Tutoría 4: Unidad 2, Capítulos 2 y 3

Biología
Tutoría 4: Unidad 2, Capítulos 2 y 3
Una de las alternativas que, desde UBA XXI, te ofrecemos para acompañarte en
el estudio de esta materia, son las tutorías presenciales. En el campus
encontrarás el Cronograma de tutorías que te da información sobre los
horarios y las sedes donde se dictan, y también los temas del programa que se
van a tratar semana a semana. Para que puedas aprovecharlas es muy
importante que concurras con los textos leídos. Aquí presentamos algunos
de los temas que trabajaremos en ese momento.
FOTOSÍNTESIS
Ecuación general
CO2 + H2O
luz
GLUCOSA + O2
- es un proceso anabólico y endergónico;
- es un proceso de óxido-reducción (un compuesto se oxida cuando cede electrones y H+. Un
compuesto se reduce cuando gana electrones y H+).
Considerando la ecuación general, el H2O se oxida y forma O2 (sus electrones se usarán para
formar glucosa luego) y el CO2 se reduce y forma glucosa.
Etapas de la fotosíntesis
1) Etapa fotodependiente:
- las clorofilas de ambos fotosistemas
absorben la energía de la luz y pasan a un
estado energéticamente muy alto. Como
consecuencia se desprenden electrones de
dichos fotosistemas (fotooxidación).
- Los electrones desprendidos del
fotosistema I tienen como aceptor final al
NADP+ que se reduce a NADPH + H+. El
fotosistema I queda con déficit de
electrones.
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- Los electrones desprendidos del fotosistema II se transfieren por una cadena de transporte de
electrones que va del fotosistema II al I. Se cubre así el déficit de electrones del fotosistema I. Este
recorrido de los electrones entre ambos fotosistemas permite la síntesis de ATP (modelo
quimioosmótico).
- El déficit de electrones en el fotosistema II es compensado con electrones que provienen de la
fotólisis del H2O. Por este mecanismo el H2O se oxida y forma O2 liberado a la atmósfera.
Modelo quimioosmótico:
Cuando hay un transporte de electrones a lo largo
de una cadena transportadora, los electrones en su
trayecto liberan energía. Esa energía es utilizada
para transportar H+ generando así un gradiente de
H+ (los H+ se concentran de un lado de la
membrana). La energía de ese gradiente se utilizará
para la síntesis de ATP. De esto se ocupa el
complejo ATP sintetasa.
Resumen de sustratos y productos:
Sustratos
NADP+
ADP + P
H2O
Productos
NADPH + H+
ATP
O2
Lugar
Membrana tilacoidal (euca)
Membrana plasmática (proca)
2) Etapa fotoquímica:
Consiste en una serie compleja de reacciones químicas
encadenadas en forma de ciclo. Es decir que se parte de
cierto compuesto y, al finalizar el ciclo, se debe formar el
mismo compuesto de partida. Este ciclo es el Ciclo de
Calvin. Comienza con la reacción entre ribulosa 1-5 di
fosfato con CO2 (fase de fijación). Se forma otra
molécula (PGA) que con gasto de energía del ATP y
electrones provistos por el NADPH formará otra
molécula, PGAL (fase de reducción). Algunos PGAL se
utilizan para regenerar ribulosa 1-5 difosfato (fase de
regeneración) y otros, para la síntesis de otras
moléculas como la glucosa.
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Resumen de sustratos y productos:
Sustratos
NADPH + H+
ATP
CO2
Productos
NADP+
ADP + P
Glucosa
Lugar
Estroma (euca)
Citoplasma (proca)
Integración de las etapas
fotodependiente y fotoquímica
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RESPIRACION CELULAR
Ecuación general
CO2 + H2O
GLUCOSA + O2
- es un proceso catabólico y exergónico;
- es un proceso de óxido-reducción. Considerando la ecuación general, la glucosa se oxida y forma
CO2 y el O2 se reduce y forma H2O.
Etapas de la respiración celular aeróbica, o sea en presencia de O2
1) Glucólisis: degradación parcial de la glucosa (molécula de 6 carbonos) a 2 ácidos pirúvicos
(molécula de 3 carbonos). Consiste en una serie de reacciones encadenadas. Hay reacciones de
oxidación (cuyos electrones se utilizan para reducir NAD a NADH), reacciones en las que se
requiere energía (que se obtiene del ATP) y reacciones en las que se libera energía (que se utiliza
para formar ATP). Es un proceso que ocurre en todos los tipos de células (universal).
