce
energía.
Todas las células vivas llevan a cabo respiración
celular para obtener la energía necesaria para
sus funciones.

Tipos de
Respiración
Celular

Tipos de respiración
Los tipos de respiración celular son:
• Respiración Aerobia
• Respiración Anaerobia

Respiración
Aerobia
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Respiración Aerobia
Es un proceso catabólico, durante el
cual la energía liberada en
estas reacciones exotérmicas es
incorporada al ATP que puede ser a
continuación utilizada en los
procesos endotérmicos.
Se produce alrededor de
34 a 38 moléculas de ATP

¿Qué necesito para la respiración Aerobia?
1. Una mitocondria
2. Las coenzimas
3. Una cadena transporte de electrones
Continuación Respiración Aerobia

Continuación Respiración Aerobia
En la mayoría de las células el proceso
requiere oxígeno.
El proceso se verifica en las mitocondrias;
su ecuación general es:

Respiración
Anaerobia
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Respiración Celular Anaerobia
Se produce sin que intervenga el oxígeno, pero
intervienen moléculas inorgánicas como el nitrógeno y el
azufre. Un tipo de la respiración Anabólica es la
fermentación.
Hay diversas moléculas orgánicas que pueden
fermentarse: azucares, aminoácidos, etc. La
fermentación de la glucosa es el proceso
cuantitativamente más importante en los sistemas
vivientes como levaduras, bacterias, y en el humano se
acumula en la musculatura por ejercicios intensos.

Continuación Anaerobia
Solo se producen 2 moléculas de ATP,
pero al menos permite obtener energía
a partir del piruvato que es producido
por glucólisis.

Elementos para
la respiración

Elementos para la respiración
Los elementos de la respiración son:
• Glucosa
• Oxígeno
• Mitocondria
• Portadores de Electrones
• Cadena transportadora de electrones

Glucosa
La glucosa, uno de los monosacáridos,
tiene como formula C6H12O6 por lo cual es
el más sencillo, cristalizable, de color
blanco, sabor dulce, y soluble en agua.
La glucosa es el azúcar mas abundante en
la naturaleza.

Características de la Glucosa
Es un monosacárido simple.
Es una Aldosa (Tiene un grupo
carbonilo a un extremo).
Es un azúcar hexosa (Tiene 6
carbonos).
Tiene una estructura lineal y Anillada.

Glucosa
Como los sistemas vivientes necesitan disponer de
energía directa y eficiente, la falta de glucosa puede
provocar debilidad general, Somnolencia, desmayos,
hipoglicemia (falta de azúcar en sangre), y nerviosismo.
El exceso por su parte es transformada en los animales
en glucógeno y en las plantas como almidón. Al
acumularse en músculos y otros órganos del cuerpo
puede contribuir a la obesidad. Como por ejemplo
Diabetes.

Efectos de la insulina en la
membrana
La insulina es la hormona
que permite el paso de la
glucosa a la célula.
Ella envía señales dentro
de la célula para activar los
transportadores de glucosa
Glut-4

Control hormonal de glucosa
Cuando la concentración de la
glucosa es baja en la sangre, el
páncreas produce glucagón que
estimula el desdoblamiento del
glucógeno y la salida de glucosa
en el hígado.
Cuando la concentración de la
glucosa sube, el páncreas
secreta insulina que estimula la
absorción de glucosa por las
células y la conversión a
glucógeno en el hígado.

Rutas de obtención de
energía
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energía
Degradación de la glucosa: serán
degradadas mediante las reacciones de glucolisis
dando lugar a piruvato. Este piruvato entrará a la
mitocondria y se degradará dando lugar a Acetil-CoA.
Esta molécula de Acetil-CoA sufrirá las reacciones del
ciclo de Krebs para terminar de ser metabolizada. Por
último, la cadena de transporte de electrones
(situada en la membrana mitocondrial) finalizará esta
degradación con las reacciones de fosforilación
oxidativa.

energía
Degradación de proteínas: El aminoácido, junto a
una molécula de cetoglutarato, sufrirá una transaminación y
dará lugar a una molécula de ácido glutámico (que se llevará el
grupo amino) y una molécula de cetoácido. Esta última entrará
al interior de la mitocondria como intermediario metabólico en
el ciclo de Krebs.
Por su parte, el ácido glutámico sufrirá una desaminación oxidativa,
y al perder el grupo amino se transformará en cetoglutarato (este
cetoglutarato servirá para que se puedan llevar a cabo las
reacciones de transaminación).
El grupo amino, tóxico para el organismo, se eliminará a través del
ciclo de la urea y se excretará por la orina.

energía
Degradación de lípidos: el lípido se
degradaría en el citosol hasta una molécula
de Acil-CoA. Esta molécula de Acil-CoA
entrará a la mitocondria con ayuda de la L-
Carnitina. Una vez en el interior de la matriz
mitocondrial se metabolizará mediante la
beta oxidación (hélice de Lynen) y se
obtendrán moléculas de Acetil-CoA que
entrarán al ciclo de Krebs para ser
metabolizadas.

