La respiración celular o respiración interna es el conjunto de reacciones
bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados
completamente, por oxidación, hasta convertirse en sustancias inorgánicas,
proceso que proporciona energía aprovechable por la célula (principalmente en
forma de ATP).
La respiración celular o
respiración interna es el conjunto de reacciones bioquímicas
por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente,
por oxidación, hasta
convertirse en sustancias inorgánicas, proceso que proporciona energía
aprovechable por la célula (principalmente en forma de ATP).
La respiración celular constituye el proceso más importante dentro de la célula,
el cual abordaremos en pequeña medida pero de manera significativa.
Esta investigación toma en cuenta a todos aquellos que de
alguna manera participan aunque sea de forma mínima en la respiración celular.
Hablar de respiración celular es
referirnos a un proceso bioquímico del cual nos ramificaremos a dos tipos de
respiración celular: aeróbica y anaeróbica.
En este proceso interfieren factores
químicos capaces de ser procesados dentro de las células,
y que en gran medida constituyen las bases para que la respiración celular se
lleve a cabo.
Tipos de respiración celular
·
Respiración
aeróbica. El aceptor final de electrones es el oxígeno molecular, que se reduce a agua. La realizan la inmensa mayoría de células, incluidas las humanas. Los
organismos que llevan a cabo este tipo de respiración reciben el nombre
de organismos aeróbicos.
·
Respiración anaeróbica. El aceptor final de electrones es una molécula inorgánica distinta del
oxígeno, más raramente una molécula orgánica. Es un tipo de metabolismo muy
común en muchos microorganísmos,
especialmente procariotas. No debe
confundirse con la fermentación, proceso también anaeróbico, pero en el que no interviene nada parecido
a una cadena transportadora de electrones.
Respiración aeróbica
Este proceso celular es realizado por el orgánulo mitocondrial
(mitocondrias). Su ecuación general es la siguiente (respiración aeróbica):
Se debe tener en cuenta que la equivalencia a 38 ATP se daría en
condiciones óptimas, que de hecho son poco frecuentes. Los valores considerados
más fieles a la realidad son de 32 a 30 ATP.
Características
Se produce en la mitocondria. La respiración celular, como componente del metabolismo, es un proceso catabólico, en el cual la energía contenida en los substratos usados
como combustible es liberada de manera controlada. Durante la misma, buena
parte de la energía libre desprendida en estas reacciones
exotérmicas es incorporada a la
molécula de ATP (o de nucleótidos trifosfato equivalentes), que puede ser a continuación utilizada
en los procesos endotérmicos, como son los de mantenimiento y desarrollo celular (anabolismo).
Los substratos habitualmente
usados en la respiración celular 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 puede ser
asimismo las reservas, pero también la glucosa obtenida durante la fotosíntesis.
La mayoría del ATP producido
en la respiración celular se produce en la fosforilación oxidativa vía glicólisis,
Ciclo de Krebs y cadena de transporte de electrones.
RESPIRACIÓN CELULAR
La respiración celular es el conjunto
de reacciones bioquímicas que ocurren en la mayoría de las células. También es
el conjunto de reacciones químicas mediante las cuales se obtiene energía a
partir de la degradación de sustancias orgánicas, como los azúcares y los ácidos principalmente.
Comprende dos fases:
PRIMERA FASE:
Se oxida la glucosa (azúcar)
y no depende del oxígeno,
por lo que recibe el nombre de respiración anaeróbica y glucolisis, reacción
que se lleva a cabo en el citoplasma de la celula.
SEGUNDA FASE:
Se realiza con la intervención del
oxígeno y recibe el nombre de respiración aeróbica o el ciclo de krebs y se
realiza en estructuras especiales de las células llamadas
mitocondrias.
Tanto que es una parte del metabolismo,
concretamente del catabolismo, en el cual la energía contenida en distintas
biomoléculas, como los glúcidos (azúcares, carbohidratos),
es liberado de manera controlada.
IMPORTANCIA:
- Crecimiento
- Regeneración de células
- División de células
TIPOS DE RESPIRACIÓN CELULAR
RESPIRACIÓN ANAERÓBICA:
La respiración anaeróbica es un
proceso biológico de óxido reducción de azúcares y otros compuestos. Lo
realizan exclusivamente algunos grupos de bacterias.
En la respiración anaeróbica no se usa
oxígeno sino para la misma función se emplea otra sustancia oxidante
distinta, como el sulfato. No hay que confundir la respiración anaeróbica con
la fermentación,
aunque estos dos tipos de metabolismo tienen en común el no ser dependiente del oxígeno.
Todos los posibles aceptores en la
respiración anaeróbica tienen un potencial de reducción menor que el O2,
por lo que se genera menor energía en el proceso.
ETAPAS:
- Glucólisis
- Fermentación
GLUCÓLISIS. También denominado glicólisis, es la
secuencia metabólica en la que se oxida en la glucólisis, cuando hay ausencia
de oxígeno, la glucólisis es la única vía que produce ATP en los animales.
