Download resp._celular

LA RESPIRACIÓN CELULAR
El catabolismo aerobio
RESPIRACIÓN CELULAR
•Utilizada por la mayor parte de eucariontes y procariontes
•Se realiza en 4 fases:
1.- Glucólisis
en citoplasma
2.- Formación de acetil- CoA
3.- Ciclo de Krebs
4.-Fosforilación oxidativa
en la mitocondria
•
La respiración ocurre en distintas estructuras celulares. La primera de
ellas es la glucólisis que ocurre en el citoplasma.
•
La segunda etapa dependerá de la presencia o ausencia de O2 en el
medio, determinando en el primer caso la respiración aeróbica (ocurre en
las mitocondrias), y en el segundo caso la respiración anaeróbica o
fermentación (ocurre en el citoplasma).
1.- GLICÓLISIS o ruta de Embden-Meyerhof:
Del griego glycos: azúcar y lysis: ruptura. Es el primer
paso de la respiración, es una secuencia compleja de
reacciones que se realizan en el citoplasma de la célula y
por el cual la molécula de glucosa se desdobla en dos
moléculas de ác. pirúvico.
Se lo encuentra en los cinco reinos. Muchos
organismos obtienen su energía únicamente por la
utilización de este ciclo.
El proceso está catalizado por 11 enzimas que se
encuentran en el citoplasma de la célula pero no en
las mitocondrias .
Es el inicio de un proceso que puede continuar con la
respiración celular (si existe oxígeno) o con la
fermentación (en ausencia del oxígeno) .
BALANCE NETO:
glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+---> 2 piruvatos + 2 ATP +
2 NADH
Estructura de la mitocondria
Proteína de membrana: ATP sintetasa F1
2.- FORMACIÓN DE ACETIL COA
•El piruvato difunde
hasta la matriz de la
mitocondria, cruzando
ambas membranas.
•Cada ác. pirúvico reacciona con la coenzima-A, sufre
descarboxilación obteniendose CO2 y un grupo acetilo
de dos carbonos que se une inmediatamente a
la coenzima-A formando acetil coenzima-A (acetilCoA)
que entrará al ciclo de los ác. Tricarboxílicos o ciclo de
Krebs.
BALANCE NETO: 2 NADH + 2 CO2
3.- CICLO DE KREBS:
Las enzimas del ciclo de los ácidos
tricarboxílicos (Krebs) están localizadas en la
matriz de la mitocondria (unas pocas de estas
enzimas están en la membrana interna de la
mitocondria). Su punto de partida es el AcetilCoA, obteniéndose CO2 y transportadores de
electrones reducidos. (NADH y FADH2)
BALANCE NETO: 6 NADH + 2 FADH2 + 4 CO2 + 2 ATP
Ciclo de Krebs:
4.- CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES
La CTE comprende dos procesos:
1.- Los electrones son transportados a lo largo
de la membrana, de un complejo de proteínas
transportadoras("carrier") a otro.
2.- Los protones son translocados a través de la
membrana, estos significa que son pasados
desde el interior o matriz hacia el espacio
intermembrana. Esto construye un gradiente
de protones. El oxígeno es el aceptor terminal
del electrón, combinándose con electrones e
iones H+ para producir agua.
1.- Pasan los electrones a través de el 1º complejo (NADH-Q
reductasa) hasta la ubiquinona, los iones H+ traspasan la
membrana hacia el espacio intermembrana.
2.- el 2º complejo (citocromo c reductasa) trasnsfiere
electrones desde la Q a el citocromo c, generando un nuevo
bombeo de protones al exterior.
3.- el 3º complejo es una citocromo c oxidasa, pasa los e- del
citocromo c al oxígeno, el oxígeno reducido (1/2 O2-) toma
dos iones H+ y forma H2O.
Los electrones entran a la CTE desde portadores
tales como el NADH o el FADH, llegan a la "oxidasa
terminal" (una oxígeno-reductasa) y se "pegan" al
oxígeno.
GRADIENTE DE PROTONES Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
Hipótesis quimiosmótica:
A medida que los electrones de alta energía descienden en
la cadena respiratoria, la energía liberada se utiliza para
bombear protones, a través de la membrana interna
mitocondrial, desde la matriz al espacio intermembranoso,
cuando los protones regresan a la matriz a través de una
enzima transmembranal denominada ATP sintetasa
(ATPasa) se forma ATP.
Los iones H+ se acumulan
en el compartimiento
mitocondrial externo
(espacio intermembrana).
Los Protones (indicados por +) entran nuevamente en la
matriz mitocondrial a través de los canales que forma el
complejo enzimático de la ATP sintetasa. Esta entrada se
acopla a la síntesis de ATP a partir de ADP y Fosfato (Pi)
TRANSLOCACIÓN DE PROTONES Y GENERACIÓN DE UNA FUERZA MOTRIZ
Durante el transporte de electrones se produce, en ciertos puntos de la cadena, una
translocación o bombeo de protones a través de la membrana, desde la matriz
mitocondrial hacia el espacio intermembrana. Eso crea un gradiente de cargas que
genera un voltaje a ambos lados de la membrana mitocondrial interna.
Puntos claves:
Los protones son transferidos a través de la
membrana, desde la matriz al espacio intermembrana,
como resultado del transporte de electrones que se
originan cuando el NADH cede un hidrógeno. La
continuada producción de esos protones crea un
gradiente de protones.
La ATP sintetasa es un gran complejo proteico con
canales para protones que permiten la re-entrada de los
mismos.
La síntesis de ATP se produce como resultado de la
corriente de protones fluyendo a través de la membrana:
ADP + Pi ---> ATP
Resumiendo:
Lugar
Citoplasma
Etapas
Glucólisis
Mitocondria Formación de
Acetil CoA
Ciclo de Krebs
Fosforilación
Oxidativa
Total:
Coenzimas
reducidas
CO2
liberados
Número
de ATP
2 NADH
0
2
2 NADH
2
0
6 NADH
2 FADH2
4
2
0
0
34
38 ATP
eeee-
e-
e-
e-
e-
ee-
ee-