LA respiración celular es un proceso en el que se oxidan moléculas orgánicas y se produce ATP (trifosfato de adenosina), que es utilizado por los seres vivos para suplir sus necesidades energéticas. La respiración se lleva a cabo en tres pasos básicos: glucólisis, ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa.
Glucólisis
LAglucólisis es un paso anaeróbico de la respiración celular que tiene lugar en el citosol e implica diez reacciones químicas diferentes. Estas reacciones son responsables de descomponer una molécula de glucosa (C6H12O6) en dos moléculas de ácido pirúvico (C3H4O3).
El proceso de glucólisis comienza con la adición de dos fosfatos, de dos moléculas de ATP, a la molécula de glucosa, promoviendo su activación. Esta molécula se vuelve inestable y se descompone fácilmente en ácido pirúvico. Con la descomposición, se producen cuatro moléculas de ATP, sin embargo, como dos se usaron inicialmente para la activación de la glucosa, el balance positivo es de dos moléculas de ATP.
Durante la glucólisis, también se liberan cuatro electrones (y
-) y cuatro iones H+. dos H+ y los cuatro y- son capturados por dos moléculas de NAD+ (dinucleótido de nicotinamida-adenina), que produce moléculas de NADH.Por tanto, tenemos la siguiente ecuación que resume la glucólisis:
C6H12O6+ 2ADP + 2PI + 2NAD+ → 2C3H4O3 + 2ATP + 2NADH + 2H+
Mapa mental: respiración celular
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Ciclo de Krebs
Después de la glucólisis, comienza un paso aeróbico, que incluye la ciclo de Krebs, también llamado ciclo del ácido cítrico o ciclo del ácido tricarboxílico. Este paso tiene lugar dentro del orgánulo celular conocido como mitocondrias y comienza con el transporte de ácido pirúvico a la matriz mitocondrial.
En la matriz, el ácido pirúvico reacciona allí con la coenzima A (CoA), produciendo una molécula de acetilcoenzima A (acetil-CoA) y una molécula de dióxido de carbono. Durante este proceso, una molécula de NAD + se transforma en una de NADH debido a la captura de 2 y- y 1 de 2 H+ que fueron liberados en la reacción.
La molécula de acetil-CoA se somete al proceso de oxidación y da lugar a dos moléculas de dióxido de carbono y una molécula de coenzima A intacta. Este proceso, que involucra varias reacciones químicas, se llama ciclo de Krebs. Vea el diagrama a continuación:
Este ciclo comienza cuando una molécula de acetil-CoA y el ácido oxaacético reaccionan para producir una molécula de ácido cítrico, liberando una molécula de CoA. Ocho reacciones ocurren secuencialmente en las que se liberan dos moléculas de dióxido de carbono, electrones y H+. Al final de este proceso, se recupera el ácido oxaacético y se puede reiniciar el ciclo. Electrones e iones H+ son capturados por NAD+ y transformado en NADH. También son capturados por FAD (dinucleótido de flavina adenina), que se transforma en FADH2. El ciclo de Krebs da como resultado 3 NADH y 1 FADH2.
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Durante el ciclo, también se produce una molécula de GTP (trifosfato de guanosina) a partir de GDP (difosfato de guanina) y Pi. Que La molécula de GTP es similar al ATP y también se encarga de proporcionar energía para llevar a cabo algunos procesos dentro del célula.
Fosforilación oxidativa
La última etapa de la respiración celular también tiene lugar dentro de las mitocondrias, más precisamente en las crestas mitocondriales. Este paso se llama fosforilación oxidativa, ya que se refiere a la producción de ATP a partir de la adición de fosfato a ADP (fosforilación). La mayor parte de la producción de ATP ocurre en esta etapa, en la que tiene lugar la reoxidación de las moléculas de NADH y FADH.2.
En las crestas mitocondriales se encuentran proteínas que están ordenadas en secuencia, las llamadas cadenas de transporte de electrones o cadenas respiratorias. En estas cadenas se produce la conducción de electrones presentes en NADH y FADH2 incluso oxígeno. Las proteínas responsables de la transferencia de electrones se denominan citocromos.
Los electrones, al pasar por la cadena respiratoria, pierden energía y, al final, se combinan con el oxígeno gaseoso, formando agua en la reacción final. A pesar de participar solo al final de la cadena, la falta de oxígeno provoca la interrupción del proceso.
La energía liberada a través de la cadena respiratoria hace que los iones H+ centrarse en el espacio entre las crestas mitocondriales, volviendo a la matriz. Para volver al interior de las mitocondrias, es necesario pasar por un complejo proteico llamado ATP sintasa, donde tiene lugar la producción de ATP. En este proceso, se forman alrededor de 26 o 28 moléculas de ATP.
La respiración se lleva a cabo en tres pasos básicos: glucólisis, ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa.
Al final de la respiración celular, hay un balance positivo total de 30 o 32 moléculas de ATP: 2 ATP de la glucólisis, 2 ATP del ciclo de Krebs y 26 o 28 de la fosforilación oxidativa.
Importante:En los procariotas, todo el proceso de respiración celular tiene lugar en el citoplasma y la membrana celular.
Por Ma. Vanessa dos Santos
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SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Respiración celular"; Escuela Brasil. Disponible: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/respiracao-celular.htm. Consultado el 27 de junio de 2021.
