funcionamiento celular, respiracion

FINES DIDACTICOS EXCLUSIVAMENTE

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INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN

Ò Las células son máquinas que procesan materiales a nivel molecular, continuamente están construyendo y rompiendo compuestos

Ò Los organismos obtienen energía de moléculas orgánicas, ya sea que ellos mismos los fabriquen o los tomen del medio ambiente





Ò Proteínas Ò CarbohidratosÒ Grasas

Ò AminoácidosÒ Azúcares

simplesÒ Glicerol y ácidos

grasos

SANGRE

CÉLULAS

Mediante la respiración celular, la célula convierte la energía contenida en los enlaces de las moléculas de alimento en ATPFINES DIDACTICOS EXCLUSIVAMENTE




AEROBIA ANAEROBIA

• Requiere O2• Los nutrientes son catabolizados a CO2 y agua• Es un proceso redox

• No requiere O2• Puede ser:

• Respiración anaerobia• Fermentación

• La glucosa es oxidada y el O2 es reducido• Los e- asociados a los átomos de hidrógeno en la glucosa son transferidos al O2 en alrededor de 30 pasos• La energía libre de los e- es usada para la síntesis de ATP

C6H12O6 + 6 O2 6CO2 + 6H2O + Energía (as ATP)Oxidación

Reducción





GLICOLISISÒ No requiere O2 y

puede proceder tanto en condiciones aerobias como anaerobias

Ò Los reactantes como el ADP, NAD+ y fosfatos inorgánicos están flotando libremente en el citosol





Formación de acetil coenzima A (acetil CoA)ÒEn una serie de reacciones el piruvato sufre un proceso de descarboxilación oxidativaÒPiruvato pierde un grupo carboxilo como CO2

ÒEl fragmento restante de 2C es oxidado y los e-

removidos son aceptados por el NAD+

ÒEl fragmento oxidado se une a la coenzima A





Ciclo del ácido cítrico, oxida acetil CoAÒAcetil Coa transfiere su grupo acetil de 2C a un aceptor de 4C, el oxaloacetato y se forma el citrato de 6CÒPor cada grupo acetilo, se generan 3 moléculas de NADH, 1 de FADH2 1 ATP





Cadena de transporte de e-





QuimiósmosisÒ El transporte de e- y la

síntesis de ATP están unidos por un gradiente de protones a través de la membrana mitocondrial interna

Ò Parte de la energía liberada durante el transporte de e- es usada para bombear protones fuera de la membrana interna





QuimiósmosisÒ Los protones son

bombeados por 3 de los 4 complejos

Ò Se genera un gradiente, una forma de energía potencial

Ò La difusión de los protones a través de la membrana esta limitada a canales específicos formados por la ATP sintasa

Ò La difusión de protones es exotérmico y libera la energía necesaria para la formación de ATP





RendimientoÒ 1 molécula de

glucosa rinde 36 – 38 moléculas de ATP

Ò 1 NADH genera 3 ATP

Ò 1 FADH2genera 2 ATP

Resumen respiración aerobiaEtapas Sustrato Producto ATP total

Glicólisis1 molécula de

glucosa

2 moléculas de piruvato2 ATP2 NADH

6 - 8 ATP

Formación de Acetil CoA

2 moléculas de piruvato

2 moléculas de acetil coenzima A2 CO22 NADH

6 APT

Ciclo del ácido cítrico

2 moléculas de acetil

coenzima A

4 CO22 ATP6 NADH2 FADH2

24 ATP

36 - 38 ATP





Eficiencia del proceso de respiración aerobiaÒ Energía libre de 1 mol de glucosa = 686 kcal

Ò Energía libre de 1 mol de ATP = 7.6 kcal * 36 = 274 kcal

Ò Eficiencia = 40%

Ò El resto de energía es liberada como calor





Otros nutrientes pueden proveer energía

1 g lípido = 9 kcal1 g glucosa = 4 kcal1 g aa = 4 kcal





Respiración anaerobiaÒ Respiración anaerobia no usa oxígeno como aceptor final

de e-

Ò Sustancias inorgánicas como nitratos (NO3-) o sulfatos

(SO42-) reemplazan al oxígeno molecular

Ò Los productos finales son CO2, sustancias inorgánicas reducidas y ATP

C6H12O6 + 12KNO3 6CO2 + 6H2O + 12KNO2 + Energía (as ATP)Nitrato Nitrito





FermentaciónÒ Es una ruta anaerobia que no

involucra cadena de transporte de e-

Ò Por molécula de glucosa solo se generan 2ATP (fosforilación a nivel de sustrato durante la glicólisis)

Ò NADH transfiere sus átomos de hidrógeno a moléculas orgánicas y regeneran NAD+ que permiten mantener la glicólisis

Ò Las moléculas orgánicas (comúnmente alcohol o lactato) tienden a ser tóxicas para las célulasFINES DIDACTICOS EXCLUSIVAMENTE




Fermentación alcohólicaÒ Hay enzimas que

descarboxilan el piruvato, liberan CO2 y forman 2 compuestos de 2C llamado acetaldehído

Ò NADH producido durante la glicólisis transfiere átomos de hidrógeno al acetaldehído, lo reduce, y forma alcohol etílico





Fermentación ácido lácticaÒ NADH producido durante la

glicólisis transfiere átomos de hidrógeno al piruvato, lo reduce y forma lactato

Ò El lactato que se acumula en las células musculares, eso contribuye a la fatiga y calambres

Ò El 80% del lactato es eventualmente exportado al hígado donde se regenera como glucosa

Ò El 20% es metabolizado en el músculo en presencia de O2





funcionamiento celular, respiracion

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