Metabolismo Celular: Formación de Acetil CoA, Ciclo de Krebs y Cadena Transportadora de Electrones

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Formación del Acetil CoA

El piruvato es descarboxilado, perdiendo un CO2 y quedando como acetaldehído. Luego, este se oxida gracias al NAD, formando NADH. Como resultado, se obtiene ácido acético, al cual se le incorpora la CoA, formando finalmente el Acetil CoA.

Ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs, también conocido como ciclo del ácido cítrico, es una serie de reacciones químicas que forman parte de la respiración celular en todas las células aerobias. A continuación, se detallan las reacciones:

  1. Condensación: El Acetil CoA (de 2 carbonos) se condensa con el oxalacetato (de 4 carbonos), liberando la CoA y formando citrato (de 6 carbonos).
  2. Isomerización: El citrato se reordena en su isómero, el isocitrato, mediante la pérdida y posterior adición de una molécula de H2O.
  3. Primera oxidación y descarboxilación: El isocitrato primero se oxida a oxalosuccinato, formando NADH, y luego este se descarboxila, quedando como α-cetoglutarato (de 5 carbonos) y liberando un CO2.
  4. Segunda oxidación y descarboxilación: El α-cetoglutarato se descarboxila y se oxida, liberando un CO2 y formando NADH. A este compuesto se le une la CoA, formando succinil CoA (de 4 carbonos).

Regeneración del Oxalacetato

Hasta este punto, la glucosa ya se ha degradado completamente. Las siguientes reacciones tienen como objetivo regenerar el oxalacetato para que el ciclo pueda continuar.

  1. Fosforilación a nivel de sustrato: El succinil CoA libera la CoA y experimenta una fosforilación a nivel de sustrato, formando el primer GTP (que luego se convierte en ATP) del ciclo y quedando como succinato.
  2. Oxidación del succinato: El succinato se oxida a fumarato, formando FADH2.
  3. Hidratación del fumarato: El fumarato se hidrata con una molécula de H2O, formando malato.
  4. Oxidación del malato: El malato se oxida a oxalacetato, liberando otro NADH y regenerando el oxalacetato para que el ciclo pueda comenzar de nuevo.

Cadena Transportadora de Electrones

La cadena transportadora de electrones es la etapa final de la respiración celular, donde se produce la mayor parte del ATP. Se divide en dos casos:

Inicio con NADH

  • El NADH dona 2 electrones (e-) al complejo I. A medida que los e- viajan al complejo II, 2 protones (H+) pasan desde la matriz mitocondrial al espacio intermembranal.
  • Luego, los e- pasan al complejo II y son dirigidos hacia la membrana que da hacia la matriz (aquí no se absorben H+).
  • Después de pasar al complejo III, otro par de H+ son recogidos desde la matriz. Este complejo, llamado CoQ, recorrerá la membrana, empujando los H+ al espacio intermembranal.
  • Los e- se trasladan al complejo IV y vuelven al lado que da hacia la matriz. Al final de la cadena, otro par de H+ atraviesan hacia el espacio intermembranal.
  • Finalmente, 1 átomo de oxígeno (O2) entra y absorbe 2e- de la cadena y 2H+ de la matriz, formando una molécula de H2O.

Inicio con FADH2

  • El FADH2 ingresa a la cadena en el complejo CoQ. Los e- son transportados por la cadena, y 2H+ se incorporan desde la matriz al espacio intermembranal.
  • Luego, los e- pasan al complejo IV y son dirigidos a la matriz, absorbiendo 2H+ más, los cuales pasarán al espacio intermembranal.
  • Finalmente, 1 átomo de O2 entra y absorbe 2e- de la cadena y 2H+ de la matriz, formando una molécula de H2O.

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