16. Oxigeno El oxígeno que, como cualquier gas, atraviesa sin obstáculos las membranas biológicas, atraviesa primero la membrana plasmática y luego las membranas mitocondriales, siendo en la matriz de la mitocondria donde se une a electrones y protones (que sumados constituyen átomos de hidrógeno) formando agua. En esa oxidación final, que es compleja, y en procesos anteriores se obtiene la energía necesaria para la fosforilación del ATP. En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico, obtenido durante la fase primera anaerobia o glucólisis, es oxidado para proporcionar energía, dióxido de carbono y agua. A esta serie de reacciones se le conoce con el nombre de respiración aerobia.
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18. Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico El ácido pirúvico penetra en la matriz mitocondrial donde es procesado por el complejo enzimático piruvato deshidrogenasa, el cual realiza la descarboxilacion oxidativa del piruvato; descarboxilación porque se arranca uno de los tres carbonos del ácido pirúvico (que se desprende en forma de CO2) y oxidativa porque, al mismo tiempo se le arrancan dos átomos de hidrógeno (oxidación por deshidrogenación), que son captados por el NAD+, que se reduce a NADH. Por tanto; el piruvato se transforma en un radical acetilo (-CO-CH3, ácido acético sin el grupo hidroxilo) que es captado por el coenzima A (que pasa a acetil-CoA), que es el encargado de transportarlo al ciclo de Krebs. Este proceso se repite dos veces, una para cada molécula de piruvato en que se escindió la glucosa.
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22. Aceptor Producto final Microorganismo Nitrato Nitritos , óxidos de nitrógeno y N 2 Pseudomonas , Bacillus Sulfato Sulfuros Desulfovibrio , Clostridium Azufre Sulfuros Thermoplasma CO 2 Metano Methanococcus , Methanosarcina , Methanopyrus Fe 3+ Fe 2+ Shewanella , Geobacter , Geospirillum , Geovibrio Mn 4+ Mn 2+ Shewanella putrefaciens Selenato Selenito Arsenato Arsenito Desulfotomaculum Fumarato Succinato Wolinella succinogenes , Desulfovibrio , E. coli DMSO DMS Campylobacter , Escherichia TMAO TMA Clorobenzoato Benzoato Desulfomonile
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24. Utilización de dióxido de carbono como aceptor de electrones Un pequeño grupo de procariotas anaeróbicas estrictas, las arqueas productoras de metano, utilizan dióxido de carbono como aceptor de electrones; la reducción da lugar a metano (CH4). El caso más simple es la oxidación de hidrógeno molecular, reacción productora de energía: 4H2 + CO2 -> CH4 + 2H2O El hidrógeno no es un gas común en la biosfera, de modo que estos microorganismos habitan lugares muy específicos como en sedimentos anaerobios del fondo de lagos y pantanos, o en el tubo digestivo de los rumiantes, donde otros microorganismos producen el H2 libre que precisan.
31. Durante la glucolisis, una molécula de glucosa es oxidada y escindida en dos moléculas de ácido pirúvico (piruvato). En esta ruta metabólica se obtiene dos moléculas netas de ATP y se reducen dos moléculas de NAD+; el número de carbonos se mantiene constante (6 en la molécula inicial de glucosa, 3 en cada una de las moléculas de ácido pirúvico). Todo el proceso se realiza en el citosol de la célula. La glicerina (glicerol) que se forma en la lipólisis de los triglicéridos se incorpora a la glucólisis a nivel del gliceraldehido 3 fosfato. La desaminación oxidativa de algunos aminoácidos también rinde piruvato, que tienen el mismo destino metabólico que el obtenido por glucólisis.
32. Ciclo de krebs El ciclo de Krebs es una ruta metabólica cíclica que se lleva a cabo en la matriz mitocondrial y en la cual se realiza la oxidación de los dos acetilos transportados por el acetil coenzima A, provenientes del piruvato, hasta producir dos moléculas de CO2, liberando energía en forma utilizable, es decir poder reductor (NADH, FADH2) y GTP. Para cada glucosa se producen dos vueltas completas del ciclo de Krebs, dado que se habían producido dos moléculas de acetil coenzima A en el paso anterior; por tanto se ganan 2 GTPs y se liberan 4 moléculas de CO2. Estas cuatro moléculas, sumadas a las dos de la descarboxilación oxidativa del piruvato, hacen un total de seis, que es el número de moléculas de CO2 que se producen en respiración aeróbica (ver ecuación general). ejemplo
35. OXIDACIÓN Las reacciones químicas no son más que transformaciones de energía: la energía que hay en los enlaces de una sustancia se libera y se usa para formar otras moléculas. Se transfieren muchas veces electrones de unos átomos o moléculas a otros, a esto se llama oxidación. La pérdida de un electrón se conoce como oxidación, y se dice que el átomo o molécula que lo pierde se ha oxidado. Pero el oxígeno atrae mucho los electrones, es el “aceptador”. La ganancia de electrones se denomina reducción. Estas reacciones se conocen como reacciones de oxidación-reducción o REDOX . Muchas veces el electrón va acompañado de un protón (1 átomo de H). En tales casos, la oxidación implica una pérdida de átomos de H (no ya sólo de electrones) y la reducción una ganancia de átomos de H. Por tanto, la principal función de las mitocondrias es llevar a cabo esta reacción. Sustancias alimenticias + O2 ! CO2 + H2O + Energía (ATP) Regreso
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