Sustratos
Glucosa
2 NAD+
2 ADP + P
Productos
2 Ácido Pirúvico
2 NADH + H+
2 ATP
Lugar
Citoplasma
2) Descarboxilación oxidativa: cada ácido pirúvico se oxida originando acetilo (dos carbonos) y los
electrones liberados pasan al NAD+ que se reduce a NADH + H+. El acetilo se transfiere a la
coenzima A formando así acetil-CoA. Además de oxidarse, el ácido pirúvico “pierde” un átomo de
carbono en forma de CO2. (Aclaración: en el siguiente cuadro se tiene en cuenta lo que ocurre con
1 ácido pirúvico. Hay que recordar que por glucosa original hay 2 ácidos pirúvicos)
Sustratos
Ácido Pirúvico
NAD+
Productos
Acetil-Coa
CO2
NADH + H+
Lugar
Matriz mitocondrial (euca)
Citoplasma (proca)
3) Ciclo de Krebs: conjunto de reacciones encadenadas en forma de ciclo. Se produce la oxidación
completa de cada acetil-CoA. Los electrones liberados se utilizan para reducir al NAD+ a NADH + H+
y también al FAD+ a FADH2. También hay liberación de energía que es utilizada para sintetizar GTP.
En este ciclo se liberan también 2 CO2 a la atmósfera. (Aclaración: en el siguiente cuadro se tiene
en cuenta lo que ocurre con 1 acetil-CoA. Recordar que por cada glucosa original se formaron 2
acetl-CoA)
Sustratos
Acetil-Coa
3 NAD+
1 FAD+
1 GDP + P
Productos
2 CO2
3 NADH + H+
1 FADH2
1 GTP
Lugar
Matriz mitoc (euca)
Citoplasma (proca)
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4) Cadena respiratoria: todas las moléculas de NADH + H+ y de FADH2, formadas hasta el
momento, se oxidan (formando entonces NAD+ y FAD+). Esos electrones pasan por una serie de
complejos transportadores de electrones (la cadena respiratoria), siendo el último aceptor de esos
electrones al final de la cadena el O2, que entonces se reduce y forma H2O.
(Aclaración: en el siguiente cuadro no se precisa la cantidad de NADH + H+ y FADH2 pero
correspondería a todos los formados y acumulados hasta el momento)
Sustratos
NADH + H+
Productos
NAD+
FADH2
O2
FAD+
H2O
Lugar
Membrana interna mitoc.
(euca)
Membrana plasmática (proca)
5) Fosforilación oxidativa (síntesis de ATP): a medida que los electrones son transportados en la
cadena respiratoria, liberan energía. Esa energía (y de acuerdo con la hipótesis o modelo
quimioosmótico) se utiliza para transportar H+ formando un gradiente de H+. La energía de ese
gradiente se emplea luego para formar ATP. En este proceso participa la ATP sintetasa.
Sustratos
ADP + P
Productos
ATP
Lugar
Membrana interna mitoc. (euca).
Membr.plasm.(proca)
Rendimiento energético: una molécula de glucosa sometida a respiración celular aeróbica rinde un
total de 38 moléculas de ATP.
Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa
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El Ciclo de Krebs como nudo metabólico: de la degradación de glucosa se obtiene acetil-CoA como
ya vimos, que ingresará al ciclo de Krebs y luego continuará la cadena respiratoria y fosforilación
oxidativa. Pero de la degradación de otras moléculas, también se obtiene acetil-CoA que seguirá
ese mismo camino. De la degradación de los ácidos grasos y de las proteínas también se genera
acetil-CoA y todo acetil-CoA ingresará entonces a Krebs.
Vías anaeróbicas: la fermentación
•
Implica una degradación y oxidación parcial de la glucosa, que entonces no es degradada
completamente como en la respiración celular aeróbica.
•
Tiene como obetivo la reoxidación del NADH + H+. Un fermentador hace primero glucólisis
y luego fermenta el ácido pirúvico. O sea que un fermentador obtiene el ATP de la
glucólisis.
•
Hay dos tipos de fermentación:
Fermentación alcohólica: el ácido pirúvico se reduce a etanol (los electrones para eso provienen
del NADH + H+ que se oxida a NAD+). Se da en algunas bacterias y hongos.
Fermentación láctica: el ácido pirúvico se reduce a ácido láctico (los electrones para eso
provienen del NADH + H+ que se oxida a NAD+). Se da en algunas bacterias, en células
musculares, en glóbulos rojos.
Rendimiento energético: a un individuo que hace fermentación, una molécula de glucosa le
rinde 2 ATP (provenientes de la glucólisis).
Integración respiración celular y fermentación
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