Respiración Celular

CIBI 3031Dra. Omayra Hernández Vale

Objetivos• Describir y entender el proceso de respiración

celular

• Describir y entender fermentación

• Distinguir entre organismos aeróbicos, anaeróbicosy anaeróbicos facultativos

Respiración CelularProceso catabólico en el cual las células obtienenenergía a partir de glucosa y/u otros compuestosorgánicosØ Energía almacenada en nutrientes à energía en ATP

y otras moléculas aceptadoras (transportadoras)à Catalizados por enzimas específicas!!!

Respiración CelularØConsiste de una a tres partes*

Glucólisis**

Formación de Acetyl CoACiclo de Krebs

Cadena de Transporte de e-

Mitocondrio

citoplasma

Respiración CelularØConsiste de una a tres partes*

Glucólisis**

Formación de Acetyl CoACiclo de Krebs

Cadena de Transporte de e-

Mitocondrio

citoplasma

Fermentación• Falta de O2• Anaerobios facultativos

Organismos aeróbicos (O2)Y

Organismos anaeróbicos(CO2, NO3)

Respiración Celular: Moléculas aceptadoras

ØEnergía almacenada en nutrientes à energía en ATP y otras moléculas aceptadoras (transportadoras)NAD+à NADH (NAD__H); FADH à FADH2

ØNADH --------------------> NAD+ + 2e- + H+

Enlace que carga energíadel rompimiento de glucosa

Forma oxidada

Forma reducida

Al oxidarse nuevamente toda la energía que almacenaba permite:ADP-P = ATP

Rx REDOX

NAD+ + 2e- + H+ àNADH

Respiración celular: Primer pasoGlucólisis (citoplasma)1er paso de RC independientemente cual sea

C6H12O6 2 C3H4O3 + 2 ATP

Øproceso que produce 2 piruvatos, 2 ATP y 2 NADH*

glucosa ácido pirúvico(piruvato)

Respiración Celular Aeróbica: Mitocondrios• En organismos aeróbicos y facultativos à Respiración cel. Aeróbica

Glucosa 2 piruvatos + 6O2 6CO2 + 6H2O + 36-38 ATP

1. Formación Acetyl CoA à Ciclo de Kebs- Matriz Saco Interno

2. Cadena de Transporte de electrones (e-)- Membrana interna del mitocondrio

Respiración Celular:(matriz Mitocondrios)

Formación Acetyl CoA• c/piruvato pierde un CO2

• c/piruvato reduce un NAD+ à NADH

• Se enlaza la Coenzima A à Acetyl CoA (2C)

• Ganancia del proceso: 2 NADH• Pérdida del proceso: 2 CO2

Ciclo de KrebsInicia con la entrada al ciclo de 2 moléculas de Acetyl CoA (c/u 2C)

• Ganancia del proceso:

à 6 NADH, 2FADH2 y 2 ATP

Pérdida del proceso: 4 CO2

Respiración Celular: MitocondriosCadena de Transporte de electrones• Se llega a esta etapa con: 4 ATP, 10 NADH y 2 FADH2

• Los NADH y FADH2 son responsables de transportar su energía a cadena de transporte de e- à síntesis de más ATP

à Fosforilación oxidativa

RC aeróbica: Último aceptador de e- : O2(aerobios y anaerobios facultativos

RC anaeróbica: otras moléculas ej (CO2 y NO3)

Cadena de Transporte de Electrones

• Oxidación de NADH y FADH2 • e- à cadena de transporte à

O2 (último aceptador)• Se forma 6 H2O*

10 NADH à 5 H2O2 FADH2 à 1 H2O

• Se forma un gradiente de [ ] de H+ à quimiósmosis

• Ocurre la fosforilación oxidativa• Se generan 34 ATP

-c/NADHà 3ATP-c/FADH2à 2ATP

*por cada molécula de glucosa

v En células eucariotas de la degradación de 1 molécula de glucosase producen 36-38 ATP, 6 moléculas de H2O y 6 moléculas de CO2.

Respiración celular aeróbica -glucosa

Fermentación• Glucólisis à 2 Piruvato, 2 ATP y 2 NADH (forma reducida)

• En organismos anaeróbicos (viven en ausencia de oxígeno) y/o anaeróbicos facultativos (pueden vivir con o sin oxígeno) àFermentación

– Glucosa 2 piruvato 2 ácido láctico– Glucosa 2 piruvato 2 etanol + 2CO2

*Los piruvatos son los aceptadores finales de la oxidación de NADH (NADHà NAD)

FermentaciónGlucólisis

Fermentación Alcoholica vs Fermentación Láctica

Vinos, cervezas, panes• alcohol y CO2• Levaduras

Productos lácteos• Lactato

• Bacterias (ej. Lactobacillus)

Resumen• La respiración celular busca utilizar energía almacenada en moléculas de

nutrición à formar energía en forma de ATP

• Se compone de glucólisis, Formación Acetyl CoA, Ciclo de Krebs y Cadena de Transporte de e-

• Las moléculas de NAD+ son aceptadoras de energía à NADH à à à ATP porfosforilación oxidativa

• Respiración celular aeróbica – requiere oxígeno como último aceptador de e-

• En células eucariotas de la degradación de 1 molécula de glucosa se producen 36-38 ATP, 6 moléculas de H2O y 6 moléculas de CO2.

• Fermentación: glucólisis en ausencia de oxígeno y oxidación de NADH

• Glucólisis – en citoplasma; en ausencia/presencia de O2; producción limitada ATP• Mitocondrio à mayor cantidad de ATP

Clasificación organismal Organismos aeróbicos: Ø requieren oxígeno, en procesos de respiración celular requiere al

oxígeno como aceptador final de electrones

Organismos anaeróbios obligados: Øno pueden vivir en presencia de oxígeno, utilizan otra molécula

como aceptador final de electrones (CO2 o NO3)

Organismos anaeróbicos facultativos:ØPueden vivir en ausencia o presencia de oxígeno; pueden recurrir

a varias rutas de respiración celular

Glucólisis

Ciclo de Krebs