EFECTO INVERNADERO.Entender qué es la respiración celular, su importancia y los pasos principales de la misma.

OBJETIVOS:

Entender qué es la respiración celular, su importancia y los pasos principales de la misma.

Diferenciar entre la respiración aeróbica y la anaeróbica.

Diferenciar entre la fermentación láctica y alcohólica, y conocer sus aplicaciones.

Entender cómo ocurre la fermentación alcohólica a partir de distintos carbohidratos.

Medir la tasa de respiración aeróbica en varios organismos.

INTRODUCCION

La respiración es el proceso mediante el cual se lleva a cabo la ruptura de glucosa para la obtención de energía (ATP). En la Tierra existen dos tipos de respiración celular: la respiración aerobia y la anaerobia. La respiración aerobia se lleva a cabo en presencia de oxígeno y la anaerobia en ausencia de oxígeno. La respiración anaerobia consta de un proceso de dos etapas, la glucólisis y la fermentación. La glucólisis es la degradación de la glucosa en dos moléculas de ácido pirúvico. Se lleva a cabo en tres pasos. Primero la activación de la glucosa, seguido de la ruptura de la glucosa y finalmente la obtención de productos (2 ácidos pirúvicos + 2NADH + 4 ATP). La segunda etapa de la respiración anaerobia es la fermentación. La fermentación es la vía metabólica que comprende una serie de reacciones químicas en las que cada tipo de célula fermentadora utiliza el ácido pirúvico para la síntesis de otros productos. Existen dos tipos de fermentación: la alcohólica, que se realiza sin oxígeno y en la que se obtienen dos moléculas de etanol; y la láctica, que se realiza sin presencia de oxígeno y se forma el ácido láctico. En esta etapa no se gana ni se pierde ATP. Los organismos que realizan este tipo de respiración son algunas bacterias. Todos los organismos a excepción de algunas bacterias que realizan respiración anaerobia, realizan este tipo de respiración, por ejemplo los humanos, los pájaros, peces y mamíferos. El ATP es un compuesto formado por moléculas portadoras de energía y que son muy importantes en la respiración, tanto aerobia como anaerobia, porque gracias a esta molécula la célula obtiene la energía que necesita.

RESPIRACIÓN ANAEOROBICA

Proceso metabólico que consiste en la oxido-reducción de diferentes compuestos. Los electrones liberados son aceptados por moléculas diferentes del oxígeno. (Nitrato, Sulfato, CO2)

FASES DE LA RESPIRACION ANAEOROBICA

A.- GLUCOLISIS: La glucolisis (glyco = azúcar; lysis = desintegración) es la degradación anaeróbica de la glucosa, y se lleva a cabo en la matriz citoplasmática de todas las células.

En el proceso, se forman dos ácidos pirúvicos (piruvatos), dos NADH2+ (Nicotinamina adenin dinucleoticos reducidos) y la célula obtiene dos ATP de ganancia neta. La característica de la glucolisis de proporcionar ATP en ausencia de oxigeno es de significado biomédico porque permite que nuestros musculos esqueléticos puedan hacer un trabajo eficiente aun en ausencia de este gas.

Se ha comprobado que en las células cancerosas que proliferan con rapidez, la glucolisis es más veloz que las reacciones aeróbicas (Aero= aire; bios= vida). Se produce muchísimo acido pirúvico que es transformado hacia ácido láctico. El ácido láctico torna acido el tumor cancerígeno, lo que dificulta el tratamiento.

REACCIONES DE LA GLUCOLISIS

PRIMERA FASE: La glucosa ingresa al citosol donde es fosforilada, es decir, se une a un grupo fosfato cedido por un ATP en el proceso, interviene una enzima hexocinasa. La glucosa fosforilada se denomina glucosa 6-fosfato.

SEGUNDA FASE: La glucosa 6-fosfato es trasformada en fructosa 6-fosfato, por un proceso llamado isomerización.

La fructosa 6-fosfato es nuevamente fosforilada y se transforma en fructosa 1.6 difosfato, la fosforilacion de la fructosa 6-fosfato se realiza con consumo de ATP.

En el proceso interviene la enzima fosfofructocinasa.

La fructosa 1.6 difosfato es una molécula muy instable, por acción de la enzima aldolasa se degrada en dos moléculas de tres carbonos; esto es, dos triosas fosfato; una de ellas es la dihidroxiacetona  3-fosfato y la otra el gliceraldehido 3-fosfato.

La enzima aldolasa que rompe a la fructosa 1,6 difosfato s muy abundante en células musculares.

La dihidroxiacetona por acción de una enzima isomerasa es transformada en gliceraldehido 3-fosfato.

3. TERCERA FASE: Las triosas fosfato y los dos gliceraldehido 3-fosfato sufren deshidrogenacion. El NAD+ (Nicotinamina adenin dinucleotido) activa a una enzima deshidrogenasa que actúa sobre los gliceraldehido 3-fosfato ocasionando que estos pierdan 2 hidrógenos cada uno. Es simultáneo, se incorpora un fosfato inorgánico del citosol a cada triosa fosfato transformándolas en glicerato 1,3 difosfato.

Por acción de una enzima cinasa los glicerato 1,3 –difosfato se convierten en glicerato 3-fosfato. En este proceso, dos moléculas de ADP (Adenosis difosfato) se unen a dos fosfatos para formar 2ATP (adenosis trifosfato)

El mecanismo por el cual se sintetiza ATP en ausencia de oxigeno se denomina fosforilacion a nivel de sustrato.

4. CUARTA FASE: Los glicerato 3-fosfato por acción de una enzima mutasa son transformados en glicerato 2-fosfato.

Los 2 fosfogliceratos son convertidos en fosfo-2 enolpiruvato por acción de la piruvato, cinasa, mientras que se sintetizan 2 moléculas de ATP. El mecanismo es también una fosforilacion a nivel de sustrato.

Los enolpiruvatos son transformados en piruvatos.

[pic 1]

B.- FERMENTACION: En muchos microorganismos y en algunas celulas de organismos macroscopicos,bajo condiciones anaerobicas se da un proceso llamado fermentacion .

La fermentacion es un proceso anaerobico que ocurre en el citosol , al ser la glucosa oxidada por glucolisis y el piruvato formado se reduce hasta moleculas organicas simples como el acido lactico o etanol ,con los H+ y e-  del NADH+2

1.- TIPOS DE FERMENTACION: existen varios tipos  fermentacion los mas comunes son fermentacion alcoholica y fermanetacion acido lactico

• Fermentacion alcoholica: proceso anaerobico en el que el piruvato  formado en la glucolisis  es degradado hasta alcohol etilico co2.  En Este proceso  participan las enzimas descarboxilaza del piruvato y desidrogenasa del alcohol .la fermantacion alcoholica curre en algunas bacterias ,levaduras y plantas superiores .

   2CH3COCOOH + 2NADH2+                                    2CH3CH2OH + 2CO2 +2NAD+[pic 2]

[pic 3]

FERMENTACION LACTICA (HOMOLACTICA).proceso anaerobio en el que luego de la glucolisis ,el piruvato es reducido hasta acido lactico.eneste proceso participa la coenzima lactato deshidrogenasa.la fermentacion lactica ocurre en las celulas musculares estriadas en condiciones anaerobias. Durante el ejercicio prolongado el acido lactico se forma y acumula ocasionando la fatica  muscular .

La fermantacion lactica en el atleta es un proceso de urgencia que permite la continuacion de las reaciones glucoliticas con liberacion de pequeñas cantidades de energia

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