respiracion celular2
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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 ha hacer 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
Catabolismo
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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Reacción de Oxi-Reducción
Metano se oxida; Pierde e- Oxigeno se reduce; Gana e-
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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 piruvato
Ciclo de Krebs o Ciclo de Acido Cítrico - completa el rompimiento de glucosa
Cadena de transporte de electrones – es donde ocurre la mayor síntesis de ATP
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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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La glucosa entra a la célula y es fosforilizada por la enzima hexokinasa.
Esta transfiere un grupo fosfato del ATP al azúcar
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Ocurre una segunda fosforilaciónLuego se rompe en 2 PGAL (3C)
Se han gastado 2 ATP
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PGAL dona e- a NAD+
Se producen 2NADH Se producen 2 ATP
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Se generan otros 2 ATP’s para un total de 4 ATP’s por molécula de glucosa
El producto final son 2 piruvatos
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ATP se ha producido con la ayuda de una enzima,
quien transfiere un grupo fosfato de un substrato al ADP
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Síntesis de ATP a nivel de sustrato
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Finalizada la glucólisis:
Se han formado 2 ATP (netos), 2 NADH y 2 moléculas de 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 2 CO2 y 2 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 para formar citrato (4C), 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 glucosa
6 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP + 4CO2.
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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 láctica Produce 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