Oxígeno
Solo participa en la respiración aerobia.
Acepta electrones al final de la cadena
transportadora de electrones para que
se combine con los iones de hidrógeno.
Permite producir a organismos aerobios
mucho mas ATP que los anaerobios.

Oxígeno
Constituye cerca de la quinta parte del
aire atmosférico terrestre en su forma
molecular O2.
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17:49 29Aire atmosférico

Mitocondria
Definición
Orgánulo celular encargado de suministrar
la mayor parte de la carga energética
necesaria para la actividad celular.
Las mitocondrias actúan como centrales
energéticas de la célula y sintetizan ATP a
expensas de carburantes metabólicos.

Mitocondria
Función
Producir energía: las moléculas se envían
a la mitocondria para ser procesadas y
crear moléculas cargadas que son
combinados con oxígeno para producir
ATP. Proceso conocido como fosforilación
oxidativa.

Mitocondria
Características
1. Tiene una doble membrana (Interna y
Externa)
2. Tiene su propio ADN
3. Tiene un ADN que puede replicarse

Partes de la mitocondria
Membrana interna
Membrana externa
Crestas
mitocondriales
Matriz mitocondrial
Espacio Inter
membranoso

Membrana Interna
Estructura más compleja que forma
invaginaciones o pliegues llamadas crestas.
La membrana interna es estrictamente
permeable. Solo deja pasar oxígeno, ATP, y
ayuda a regular la transferencia de
metabolitos.
Contiene:
1. Cadena de transporte de electrones

Crestas
Las crestas son repliegues internos de la
membrana interna de la mitocondria que
definen comportamientos dentro de la matriz
mitocondrial.
Tienen una gran superficie disponible para
que se produzcan reacciones químicas dentro
de la mitocondria.

Membrana Externa
Es lisa y esta formada por fosfolípidos y
proteínas
Bicapa lipídica que es permeable a iones y
metabolitos
Contiene una gran cantidad de proteínas que
permiten el movimiento de las moléculas
Realiza pocas funciones enzimáticas o de
transporte

Espacio Intermembranoso
Se localizan diversas enzimas que
intervienen en la transferencia del enlace
de alta energía del ATP.

Matriz mitocondrial
Es una mezcla compleja de proteínas y
enzimas.
En esta parte de la mitocondria se da
diversas rutas metabólicas claves para
la vida como el Ciclo de Krebs.

Portadores de Electrones
NADH
FADH2

NADH
Es una coenzima que se encuentra en todas las células
vivas. El compuesto es un dinucleótido, ya que consta de
dos nucleótidos unidos a través de sus grupos fosfato
con un nucleótido que contiene un anillo adenosina y el
otro que contiene nicotinamida.
La coenzima, por tanto, se encuentra en dos formas en
las células: NAD+ y NADH. El NAD+, que es un agente
oxidante, acepta electrones de otras moléculas y pasa a
ser reducido, formándose NADH, que puede ser utilizado
entonces como agente reductor para donar electrones.
Producto de la glucolisis y el ciclo de Krebs

FADH2
El FAD es una molécula compuesta por ADP unido a
riboflavina (vitamina B2)
El FAD es una coenzima que interviene como aceptor
de electrones, su estado oxidado (FAD) se reduce a
FADH2 al aceptar dos átomos de hidrógeno
Producto del ciclo de krebs

Diferencias entre NADH Y
FADH2
NADH FADH2
SE REDUCE CON 1 H+
Y 2e-
SE REDUCE CON 2 H+
SE INTRODUCE AL
INICIO DE LA CTE
SE INTRODUCE EN EL
TERCER PASO DEL
PROCESO
PRODUCTO DE LA
GLUCOLISIS Y CICLO
DE KREBS
PRODUCTO DEL CICLO
DE KREBS

Sistema de transporte de
electrones

¿Qué es?
La cadena de transporte de electrones es uno de los
sistemas celulares más importantes. La cadena de
transporte de electrones es una serie de proteínas
que se encuentran en la membrana interna
mitocondrial, cresta, cuya misión es la de crear un
gradiente electroquímico que se utiliza para la
síntesis del ATP

Gradiente electroquímico
Indica cuál es la dirección
en la que cambia más
rápidamente la
concentración y el
potencial eléctrico de una
solución no homogénea
Esta gradiente se consigue
mediante el flujo de
electrones a través de la
membrana

Importancia de la CTE
Forma más eficiente que tiene el organismo
para producir ATP.
Esta vía energética no produce desechos
tóxicos. Sus productos finales son ATP y H2O.

