Procesos Energéticos II

PROCESOS
ENERGÉTICOS II
Respiración Celular
Prof. Aurora Ferro
Catabolismo
cuyo fin es
Es el conjunto de
reacciones metabólicas
obtener energía a partir de
compuestos orgánicos complejos
Vías catabólicas
La
respiración
celular
aerobia y las fermentaciones
La beta-oxidación de los ácidos grasos, el ciclo
de Krebs, la fermentación láctica, la
fermentación acética etc.
Fases del
catabolismo
y el
anabolismo
Respiración aeróbica:
un ejemplo de catabolismo
Respiración aeróbica


Los organismos eucariotas y la mayoría de los procariotas
realizan la respiración celular aerobia.
Supone:
Oxidación total de los carbonos de la glucosa a CO2 y cesión de
los electrones al oxígeno.
 Síntesis de ATP mediante un mecanismo quimiosmótico por una
cadena de transporte electrónico.


Ocurre en 4 etapas:
Glucólisis
 Formación del Acetil coenzima A
 Ciclo del ácido cítrico o de Krebs
 Cadena de transporte de electrones

Glucólisis
Glucosa
10 reacciones
En 2 fases
Fosforilación y rotura de la
molécula
2 gliceraldehído 3 P + 2 ADP
Oxidación del
giceraldehido-3-fosfato
2 Ácido pirúvico + 2 NADH + 2 H + 4 ATP
Glucólisis

Etapa de activación:
La
glucosa,
se
descompone
en
dos
moléculas
de
gliceraldehído-3-fosfato.
 Para ello se necesita la
energía aportada por
dos moléculas de ATP.
 Glucosa + 2 ATP → 2
gliceraldehído 3 P + 2
ADP


Etapa de degradación:
Dos
moléculas
de
gliceraldehído-3-fosfato se
oxidan hasta formar dos
moléculas de ácido pirúvico.
 La energía
liberada es
utilizada para fabricar
cuatro moléculas de ATP.
 2 Gliceraldehído 3 P + 2
NAD+ + 4 ADP + 2 Pi → 2
Ácido pirúvico + 2 NADH +
2 H+ + 4 ATP

Glucólisis
Formación del Acetil Coenzima A
Descarboxilación
oxidativa del
piruvato
Ingreso del
piruvato a la
mitocondria
Se desdobla en
dos grupos
acetilo y dos
moléculas de
CO2
Cada acetilo
se une a la
coenzima A
Formación del Acetil Coenzima A
Formación del Acetil Coenzima A

En este punto de la respiración aeróbica, se han
formado cuatro moléculas de NADH como resultado
del catabolismo de una sola molécula de glucosa:
 Dos
durante la glucólisis y dos durante la formación de
acetil CoA a partir del piruvato.
Ciclo del Ácido Cítrico O Ciclo de Krebs
Ciclo del Ácido Cítrico o Ciclo de Krebs
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
Cada grupo del acetil coenzima A se combina con el
oxalacetato (compuesto de 4 carbonos) para formar el
citrato (compuesto de 6 carbonos).
Se producen varias oxidaciones de las cuales se
desprende CO2 y oxalacetato (los cuales se incorporan
luego al ciclo).
Como productos de este ciclo se producen 3 NADH y
una FADH2.
La energía de esas moléculas se utiliza en la síntesis de
ATP, mediante la cadena de transporte de electrones.
Cadena de transporte de electrones





Estos electrones se transfirieron como parte de los átomos de
hidrógeno a los aceptores NAD+ y FAD, formando NADH y FADH2.
Los electrones de alta energía de los átomos de hidrógeno son
transportados de un aceptor a otro.
Cada portador existe en una forma oxidada o en una forma
reducida.
En la cadena de transporte de electrones, cada molécula receptora
alternadamente se reduce cuando acepta electrones y se oxida a
medida que los cede.
Debido a que el oxígeno es el aceptor final de los electrones en la
cadena de transporte de electrones, los organismos que respiran
aeróbicamente requieren oxígeno.
Cadena
de
transporte
de
electrones
Quimiosmosis



Difusión de iones a través de una membrana.
Se relaciona con la generación de ATP mediante el
movimiento de iones hidrógeno (protones o H+) a
través de la membrana interna mitocondrial y de la
membrana de los tilacoides de los cloroplastos.
La cadena de transporte de electrones establece el
gradiente de protones, parte de la energía liberada
como electrones pasan por la cadena transportadora
de electrones que se utiliza para mover protones (H+)
a través de una membrana.
Quimiosmosis

En
1961,
Peter
Mitchell,
un
bioquímico británico,
propuso el modelo
quimiosmótico, que
estaba basado en
sus experimentos y
en consideraciones
teóricas.
Quimiosmosis
De una molécula
de glucosa produce un máximo de 36 a 38 ATP
1.
2.
3.
4.
En la glucólisis, la activación de la glucosa requiere la
adición de grupos fosfatos a partir de 2 moléculas de
ATP y se convierte por último a 2 piruvatos + 2 NADH
+ 4 ATP, produciendo una ganancia neta de 2 ATP.
Los 2 piruvatos se metabolizan a 2 acetil CoA + 2
CO2 + 2 NADH.
En el ciclo del ácido cítrico, las moléculas de 2 acetil
CoA se metabolizan a 4 CO2 + 6 NADH + 2 FADH2
+ 2 ATP.
Se producen de 32 a 34 ATP del transporte de
electrones y de la quimiosmosis.
De una molécula
de glucosa
produce un
máximo de 36 a
38 ATP