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Respiración celular
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Los animales obtienen energía de los
alimentos que consumen
En este capitulo
vamos a aprender
cómo las células
convierten la energía
química de los
alimentos en ATP, la
molécula que ayuda
a realizar el trabajo
celular
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Flujo de energía en los ecosistemas
La energía entra al
ecosistema como luz solar
y sale como calor.
Fotosíntesis convierte
CO2 y H2O en moléculas
orgánicas.
La mitocondria libera la
energía de estos
compuestos y produce
ATP en el proceso de
respiración celular.
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Respiración celular
Parte del metabolismo.
Proceso catabólico.
Libera energía almacenada en los alimentos y
produce ATP.
Ocurre en plantas, animales, etc.
Necesita oxígeno (aeróbico).
Es la oxidación de los carbohidratos.
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Ecuación de Respiración Celular
ATP
GLUCOSA + O2 -----> CO2 + H2O + ENERGÍA
(ATP Y CALOR)
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Trabajo celular:
Transporte, Mecánico o Químico
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El Proceso de Respiración Celular es uno
de Oxidación y Reducción (re-dox)
Es la transferencia de electrones (e-) de un reactivo a otro
Oxidación:
Perdida de e-
Agente reductor
Reducción:
Ganancia de e-
Agente oxidante
Algunas reacciones de re-dox no transfieren electrones, sino que cambian como se comparten los electrones en los enlaces covalentes
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En el proceso de respiración celular ….
Glucosa se oxida:
En el proceso pierde e- de alta energía.
NAD+ se reduce: (aceptador de e-)
Los e- de glucosa son transferidos a la molécula de
NAD+ para formar NADH.
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La molécula de NAD+ acepta los e- de la
glucosa y se reduce a NADH
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Proceso controlado donde se libera energía para
formar ATP. Ocurren una serie de pasos y no en un
solo paso. Consume oxígeno. Forma agua y ATP.
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Respiración celular se divide en:
Glucólisis – rompe la glucosa en dos moléculas
de ácido pirúvico(piruvato).(citosol)
Ciclo de Krebs o Ciclo de Acido Cítrico -
completa el rompimiento de glucosa.(matriz)
Cadena de transporte de electrones y
fosforilación oxidativa – es donde ocurre la
mayor síntesis de ATP. (membrana interna)
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Respiración celular se divide en:
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Glucólisis
Glucosa + NAD+2piruvato(3C) + 2ATP+ 2NADH +H2O
Ocurre en el citoplasma y no requiere de O2
Se oxida la glucosa ya que le quitamos e-
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Finalizada la glucólisis:
Se han formado 2 ATP (netos), 2 NADH y 2
moléculas de ácido pirúvico(piruvato).
En presencia de O2 piruvato entra a la mitocondria
para completar su degradación a CO2 y H2O.
Piruvato posee muchísima energía.
Glucosa + NAD+ 2piruvato(3C) + 2ATP+ 2NADH + 2H2O
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2 Piruvatos entran a la mitocondria con ayuda de
una proteína de transporte. Se convierten en 2
Acetyl-CoA. Se liberan CO2 y NADH
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Ciclo de KrebsDos vueltas: ya que tenemos dos acetil-CoA por
molécula de glucosa.
Produce por glucosa: 2 ATP, 6 NADH y 2 FADH2
Ocurre en la matriz de la mitocondria
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Acetil-CoA (2C) se combina con
oxaloacetato(4C) para formar citrato (6C), el cual
es convertido a isocitrato (6C)
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Se producen 2 NADH (oxidación) la cual
contiene los e- de alta energía de la glucosa
Se libera CO2
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Se genera 1 ATP y 1 FADH2 por vuelta
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Se genera otro NADH y nuevamente
terminamos con la producción de oxaloacetato
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RESUMENEl Ciclo de Krebs produce por molécula de ácido
pirúvico
3 NADH + FADH2 + ATP + 2CO2.
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Luego del ciclo de Krebs…
Solamente se han producido 4 ATP por
molécula de glucosa
La glucosa ha desaparecido y se ha convertido
en CO2 y H2O
No se ha utilizado oxígeno
¿Dónde está la energía de la glucosa?
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Cadena de transporte de electrones La energía de la glucosa la contienen los NADH y
FADH2. Esta se utilizará para hacer mas ATP.
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Proceso controlado donde se libera energía para
formar ATP. Ocurren una serie de pasos y no en un
solo paso. Consume oxígeno. Forma agua y ATP.
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Cadena de transporte de electrones
Los e- de la glucosa,
ahora en los NADH,
viajan por una serie de
transportadores en la
membrana de la
mitocondria hasta ser
aceptados por oxígeno.
En el proceso se forma
agua y los e- pierden
energía.
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Síntesis quimiosmótica del ATP
(Fosforilación oxidativa)
La energía liberada es utilizada para generar un gradiente de
H+. Una enzima/canal llamada ATP-asa deja pasar los
iones y genera ATP.
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Síntesis quimiosmótica del ATP
Electrones fluyen a
través de proteínas
Se crea un gradiente de
protones
Una enzima-canal (ATP-
sintetaza) fosfórila
moléculas de ADP
convirtiéndolas en
ATP
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Esta enzima se
encuentra en
cloroplastos,
mitocondrias y
membrana
plasmática de
bacterias.
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Resumen:Respiración celular produce 38 ATP por molécula
de glucosa
Se generan 3 ATP por cada NADH y 2 ATP por cada FADH2
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En ausencia de oxígeno…..
Respiración celular necesita oxígeno, último
aceptador de e- de la cadena de transporte
En ausencia de oxígeno algunas células
pueden llevar a cabo glucólisis y un trayecto
llamado fermentación
Hay dos tipos: fermentación alcohólica y
fermentación láctica
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En ausencia de oxígeno se lleva a cabo
glucólisis y el paso de fermentación
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Fermentación alcohólica Convierte el piruvato en 2 etanol y 2 CO2. Produce 2
NAD+ esenciales para que glucólisis pueda ocurrir y
formar ATP.
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Fermentación lácticaProduce lactato(ácido láctico). No se forma CO2.
Se genera NAD+ para que glucólisis pueda ocurrir.
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Fermentación:
Fuente de NAD+ para la célula
La importancia del paso de pirúvico a etanol o a ácido
láctico NO es la producción de estos compuestos
La célula lleva a cabo fermentación para que glucólisis
pueda tener una fuente de NAD+ ya que NO existe
cadena de transporte de e-.
Sin NAD+ no ocurriría glucólisis y por tanto no habría
ATP y la célula moriría
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Fermentación importante en industria.
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Otros alimentos nos
dan energía
Carbohidratos, grasas
y proteínas pueden
ser utilizados como
combustible para
respiracion celular.
Son degradados y
formar ATP
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Regulación de Respiración Celular
La fosfofructoquinasa
es una enzima
alostérica
Se inhibe por ATP y
citrato
Se estimula por AMP