Respiración celular

proceso utilizado por la mayoría de las células animales y vegetales, es la
degradación de biomoleculas (glucosa, lípidos, proteínas) para que se
produzca la liberación de energía necesaria, y así el organismo pueda
cumplir con sus funciones vitales. Mediante la degradación de la glucosa
(glucólisis) se forma ácido pirúvico. Este ácido se desdobla a dióxido de
carbono y agua, generándose 36 moléculas de ATP.La respiración celular
es una parte del metabolismo, más precisamente del catabolismo, en la
cual la energía presente en distintas biomoleculas es liberada de manera
controlada. Durante la respiración, parte de esa energía es utilizada para
sintetizar (fabricar) ATP, que a su vez es empleado en el mantenimiento y
desarrollo del organismo (anabolismo).
El metabolismo comprende
una serie de transformaciones
químicas y procesos energéticos
que ocurren en el ser vivo. Para
que sucedan cada una de esas
transformaciones se necesitan
enzimas que originen sustancias
que sean a su vez productos de
otras reacciones. El conjunto de
reacciones
químicas
y
enzimáticas se denomina ruta o
vía metabólica
El
catabolismo
es
el
metabolismo de degradación de
sustancias con liberación de
energía.
El
anabolismo
es
el
metabolismo de construcción de
sustancias
complejas
con
necesidad de energía en el
proceso.
La respiración celular es un proceso
mediante el cual las células de los
organismos oxidan nutrientes de los
alimentos para que liberen energía.
Como resultado, el carbono presente en
dichos nutrientes queda oxidado, es
decir, se transforma en dióxido de
carbono que es eliminado por medio de
la respiración a la atmósfera.
Para que se realice la respiración celular es fundamental la presencia
de oxígeno (respiración aeróbica). Los animales lo toman de la
atmósfera a través de órganos especializados (pulmones, branquias).
Los vegetales lo hacen mediante un aparato denominado estomas,
ubicados en las hojas . La respiración se efectúa durante las 24 horas.
La cantidad de oxígeno que los vegetales absorben de la atmósfera a
raíz del proceso respiratorio es menor que la que desprenden al
efectuar la fotosíntesis, y el dióxido de carbono que desprenden
también
es
menor
a
la
cantidad
que
absorben.
Lo primero que ocurre tras la glucólisis es que el ácido pirúvico pasa desde el
citoplasma a la matriz mitocondrial, atravesando las membranas. El ácido pirúvico
sufre una oxidación, se libera una molécula de CO2 y se forma un grupo acilo (CH3CO). En esta reacción se forma una molécula de NADH. Como en la glucólisis el
producto final eran dos moléculas de ácido pirúvico, lógicamente se formarán ahora
dos de NADH por cada molécula de glucosa.
Cada grupo acilo se une a un Coenzima A y se forma acetil CoenzimaA. En este
momento empieza el ciclo de Krebs.
El Ciclo de krebs es la vía
final para la oxidación de
los carbohidratos, los
ácidos grasos y los
aminoácidos. las
reacciones de
descarboxilacion oxidativa
tienen un papel
importante en el
metabolismo. El ciclo de
Krebs, que se lleva a cabo
en las mitocondrias,
también se llama ciclo del
acido cítrico o ciclo de los
ácidos tricarboxilicos.
En las células eucariotas el ciclo de Krebs
tiene lugar en la matriz de la mitocondria en
presencia de oxígeno. La membrana
mitocondrial externa es permeable a la
mayoría de las moléculas de pequeño
tamaño, sin embargo la interna tiene una
permeabilidad selectiva y controla el
movimiento de iones hidrógeno
ETAPAS DEL CICLO DE KREBS
Reacción 1: Citrato sintasa (De oxalacetato a
citrato)
Reacción 2: Aconitasa (De citrato a isocitrato)
Reacción 3: Isocitrato deshidrogenasa (De
isocitrato a oxoglutarato)
Reacción 4: α-cetoglutarato deshidrogenasa (De
oxoglutarato a Succinil-CoA)
Reacción 5: Succinil-CoA sintetasa (De SuccinilCoA a succinato)
Reacción 6: Succinato deshidrogenasa (De
succinato a fumarato)
Reacción 7: Fumarasa (De fumarato a L-malato)
Reacción 8: Malato deshidrogenasa (De Lmalato a oxalacetato)
Síntesis de ATP impulsada por la transferencia de electrones hacia el O2.
Éste es el proceso de transfusión de energía más importante, junto con la
fotofosforilación, ya que son los procesos que sintetizan la mayor cantidad
de ATP en los organismos aeróbicos. Los electrones van a fluir desde
intermediarios catabólicos hacia el oxígeno para la formación de energía
que lleva a la formación de ATP a partir de ADP y Pi. Así, las moléculas
formadas en éstos procesos se van a reoxidar, generando energía para la
síntesis de ATP.
La glucosa en un sistema anaeróbico va a formar dos moléculas de ATP, NADH y
piruvato. Éste piruvato en un sistema aeróbico va a transformarse en acetil coA, que
en el ciclo del ácido cítrico forma éstas moléculas transportadoras de electrones (
NADH y FADH2 ), así como también los procesos de oxidación de aminoácidos que
van a dar origen a éstas moléculas. reducidas, la ß oxidación de ácidos. grasos y
posteriormente éstas moléculas que entran también en algunos casos al ciclo del
ácido cítrico, van a entrar a la cadena respiratoria para formar ATP y reducir al O2
para formar agua, recobrando posteriormente los transportadores de electrones
nuevamente oxidados.
La formación de piruvato ocurre en el citosol, y éstos procesos, tanto el ciclo
del ác. cítrico, y la ß oxidación ocurren en el interior de la mitocondria. Las
mitocondrias son organulos presentes en las células eucariotas. Tienen una
membrana externa y una interna altamente plegada, formando las crestas
mitocondriales. En el interior está la matriz mitocondrial, donde ocurre la ß
oxidación y el ciclo de Krebs. En la membrana interna ocurre la fosforilación
oxidativa y se encuentra la cadena transportadora de electrones.