Está presente en todas las formas de
vías actuales. Es la primera parte del metabolismo energético y en las células
eucariotas en donde ocurre el citoplasma.
Por lo tanto es una secuencia compleja
de reacciones que se efectúan en el citosol de una célula mediante las cuales
una molécula de glucosa se desdobla en dos moléculas de ácido pirúvico. De
manera que la glucolisis consta de dos pasos principales:
- Activación de la glucosa.
IMPORTANCIA: Permite
a los esqueléticos realizar su contracción.
FERMENTACIÓN.- Es
un proceso catabólico
de oxidación completa, siendo el producto final
de un compuesto orgánico. La fermentación típica
es llevada a cabo por las levaduras. También unos metazoos y plantas menores
son capaces de producirla.
El
proceso de fermentación anaeróbica se produce en la ausencia de oxigeno como
aceptor final de los electrones del NADH producido en la glucólisis.
En los
seres vivos la fermentación es un proceso anaeróbico y en el no interviene la
cadena respiratoria que son propios del micro organismo como las bacterias y
levaduras.
Además en
la industria de la
fermentación puede ser oxidativa, es decir como presencia de oxígeno, pero es
una oxidación aeróbica incompleta, como la producción de ácido
acético a partir del etanol.
La
fermentación puede ser naturales cuando las condiciones ambientales permitan
la interacción del microorganismo,
sustratos orgánicos susceptibles, o artificiales, cuando el hombre propicia
condiciones y en contacto referido.
USOS:
·
El conocimiento de
la dieta a través del desarrollo de
una diversidad de sabores, aromas y texturas en los substratos de los alimentos.
·
Preservación de cantidades substanciales de
alimentos a través del ácido lácteo, alcohólico, ácido acético y fermentación
alcalinas.
La
fermentación tiene algunos usos exclusivos para los alimentos pueden producir
nutrientes importantes o eliminar auto nutrientes.
TIPOS DE
FERMENTACIÓN:
·
Fermentación acética
·
Fermentación alcohólica
·
Fermentación butírica
·
Fermentación de la glicerina
·
Fermentación láctica
·
Fermentación pútrida
RESPIRACIÓN
AERÓBICA:
Es un
tipo de metabolismo energético
en el que los seres vivos extraen energía de moléculas orgánicas como la glucosa, por un
proceso complejo en donde el carbono queda
oxidado y en el que el aire es
el oxidante empleado.
La respiración aeróbica
es propia del organismo eucariontes en general y de algunos tipos de bacterias.
·
La sucesión de reacciones químicas que ocurren
dentro de las celulas mediante las cuales se realiza la descomposición final de
las moléculas en los alimentos y en la que se produce CO2 y H2O.
·
Se realiza solo en el proceso de oxígeno. Consiste
en la degradación de los pirúvicos producidos durante la glucosa hasta CO2
y H2O como obtención de 34 a 36 ATP.
IMPORTANCIA:
Participa
en la respiración celular formando ATP.
REACCIONES
AERÓBICAS.
·
Las reacciones aeróbicas ocurre en la mitocondria y
son:
1. Formación
del acetilo
2. Transferencia
del acetilo Actividades en matriz
3. Ciclo de Krebs
Cadena respiratoria
4. Transporte
de electrones
5. Fosforilacion
oxidativa (actividad de crestas)
CICLO DE KREBS:
Propuesto
por Hans A. Krebs en 1937 quien descubrió el ciclo estudiando suspensiones de
papillas del músculo pectoral de la paloma que peçresebta un elevado ritmo
respiratorio.
El ciclo
de Krebs (también llamado ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos
tricarboxilicos) es una serie de reacciones químicas de gran importancia, que
forman parte de la respiración celular en toda las células aeróbicas, es decir
que utilizan oxígeno. En organismo aeróbico el ciclo de krebs es parte de la vía
catabólica que realizan oxidación de hidratos de carbono, ácidos graos y
aminoácidos hasta producir CO2 y H2O, liberando energía en forma utilizable.
El ciclo
de Krebs también proporciona recurso para muchas biomolecular tales como
ciertos aminoácidos. Por ello se considera una vía anfibolica, es decir que es catabólico
y anabólica al mismo tiempo.
UBICACIÓN
Tiene
lugar en tres partes:
·
Matriz mitocondrial
·
En las eucariotas
En el citoplasma de eucariotas
RESPIRACIÓN
CELULAR
El
proceso por el cual las células degradan las moléculas de alimento para obtener
energía recibe el nombre de RESPIRACIÓN CELULAR.
La
respiración celular es una reacción exergónica, donde parte de la energía
contenida en las moléculas de alimento es utilizada por la célula para
sintetizar ATP. Decimos parte de la energía porque no toda es utilizada, sino
que una parte se pierde.
