Resultados de aprendizaje
- Describir el proceso de glucólisis e identificar sus reactivos y productos
- Describir el proceso del ciclo del ácido cítrico (ciclo de Krebs) e identificar sus reactivos y productos
- Describir el resultado general del ciclo del ácido cítrico y la fosforilación oxidativa en términos de los productos de cada
- Describir la ubicación del ciclo del ácido cítrico y la fosforilación oxidativa en la célula
La respiración celular es un proceso que los seres vivos utilizan para convertir la glucosa en energía. Los autótrofos (como las plantas) producen glucosa durante la fotosíntesis. Los heterótrofos (como los humanos) ingieren otros seres vivos para obtener glucosa. Si bien el proceso puede parecer complejo, esta página lo lleva a través de los elementos clave de cada parte de la respiración celular.
Repasemos
La respiración celular es una colección de tres vías metabólicas únicas: la glucólisis, el ciclo del ácido cítrico y la cadena de transporte de electrones. La glucólisis es un proceso anaeróbico, mientras que las otras dos vías son aeróbicas. Para pasar de la glucólisis al ciclo del ácido cítrico, las moléculas de piruvato (la salida de la glucólisis) deben oxidarse en un proceso llamado oxidación de piruvato.
Glucólisis
La glucólisis es la primera vía en la respiración celular. Esta vía es anaeróbica y tiene lugar en el citoplasma de la célula. Esta vía descompone 1 molécula de glucosa y produce 2 moléculas de piruvato. Hay dos mitades de glucólisis, con cinco pasos en cada mitad. La primera mitad se conoce como los pasos de» energía que requiere». Esta mitad divide la glucosa y consume 2 ATP. Si la concentración de piruvato quinasa es lo suficientemente alta, la segunda mitad de la glucólisis puede continuar. En la segunda mitad, la » liberación de energía: pasos, se liberan 4 moléculas de ATP y 2 NADH. La glucólisis tiene una ganancia neta de 2 moléculas de ATP y 2 NADH.
Algunas células (por ejemplo, glóbulos rojos de mamíferos maduros) no pueden someterse a respiración aeróbica, por lo que la glucólisis es su única fuente de ATP. Sin embargo, la mayoría de las células experimentan oxidación de piruvato y continúan a las otras vías de la respiración celular.
Oxidación de piruvato
En eucariotas, la oxidación de piruvato tiene lugar en las mitocondrias. La oxidación del piruvato solo puede ocurrir si hay oxígeno disponible. En este proceso, el piruvato creado por la glucólisis se oxida. En este proceso de oxidación, se elimina un grupo carboxilo del piruvato, creando grupos acetil, que se componen con coenzima A (CoA) para formar acetil CoA. Este proceso también libera CO2.
Ciclo del ácido cítrico
El ciclo del ácido cítrico (también conocido como ciclo de Krebs) es la segunda vía en la respiración celular, y también tiene lugar en las mitocondrias. La velocidad del ciclo es controlada por la concentración de ATP. Cuando hay más ATP disponible, la tasa se ralentiza; cuando hay menos ATP, la tasa aumenta. Esta vía es un circuito cerrado: el paso final produce el compuesto necesario para el primer paso.
El ciclo del ácido cítrico se considera una vía aeróbica porque el NADH y el FADH2 que produce actúan como compuestos de almacenamiento temporal de electrones, transfiriendo sus electrones a la siguiente vía (cadena de transporte de electrones), que utiliza oxígeno atmosférico. Cada giro del ciclo del ácido cítrico proporciona una ganancia neta de CO2, 1 GTP o ATP, y 3 NADH y 1 FADH2.
Cadena de transporte de electrones
La mayor parte del ATP de la glucosa se genera en la cadena de transporte de electrones. Es la única parte de la respiración celular que consume oxígeno directamente; sin embargo, en algunos procariotas, esta es una vía anaeróbica. En los eucariotas, esta vía tiene lugar en la membrana mitocondrial interna. En procariotas ocurre en la membrana plasmática.
La cadena de transporte de electrones se compone de 4 proteínas a lo largo de la membrana y una bomba de protones. Un cofactor transporta electrones entre las proteínas I–III. Si el NAD se agota, el salto I: FADH2 comienza en II. En la quimiosmosis, una bomba de protones toma hidrógenos desde el interior de las mitocondrias hacia el exterior; esto hace girar el «motor» y los grupos de fosfato se unen a él. El movimiento cambia de ADP a ATP, creando un 90% de ATP obtenido del catabolismo aeróbico de glucosa.
Practiquemos
Ahora que ha revisado la respiración celular, esta actividad de práctica le ayudará a ver qué tan bien conoce la respiración celular:
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