Es el conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente, por oxidación, hasta su conversión en sustancias inorgánicas, proceso que rinde energía aprovechable por la célula. Los substratos habitualmente usados en el proceso son la glucosa, otros hidratos de carbono, ácidos grasos, incluso aminoácidos, cuerpos cetónicos u otros compuestos orgánicos. En los animales estos combustibles pueden provenir del alimento, de los que se extraen durante la digestión, o de las reservas corporales. En las plantas su origen pueden ser asimismo las reservas, pero también la glucosa obtenida durante la fotosíntesis.
Respiración aeróbica: Hace uso del O2 como aceptor último de los electrones desprendidos de las sustancias orgánicas oxidadas. Por ejemplo, a partir de la glucosa o de ácidos grasos, los productos resultantes consiten, exclusivamente, en H2O, formada a expensas del O2 aceptor, y en CO2, ambos compuestos inorgánicos. Es la forma más extendida, propia de una parte de las bacterias y de los organismos eucariontes, cuyas mitocondrias derivan de aquéllas. Se llama aerobios a los organismos que, por este motivo, requieren O2.
La reacción general : C6H12O6 + 6O2 enzimas 6CO2 +6H2O + ATP. En la respiración aeróbica la glucosa se rompe en bióxido de carbono y agua.
LA GLUCÓLISIS: La producción de ATP al convertir glucosa de ácido pirúvico se le llama glucólisis, ocurre en el citoplasma de la célula. Es anaeróbica porque no tiene oxígeno sin embargo la segunda etapa es aeróbica porque requiere oxígeno.
EL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO: Entra en una serie de reacciones conocida como el ciclo del ácido cítrico en el cual se completa la degradación de la glucosa. 1. El acetil-coA se une a un compuesto de 4 carbonos para formar un compuesto de 6 carbonos. 2. El ácido cítrico vuelve a convertirse en ácido oxaloacético. Una molécula de glucosa se convierte en 2 moléculas de ácido pirúvico en la glucólisis. La molécula de glucosa se degrada completamente una vez las 2 moléculas de ácido pirúvico entran a las reacciones del ciclo del ácido cítrico. El ciclo del ácido cítrico puede degradar otras sustancias que no sean acetil-coA , sustancias que no se producen de la degradación de los lípidos y de las proteínas, pueden entrar a las reacciones del ciclo de ácido cítrico en diferentes puntos.
LA CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES: Estos electrones sufren una serie de transferencias entre compuestos que son portadores de electrones y que se encuentran en las crestas de las mitocondrias. Esta serie de portadores de electrones se le conoce como la cadena de transporte de electrones portadores coenzima son compuestos que tienen hierro (citocromos). La cadena de transporte de electrones produce 32 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa que se degrada. La mayor parte del ATP que se forma durante la respiración celular se produce durante la etapa aeróbica. En la cadena de transporte de electrones, el aceptador final es el oxígeno. Los seres vivientes degradan glucosa mediante la respiración aeróbica dependen del oxígeno para obtener energía.
LA MITOCONDRIA UNA ORGANELA CELULAR VITAL PARA FORMAR ATP (BATERIA DE LA CELULA)
CICLO DE KREBS Y SUS OCHO REACCIONES
Reacción 1: Citrato sintasa (De oxalacetato a citrato)
El sitio activo de la enzima, activa el acetil-CoA para hacerlo afín a un centro carbonoso del oxalacetato. Como consecuencia de la unión entre las dos moléculas, el grupo tioéster (CoA) se hidroliza, formando así la molécula de citrato. Reacción 2: Aconitasa (De citrato a isocitrato)
La aconitasa cataliza la isomerización del citrato a isocitrato, por la formación de cis-aconitato. La enzima cataliza también la reacción inversa, pero en el ciclo de Krebs tal reacción es unidireccional a causa de la ley de acción de masa: las concentraciones (en condiciones estándar) de citrato (91%), del intermediario cis-aconitato (3%) y de isocitrato (6%), empujan decididamente la reacción hacia la producción de isocitrato. Reacción 3: Isocitrato deshidrogenasa (De isocitrato a oxoglutarato)
La isocitrato deshidrogenasa mitocondrial es una enzima dependiente de la presencia de NAD+ y de Mn2+ o Mg2+. Inicialmente, la enzima cataliza la oxidación del isocitrato a oxalsuccinato, lo que genera una molécula de NADH a partir de NAD+. Sucesivamente, la presencia de un ión bivalente, que forma un complejo con los oxígenos del grupo carboxilo en posición alfa, aumenta la electronegatividad de esa región molecular.Reacción 4: α-cetoglutarato deshidrogenasa (De oxoglutarato a Succinil-CoA)
Después de la conversión del isocitrato en α-cetoglutarato se produce una segunda reacción de descarboxilación oxidativa, que lleva a la formación de succinil CoA. La descarboxilación oxidativa del α-chetoglutarato es muy parecida a la del piruvato, otro α-cetoácido.Ambas reacciones incluyen la descarboxilación de un α-cetoácido y la consiguiente producción de una unión tioéster a alta energía con la coenzima A.