Formado por
NADH-Q reductasa
Coenzima Q
Citocromo reductasa
Citocromo C
Citocromo oxidasa
Están asociados a la
ATP sintasa

H2O
NADH

ATP sintasa
Proteína de canal asociada al Sistema de
Transporte de electrones
Estructura
 F 0: en la membrana
Unidad bombeadora de protones
 F1: en el citoplasma
Unidad catabólica

Estructura de la ATP sintasa

Funcionamiento ATP sintasa
Entran en las
subunidades A y rotan
en las subunidades C.
Pasan al otro lado de
la membrana a través
de la subunidad A. la
energía de rotación
pasa a través del eje
rotor que une las
unidades para que se
de la síntesis del ATP.

Historia ATP sintasa
En 1994 el doctor J Walker
publicó la estructura
cristalizada de la ATP sintasa y
de este modo reforzó la
hipótesis del Dr. Boyle sobre el
funcionamiento de la ATP
sintasa mediante rotación de
parte de sus subunidades.
En 1997 ambos investigadores
obtuvieron el premio Nobel de
química

Historia de la Glucólisis
Jakub ParnasGustav
Embden
Otto Fritz
Meyerhof
Descubridores de esta vía metabólica

CONCEPTO
La glucólisis o glicolisis es la vía metabólica encargada de
oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para
la célula. Consiste en 10 reacciones enzimáticas
consecutivas que convierten a la glucosa en dos moléculas
de piruvato, el cual es capaz de seguir otras vías
metabólicas y así continuar entregando energía al
organismo.

CARACTERÍSTICAS
Se produce en el citoplasma únicamente
(citosol).
La ganancia bruta es de 4 ATP la neta de 2
ATP.
El producto final son 2 moléculas piruvato.
Tiene dos fases: pérdida y obtención de
energía. Glucólisis es la forma más
rápida de conseguir energía
para una célula y, en el
metabolismo de carbohidratos,
generalmente es la primera vía
a la cual se recurre.

OBJETIVOS
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.
La producción de intermediarios de 6 y 3
carbonos que pueden ser utilizados en otros
procesos celulares.
La activación de la glucosa.

-Es una etapa
degradable.
-Es reductiva.
-Se consumen 2
moléculas de ATP por
cada glucosa.
GASTO ENERGÉTICO

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Etapa “Oxidativa”
Se oxida el NAD, que se transforma
en NADH + H+ y se forman 4
moléculas de ATP por trasferencia
de grupos fosfato al ADP.
OBTENCIÓN DE ENERGÍA

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Enzima Función
1. Hexoquinasa Fosforila moléculas (agrega o quita ATP)
2. Fosfoglucosa isomerasa Cataliza la reaccion de isomerización
3. Fosfofructosa quinasa
Cataliza la transferencia de un grupo
fosfato para producir bifosfato
4. Fructosa bifosfato aldolasa
Cataliza la rotura de la F1-P a la DHAP y
GADP
5. Triosafosfato isomerasa
Cataliza la isomerización de la DHAP a
GADP
6. Gliceraldehído fosfato deshidrogenasa Genera un par de NADH
7. Fosfoglicerato quinasa
Transferasa. Transfiere el grupo fosfato
para producir ATP
8. Fosfoglicerato mutasa
Isomerasa. Cataliza la transferencia de un
grupo fosfato.
9. Enolasa
Cataliza la transferencia de 2-fosfoglicerato
a fosfoenol piruvato
10. Piruvato quinasa
Transfiere un grupo fosfato para producir
piruvato y ATP

Conclusión
La respiración es una serie de
reacciones mediante las cuales las
célula degrada moléculas orgánicas y
produce energía.
Sus elementos son : La glucosa, oxígeno,
mitocondrias, portadores de electrones y
la cadena transportadora de electrones
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Conclusión
En resumen, la glucólisis convierte una
molécula de glucosa de seis carbonos
en dos moléculas de piruvato de tres
carbonos. El producto neto de este
proceso son dos moléculas de ATP
(4 ATP producidos -2 ATP invertidos) y
dos moléculas de NADH
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