Respiración Celular II

RESPIRACIÓN CELULAR II

Fase aerobia

Conocida como la fase aeróbica, por realizarse solo en presencia de oxigeno. Consiste en la degradación de los piruvatos producidos durante la glucólisis hasta CO2 y H2O, con la obtención de 34 a 36 ATP.

A. Localización

La fase aerobia en las células procariótas se realiza en el citosol y en los mesosomas que son pliegues de la membrana citoplasmática.

En las células eucarióticas, existe un organelo especializado en realizar toda la fase aeróbica. Este organelo se denomina mitocondria (mitos=filamento, condros=cuerpo)

Las mitocondrias son organelos bimenbranosos puesto que presentan una membrana externa lisa y una interna con pliegues conocidos como crestas. El espacio que existe entre ambas membranas se conoce como cámara externa y el delimitado solo por la membrana interna como cámara interna. La cámara interna presenta un coloide llamado mitosol o matriz mitocondrial, es en esta matriz donde se encuentran suspendidos el ADN circular o llamado ADN mt (mitocondrial) y los ribosomas 55s.

La mitocondria presenta un contenido enzimático importante a nivel de sus membranas y de sus cámaras. Su morfología puede variar por lo que pueden ser esféricas (células vegetales); ovoides (mayoría de células animales); cilíndricas (células renales) o filamentosas (fibroblastos).

De acuerdo con la estructura de sus crestas, también pueden ser aplacadas (hígado de rata; tabicadas (grasa parda de rata); tubulares (paramecios) o laminillas perforadas (músculos voladores de moscardas).

Formación de acetil

El ácido pirúvico penetra en la matriz mitocondrial donde es procesado por el complejo enzimático piruvato deshidrogenasa, el cual realiza la descarboxilación oxidativa del piruvato; descarboxilación porque se arranca uno de los tres carbonos del ácido pirúvico (que se desprende en forma de CO2) y oxidativa porque, al mismo tiempo se le arrancan dos átomos de hidrógeno (oxidación por deshidrogenación), que son captados por el NAD+, que se reduce a NADH. Por tanto; el piruvato se transforma en un radical acetilo (-CO-CH3, ácido acético sin el grupo hidroxilo) que es captado por el coenzima A (que pasa a acetil-CoA), que es el encargado de transportarlo al ciclo de Krebs.

Este proceso se repite dos veces, una para cada molécula de piruvato en que se escindió la glucosa.

Transferencia de acetil

El acetil (2C) producido se une a un molécula llamada CoA (formando acetil CoA). La CoA es un derivado de la vitamina B, (ácido pantoténico), su función es transferir el acetil hacia el Ciclo de Krebs. Se le llama Coenzima A porque transfiere radical Acetil.

La función de la CoA fue establecida en 1951 por F. Lynen, bioquímico alemán, mediante trabajos con levaduras (hongos unicelulares Ascomicetos)

Ciclo de krebs:

Conjunto de reacciones encargadas de la degradación aerobia del acetil. En este proceso también se forman 3NADH2+ , 1FADH2+ y 1GTP,los cuales son fuentes para la formación de ATP.

 Reacciones del ciclo de Krebs:

Las reacciones del Ciclo de Krebs se realizan en la matriz mitocondrial o mitosol, y constan de ocho pasos: empieza con la formación de citrato a partir de oxacelatato y acetil, para terminar en la regeneración del oxacelatato.

* Condensación: La acetil CoA se une al oxacelatato con ingreso de una molécula de agua, para formar citrato. En el proceso participa la enzima citrato sintasa y se libera la CoA.

* Isomerización: El citrato es transformado a isocitrato. En el proceso participa la enzima aconitasa.

* Descarboxilación oxidativa: El isocitrato reacciona con una NAD+ y una cetoglutarato, NADH2+ y libera CO2. En el proceso participa la enzima isocitrato deshidrogenasa.

* Oxidación del α cetoglutarato: El α cetoglutarato reacciona con un NAD+ y con una CoA – H (reducida) para formar Succinil – ScoA; NADH2+ y liberar CO2. En el proceso participa la enzima deshidrogenasa del α – cetoglutarato.

* Hidrólisis – fosforilación: El Succinil – ScoA reacciona con el GDP (Guanosina difosfato) y Pi (Fosfato inorgánico) para formar Succinato, 1GTP (Guanosina trifosfato) G y CoASH. En el proceso participa la enzima Succinato Tiocinasa.

* Deshidrogenación (oxidación): El Succinato reacciona con un FAD+ para formar fumarato y FADH2+. En el proceso participa la enzima fumarasa.

* Regeneración por deshidrogenación: El malato reacciona con el NAD+ para formar oxacelatato y NADH2+. En el proceso participa la enxima malato deshidrogenaza.

 Efecto global del ciclo de Krebs:

En cada vuelta del Ciclo de Krebs se obtienen los siguientes resultados:

* La oxidación completa del acetil o dos moléculas de CO2.

* La producción de tres moléculas de NADH2+ y una de FADH2+

* La producción de una molécula de GTP.

Transporte de electrones

El transporte de electrones o cadena de transporte de electrones es una serie de transportadores de electrones que se encuentran en la membrana plasmática de bacterias, en la membrana interna mitocondrial o en las membranas tilacoidales, que median reacciones bioquímicas que producen adenosina trifosfato (ATP), que es el compuesto energético que utilizan los seres vivos. Sólo dos fuentes de energía son utilizadas por los organismos vivos: reacciones de óxido-reducción (redox) y la luz solar (fotosíntesis). Los organismos que utilizan las reacciones redox para producir ATP se les conoce con el nombre de quimioautótrofos, mientras que los que utilizan la luz solar para tal evento se les conoce por el nombre de fotoautótrofos. Ambos tipos de organismos utilizan sus cadenas de transporte de electrones para convertir la energía en ATP.

La misión de la cadena transportadora de electrones es la de crear un gradiente electroquímico que se utiliza para la síntesis de ATP. Dicho gradiente electroquímico se consigue mediante el flujo de electrones entre

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