Contenido
- Ecuación de respiración celular
- Glucólisis
- La reacción del puente
- El ciclo de Krebs
- La cadena de transporte de electrones
Respiración celular es la suma de los diversos medios bioquímicos que los organismos eucariotas emplean para extraer energía de la comida, específicamente glucosa moléculas.
El proceso de respiración celular incluye cuatro etapas o pasos básicos: Glucólisis, que ocurre en todos los organismos, procariotas y eucariotas; el reacción del puente, que prepara el escenario para la respiración aeróbica; y el ciclo de Krebs y el cadena de transporte de electrones, vías dependientes de oxígeno que ocurren en secuencia en las mitocondrias.
Los pasos de la respiración celular no ocurren a la misma velocidad, y el mismo conjunto de reacciones puede proceder a diferentes velocidades en el mismo organismo en diferentes momentos. Por ejemplo, se esperaría que la tasa de glucólisis en las células musculares aumentara considerablemente durante la intensa anaeróbico ejercicio, que incurre en una "deuda de oxígeno", pero los pasos de la respiración aeróbica no se aceleran de manera apreciable a menos que el ejercicio se realice a un nivel de intensidad aeróbico de "pago por uso".
Ecuación de respiración celular
La fórmula completa de respiración celular se ve ligeramente diferente de una fuente a otra, dependiendo de lo que los autores elijan incluir como reactivos y productos significativos. Por ejemplo, muchas fuentes omiten los portadores de electrones NAD+/ NADH y FAD2+/ FADH2 del balance bioquímico.
En general, la glucosa de la molécula de azúcar de seis carbonos se convierte en dióxido de carbono y agua en presencia de oxígeno para producir 36 a 38 moléculas de ATP (trifosfato de adenosina, la "moneda energética" de las células en toda la naturaleza). Esta ecuación química está representada por la siguiente ecuación:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 12 H2O + 36 ATP
Glucólisis
La primera etapa de la respiración celular es glucólisis, que es un conjunto de diez reacciones que no requieren oxígeno y, por lo tanto, se produce en cada célula viva. Los procariotas (de los dominios Bacteria and the Archaea, anteriormente llamados "arqueobacterias") utilizan la glucólisis casi exclusivamente, mientras que los eucariotas (animales, hongos, protistas y plantas) lo usan principalmente como un juego de mesa para las reacciones más energéticamente lucrativas de la respiración aeróbica.
La glucólisis tiene lugar en el citoplasma. En la "fase de inversión" del proceso, se consumen dos ATP a medida que se agregan dos fosfatos al derivado de glucosa antes de dividirse en dos compuestos de tres carbonos. Estos se transforman en dos moléculas de piruvato, 2 NADH y cuatro ATP por un ganancia neta de dos ATP.
La reacción del puente
La segunda etapa de la respiración celular, la transición o reacción del puente, recibe menos atención que el resto de la respiración celular. Sin embargo, como su nombre lo indica, no habría forma de pasar de la glucólisis a las reacciones aeróbicas más allá sin ella.
En esta reacción, que ocurre en las mitocondrias, las dos moléculas de piruvato de la glucólisis se convierten en dos moléculas de acetil coenzima A (acetil CoA), con dos moléculas de CO2 producido como desecho metabólico. No se produce ATP.
El ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs no genera mucha energía (dos ATP), pero combinando la molécula de dos carbonos acetil CoA con la molécula de cuatro carbonos oxaloacetato, y ciclando el producto resultante a través de una serie de transiciones que recortan la molécula de nuevo a oxaloacetato, genera ocho NADH y dos FADH2, otro portador de electrones (cuatro NADH y uno FADH2 por molécula de glucosa que ingresa a la respiración celular en la glucólisis).
Estas moléculas son necesarias para la cadena de transporte de electrones, y en el curso de su síntesis, cuatro CO más2 Las moléculas se desprenden de la célula como desechos.
La cadena de transporte de electrones
La cuarta y última etapa de la respiración celular es donde se realiza la "creación" de energía principal. Los electrones transportados por NADH y FADH2 son extraídos de estas moléculas por enzimas en la membrana mitocondrial y se utilizan para impulsar un proceso llamado fosforilación oxidativa, en el que un gradiente electroquímico impulsado por la liberación de los electrones antes mencionados impulsa la adición de moléculas de fosfato al ADP para producir ATP.
Oxígeno es necesario para este paso, ya que es el aceptador final de electrones en la cadena. Esto crea H2O, entonces este paso es de donde proviene el agua en la ecuación de respiración celular.
En total, se generan de 32 a 34 moléculas de ATP en este paso, dependiendo de cómo se suma el rendimiento energético. Así la respiración celular produce un total de 36 a 38 ATP: 2 + 2 + (32 o 34).