Respiración Celular: Es el conjunto de reacciones metabólicas en las cuales el

ácido pirúvico producido por la glucólisis (oxidación de la glucosa, combinada

con el O2) se desdobla a CO2 y H2O y se producen 36 ATP (energía).

En las células eucariotas la respiración se realiza en la Mitocondria.

Se da en 3 etapas:

1. Oxidación del Piruvato

Es un complejo de reacciones catalizado por un sistema de enzimas localizado

en la membrana mitocondrial interna.

* El Piruvato difunde hasta la matriz de la mitocondria, cruzando ambas

membranas.

* Cada ácido Pirúvico reacciona con la coenzima-A, desdoblándose en CO2 y un

grupo acetilo de dos carbonos que se une inmediatamente a la coenzima-A

formando acetil coenzima-A (acetilCoA) que entrará al ciclo de Krebs.

En esta reacción se forma un NAD + H2.

Nota:

La Acetil-CoA puede también producirse a partir de lípidos (por beta oxidación) o

del metabolismo de ciertos aminoácidos.

2.-Ciclo de Krebs o del ácido Cítrico

Tiene la función de completar el metabolismo del Piruvato derivado de la

glicólisis. Las enzimas del ciclo de Krebs, están localizadas en la matriz de la

mitocondria (pocas están en la membrana interna).

Su punto de partida es el Acetil-CoA, obteniéndose CO2 y transportadores de

electrones reducidos.

Balance de la primera vuelta:

Acetil-CoA(2-C)+ 3 NAD+ +FAD -------> 2 CO2 +3NADH + FADH2 + ATP

Balance para una molécula de glucosa que se convierte en 2 Piruvato, luego

en 2 Acetil-CoA y luego a CO2 en la vía del ciclo de los ácidos tricarboxílicos ,

con todo el NADH y el FADH convertidos en ATP por la respiración: 1 glucosa

+ 38 ADP + 38 Pi -------> 6 CO2 + 38 ATP

Nota:

2 de los NADH son formados en el citoplasma durante la glicólisis. Para ser

transportados a la matriz mitocondrial para ser posteriormente oxidado por la

cadena transportadora de electrones, tienen que pasar por medio de

transporte activo al interior de la mitocondria, Esto "cuesta" 1 ATP por NADH.

Por lo tanto el balance final resulta en 36 ATP por glucosa y no 38 ATP.

3. Cadena Respiratoria

En este punto la célula ha ganado solo 4 ATP, 2 en la glucólisis y dos en el ciclo

de Krebs, sin embargo ha capturado electrones energéticos en 10 NADH2 y 2

FADH2.

Estos transportadores depositan sus electrones en el sistema de transporte de

electrones localizado en la membrana interna de la mitocondria.

Es un sistema multienzimático ligado a membrana que transfiere electrones

desde moléculas orgánicas al oxígeno.

-Los electrones son transportados a lo largo de la membrana, de un complejo de

proteínas transportador ("carrier") a otro.

-Los protones son translocados a través de la membrana, esto significa que son

pasados desde el interior o matriz hacia el espacio intermembrana. Esto

construye un gradiente de protones.

El oxígeno es el aceptor terminal del electrón, combinándose con electrones e

iones H+ para producir agua.

A medida que los electrones fluyen, los protones (H+) son transferidos desde el

interior al exterior de la membrana. Esto construye un gradiente de protones, dado

que las cargas + son retiradas del interior mientras que las -, permanecen en el

interior (en gran parte como iones OH- ), el pH en la cara externa de la membrana

puede llegar a un pH 5,5, mientras que el pH en la cara interna de la misma puede

llegar a 8,5 ---> la diferencia es de 3 unidades de pH.

Dado que la membrana es básicamente impermeable a los protones, por lo tanto el

gradiente no se desarma por una constante re-entrada de los mismos, y teniendo

en cuenta que la ATP sintetasa complejo proteico (conocido también como

"lollipops", complejo F1, ATPasa mitocondrial) contiene el único canal para la

entrada del protón, por lo tanto a medida que los protones pasan por el canal, se

produce la siguiente reacción: ADP + Pi ---> ATP

Este proceso puede llamarse: fosforilación quimiosmótica o fosforilación

oxidativa. Los electrones que son transportados por el FADH2 se encuentran en un

nivel energético ligeramente inferior que los del NADH. En consecuencia, entran en

la cadena de transporte más abajo, a la altura de la CoQ. Los electrones finalmente

son aceptados por el oxígeno, que se combina con protones (iones hidrógeno) en

solución, y forman agua.

La Mitocondria también interviene en la síntesis de lípidos y proteínas