Aproximadamente
el 40% de la energía libre emitida por la oxidación de la glucosa se conserva
en forma de ATP. Cerca del 75% de la energía de la nafta se pierde como calor
de un auto; solo el 25% se convierte en formas útiles de energía. La célula es
mucho más eficiente.
La
respiración celular es una combustión biológica y puede compararse con la
combustión de carbón, bencina, leña. En ambos casos moléculas ricas en energía
son degradadas a moléculas más sencillas con la consiguiente liberación de
energía.
Tanto
la respiración como la combustión son reacciones exergónicas.
Sin embargo existen importantes
diferencias entre ambos procesos. En primer lugar la combustión es un fenómeno
incontrolado en el que todos los enlaces químicos se rompen al mismo tiempo y
liberan la energía en forma súbita; por el contrario la respiración es la
degradación del alimento con la liberación paulatina de energía. Este control
está ejercido por enzimas específicas.
En
segundo lugar la combustión produce calor y algo de luz. Este proceso
transforma energía química en calórica y luminosa. En cambio la energía
liberada durante la respiración es utilizada fundamentalmente para la formación
de nuevos enlaces químicos (ATP).
La
respiración celular puede ser considerada como una serie de reacciones de
óxido-reducción en las cuales las moléculas combustibles son paulatinamente
oxidadas y degradadas liberando energía. Los protones perdidos por el alimento
son captados por coenzímas.
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).
GLUCÓLISIS
La
glucólisis, lisis o escisión de la glucosa,
tiene lugar en una serie de nueve reacciones, cada una catalizada por una
enzima específica, hasta formar dos moléculas de ácido pirúvico, con la
producción concomitante de ATP. La ganancia neta es de dos moléculas de ATP, y
dos de NADH por cada molécula de glucosa.
Las
reacciones de la glucólisis se realizan en el citoplasma, como ya adelantáramos
y pueden darse en condiciones anaerobias; es decir en ausencia de oxígeno.
Los
primeros cuatro pasos de la glucólisis sirven para fosforilar (incorporar
fosfatos) a la glucosa y convertirla en dos moléculas del compuesto de 3
carbonos gliceraldehído fosfato (PGAL). En estas reacciones se invierten dos
moléculas de ATP a fin de activar la molécula de glucosa y prepararla para su
ruptura.
|
ESQUEMA BIOQUÍMICO DEL PROCESO DE
FERMENTACIÓN
A) Alcohólica : 2 ácido pirúvico + 2 NADH 2
etanol + 2 CO2 + 2
NAD+
B) Láctica : 2 ácido pirúvico + 2 NADH 2
ácido láctico + 2 NAD+
|
La
finalidad de la fermentación es regenerar el NAD+ permitiendo que la glucólisis
continúe y produzca una provisión pequeña pero vital de ATP para el organismo.
RESPIRACIÓN AERÓBICA
En
presencia de oxígeno, la etapa siguiente de la degradación de la glucosa es la
respiración, es decir la oxidación escalonada del ácido pirúvico a dióxido de
carbono y agua.
La
respiración aeróbica se cumple en dos etapas: el ciclo de Krebs y el transporte
de electrones y la fosforilación oxidativa (estos dos últimos procesos
transcurren acopladamente).
En
las células eucariotas estas reacciones tienen lugar dentro de las
mitocondrias; en las procariotas se llevan a cabo en estructuras respiratorias
de la membrana plasmática.
Estructura de las Mitocondrias
Las
mitocondrias están rodeadas por dos membranas, una externa que es lisa y una
interna que se pliega hacia adentro formando crestas. Dentro del espacio
interno de la mitocondria en torno a las crestas, existe una solución densa
(matriz o estroma) que contiene enzimas, coenzimas, agua, fosfatos y otras
moléculas que intervienen en la respiración.
La
membrana externa es permeable para la mayoría de las moléculas pequeñas, pero
la interna sólo permite el paso de ciertas moléculas como el ácido pirúvico y
ATP y restringe el paso de otras. Esta permeabilidad selectiva de la membrana
interna, tiene una importancia crítica porque capacita a las mitocondrias para
destinar la energía de la respiración para la producción de ATP.
La
mayoría de las enzimas del ciclo de Krebs se encuentran en la matriz
mitocondrial. Las enzimas que actúan en el transporte de electrones se
encuentran en las membranas de las crestas.
Las
membranas internas de las crestas están formadas por un 80 % de proteínas y un
20 % de lípidos.
En
las mitocondrias, el ácido pirúvico proveniente de la glucólisis, se oxida a
dióxido de carbono y agua, completándose así la degradación de la glucosa.
El
95 % del ATP producido se genera, en la mitocondria.
Las
mitocondrias son consideradas organoides semiautónomos, porque presentan los
dos ácidos nucleicos (del tipo procarionte)
Muy bueno ,--^-,---'
ResponderEliminarno me sirvio para nada
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