Williams R. Lpez Vega Biologa ADUNI

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RESPIRACIN

CELULAR

La respiracin es un proceso catablico realizado por todos

los organismos vivos; consiste en la oxidacin de

compuestos orgnicos, para la obtencin de ATP.

La oxidacin de molculas orgnicas, implica prdida de

electrones. Cuando el aceptor final de estos electrones es el

oxgeno, la respiracin se denomina aerbica; cuando el

aceptor es otra molcula diferente al oxgeno, se denomina

anaerbica.

Considerando a la glucosa como principal fuente de energa

su catabolismo por respiracin celular, puede ser:

Respiracin aerbica

6 C6H12O6 + 6 O2 --> 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP

Respiracin anaerbica

C6H12O6 ------> 2 C3H6O3 + 2 ATP

I. MITOCONDRIA

Organela bimembranosa abundante en clulas de rganos

con alta produccin de energa.

Es considerada semiautnoma debido a su capacidad de

dirigir la sntesis de una gran parte de sus protenas y

dirigir su multilicacin por fisin binaria o biprticin

En su estructura se puede distinguir:

1. Membrana externa: muy permeable, posee porinas para

el paso de sustancias.

2. Membrana interna: poco permeable, posee complejos

proticos como:

a. Complejo piruvato deshidrogenasa.

b. Cadena transportadora de electrones conformado

principalmente por citocromos.

c. Partcula F con enzima ATP sintetasa.

3. Matriz mitocondrial: con enzimas y coenzimas (CoA,

NAD, FAD) para las reacciones del ciclo de Krebs.

Teora endosimbitica.

Planteada por Lynn Margulis, sostiene el origen bacteriano

de mitocondrias y cloroplastos, basados en la presencia de

ADN circular no unido a Histonas, ribosomas pequeos,

multiplicacin por fisin binaria

C6H12O6 ATP

Membrana externa

Membrana interna

Matriz mitocondrial

Cresta

Ribosoma 55 S

ADN mitocondrial

Partcula F

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II. RESPIRACIN CELULAR AERBICA

La glucosa es la principal fuente energtica de los

organismos vivos, por tanto su oxidacin aerbica es de

gran importancia para las clulas, y consta de las siguientes

etapas:

1. Gluclisis

2. Ciclo de krebs y

3. Fosforilacin oxidativa.

La oxidacin de aminocidos se inicia con desaminacin y

la de cidos grasos con beta-oxidacin

La glucosa contiene 4 caloras por cada gramo, en la

respiracin, el 40% sirve para formar ATP y el resto se

pierde en forma de calor.

1. Gluclisis (Va de Embden-Meyerhoff)

Evento anaerbico (no requiere oxgeno), ocurre en el

citosol. Consiste en dos fases:

a. Fase preparatoria. La fosforilacin (unin de fosfato) y

ruptura de la glucosa, forma 2 molculas de

gliceraldehdo fosfato. Este proceso requiere el consumo

de 2 ATP

b. Fase de beneficio. Las molculas de gliceraldehido son

oxidados formando dos molculas de piruvato, 2

NADH2 y 4 ATP.

Balance neto: Por cada molcula de glucosa, hay una

ganancia de 2 ATP (poder energtico), adems de 2

NADH2 (poder reductor)

3. Fosforilacin

oxidativa

2. Ciclo

de Krebs

oxidativa

1.Gluclisis

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2. Ciclo de Krebs

(del cido ctrico, o de los cidos tricarboxlicos)

Evento aerbico ocurre en la matriz mitocondrial. Aporta

electrones para la fosforilacin oxidativa.

Previo al ciclo, el piruvato es oxidado y descarboxilado

formando Acetil, el cual es transportado por la Coenzima A

hacia el ciclo de Krebs, una secuencia cclica de reacciones

de descarboxilacin (liberacin e CO2), oxidacin (prdida

de hidrgenos) y fosforilacin (sntesis de GTP, equivalente

energtico del ATP).

Balance neto: Por cada molcula de glucosa, ocurre dos

ciclos de Krebs, con una ganancia de 2 ATP, adems de 6

NADH2 y 2 FADH2

3. Fosforilacin oxidativa

Evento aerbico ocurre en membrana interna mitocondrial,

ocurre la mayor sntesis de ATP celular (por fosforilacin

oxidativa). Se realiza los siguientes eventos.

a. Transporte de electrones: Los electrones transportados por

el NADH2 y el FADH2, se movilizan mediante

reacciones de xido-reduccin a lo largo de una cadena

transportadora de electrones formada por flavoproteinas

y citocromos, hasta el O2 (aceptor final). La energa

liberada en el proceso permite bombear protones hacia

la cmara externa mitocondrial donde se acumulan.

* Los NADH2 citoslicos producto de la gluclisis,

transfieren sus hidrgenos al interior de la mitocondria,

gracias a un sistema de lanzaderas.

b. Fosforilacin oxidativa: El gradiente electroqumico

generado, favorece el flujo de protones a travs de la

partcula F, liberando energa necesaria para la sntesis

de ATP por quimismosis.

* Por cada par de electrones transportado por el

NADH2 se forma en promedio 3 ATP; sin embargo,

por cada FADH2 se forma en promedio 2 ATP.

Balance neto: por cada molcula de glucosa se produce

32 o 34 ATP, segn se haya usado la lanzadera

glicerol-fosfato o aspartato-malato respectivamente.

NAD

NADH2

FAD

FADH2

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Balance energtico total

A partir de una molcula de glucosa, en clulas de hgado, corazn y riones, que usan lanzadera Aspartato-Malato

1.Gluclisis: 2 ATP 2 NADH2

2.Formacin 2 NADH2

de acetil

3.Ciclo de Krebs 2 ATP 6 NADH2

2 FADH2

4 ATP por 34 ATP por

Fosforilacin a Fosforilacin

nivel de sustrato oxidativa

En total se forman 38 ATP por molcula de glucosa

III. RESPIRACIN ANAERBICA

Proceso de oxidacin de compuestos orgnicos sin

participacin de oxgeno. Ocurre en el citosol y comprende

a la gluclisis, y la fermentacin.

En la fermentacin los electrones del NADPH2 son

cedidos a sustancias orgnicas como el piruvato, o alguno

de sus derivados. De acuerdo a los productos formados

existen diversos tipos de fermentacin:

1. Fermentacin lctica:

El piruvato es el aceptor final de electrones, formando

cido lctico o lactato. Es realizado por bacterias

lactobacillus sp. Que fermentan la leche para obtener

derivados lcteos. Tambin es realizado por clulas

musculares, cuando realizan un esfuerzo intenso y

prolongado, sin recibir suficiente oxgeno. El efecto del

cido lctico es el cansancio muscular y los calambres.

El cido lctico formado es reconvertido en el hgado a

glucosa, originando el ciclo de Cori

2. Fermentacin alcohlica:

La descarboxilacin (liberacin de CO2) del piruvato

forma acetaldehdo que acepta a los electrones del

NADH2+, transformndose en etanol o alcohol etlico.

Es realizado por levaduras del gnero Saccharomyces sp.

Ya sea para esponjar la masa en panificacin, y en la

produccin de bebidas alcohlicas: vino, cerveza,etc.

Balance neto: la respiracin anaerbica en todas sus

variantes, produce solo 2 ATP por molcula de glucosa.