Reacción 5: Succinil-CoA sintetasa (De Succinil-CoA a succinato)
El succinil-CoA es un tioéster a alta energía (su ΔG°′ de hidrólisis está en unos -33.5 kJ mol-1, parecido al del ATP que es de -30.5 kJ mol-1). La citrato sintasa se sirve de un intermediario con tal unión a alta energía para llevar a cabo la fusión entre una molécula con dos átomos de carbono (acetil-CoA) y una con cuatro (oxalacetato). La enzima succinil-CoA sintetasa se sirve de tal energía para fosforilar un nucleósido difosfato purinico como el GDP.Reacción 6: Succinato deshidrogenasa (De succinato a fumarato)
La parte final del ciclo consiste en la reorganización de moléculas a cuatro átomos de carbono hasta la regeneración del oxalacetato. Para que eso sea posible, el grupo metilo presente en el succinato tiene que convertirse en un carbonilo. Como ocurre en otras rutas, por ejemplo en la beta oxidación de los ácidos grasos, tal conversión ocurre mediante tres pasos: una primera oxidación, una hidratación y una segunda oxidación.Reacción 7: Fumarasa (De fumarato a L-malato)
La fumarasa cataliza la adición en trans de un protón y un grupo OH-procedentes de una molécula de agua. La hidratación del fumarato produce L-malato.Reacción 8: Malato deshidrogenasa (De L-malato a oxalacetato)
La última reacción del ciclo de Krebs consiste en la oxidación del malato a oxalacetato. La reacción, catalizada por la malato deshidrogenasa, utiliza otra molécula de NAD+ como aceptor de hidrógeno, produciendo NADH.Respiración anaeróbica: No interviene el oxígeno, sino que se emplean otros aceptores finales de electrones, muy variados, generalmente minerales y, a menudo, subproductos del metabolismo de otros organismos. Un ejemplo de aceptor es el SO42- (anión sulfato), que en el proceso queda reducido a H2S:
LA FERMENTACIÓN. Además de la respiración otra forma anaeróbica de degradar la glucosa y de producir energía es la fermentación. La fermentación es la degradación de glucosa y liberación de energía utilizando sustancias orgánicas, aceptadores finales de electrones. La fermentación es una “medida de emergencia” para producir oxígeno cuando ésta escasea. La primera parte de la fermentación es la glucólisis. Las células de levadura llevan a cabo la fermentación que produce alcohol etílico y CO2 la cual se conoce como fermentación alcoholica.
Fermentación láctica:
Se llama al proceso celular donde se utiliza glucosa para obtener energía y donde el producto de desecho es el ácido láctico. La fermentación láctica se produce en las bacterias. Es responsable de la producción de productos lácteos como: yogurt, quesos, cuajada, etc. El ácido láctico tiene excelentes propiedades conservantes de los alimentos.
Se llama al proceso celular donde se utiliza glucosa para obtener energía y donde el producto de desecho es el ácido láctico. La fermentación láctica se produce en las bacterias. Es responsable de la producción de productos lácteos como: yogurt, quesos, cuajada, etc. El ácido láctico tiene excelentes propiedades conservantes de los alimentos.
Fermentación alcohólica:
Es un proceso anaeróbico que se realiza por las levaduras y algunas bacterias, los cuales transforman el azúcar en alcohol etílico y dióxido de carbono. De la fermentación alcohólica se obtienen muchos productos como: vino, cerveza, alcohol, chocolate, pan, etc.
La fermentacion alcoholica comienza cuando la glucosa entra en la celula, y esta es descompuesta en acido piruvico, y este acido pierde un carbono para formar acetaldehido, el cual es reducido a alcohol etílico, el NADH se convierte en NAD+ (es oxididado).
Es un proceso anaeróbico que se realiza por las levaduras y algunas bacterias, los cuales transforman el azúcar en alcohol etílico y dióxido de carbono. De la fermentación alcohólica se obtienen muchos productos como: vino, cerveza, alcohol, chocolate, pan, etc.
La fermentacion alcoholica comienza cuando la glucosa entra en la celula, y esta es descompuesta en acido piruvico, y este acido pierde un carbono para formar acetaldehido, el cual es reducido a alcohol etílico, el NADH se convierte en NAD+ (es oxididado).
CICLO DE LA GLUCOSA Y EL LACTATO ENTRE EL MÚSCULO Y EL HIGADO
ACTIVIDAD.
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