Metabolismo Energético Celular: Respiración (Glucólisis, Krebs, CTE) y Fundamentos de la Fotosíntesis

Metabolismo Energético: Glucólisis y Respiración Celular

Glucólisis: El Proceso Preliminar

La Glucólisis es un proceso preliminar de la respiración celular. No requiere oxígeno para obtener energía y consiste en el rompimiento de una molécula de glucosa en dos moléculas de tres carbonos, conocidas como piruvato. Hay una ganancia neta de 2 ATP por cada molécula de glucosa.

Pasos Clave de la Glucólisis

1. Se transfiere energía a una molécula de glucosa por adición de un fosfato de alta energía proveniente del ATP.
2. La molécula sufre un cambio para formar fructosa-6-fosfato.
3. Se incorpora un segundo fosfato de otro ATP.
4. La molécula resultante, fructosa-1,6-bifosfato, se divide en dos moléculas de tres carbonos: una de DHAP (dihidroxiacetona fosfato) y una de G3P (gliceraldehído-3-fosfato), ambas ligadas con un fosfato.
5. El DHAP se convierte en G3P, y ahora hay dos moléculas de G3P que sufren idéntica reacción.
6. Cada G3P sufre dos reacciones casi simultáneas: se donan dos electrones y un ion de hidrógeno al NAD+ para formar el NADH.
7. Se transfiere un fosfato de cada ácido difosfoglicerato al ADP para formar ATP, produciendo 2 ATP netos.
8. Se transfiere el segundo fosfato de cada fosfoenolpiruvato al ADP para formar ATP, completando la glucólisis.

El Ciclo de Krebs (Ciclo del Ácido Cítrico)

El Ciclo de Krebs está integrado por una serie de reacciones mediante las cuales el ácido pirúvico se convierte en ácido cítrico. En este ciclo se obtienen CO₂ (dióxido de carbono), átomos de hidrógeno y energía. Las reacciones más importantes del Ciclo de Krebs son:

• Descarboxilaciones
• Óxido-reducciones
• Una fosforilación a nivel del sustrato

La Cadena de Transporte de Electrones (CTE)

La Cadena de Transporte de Electrones es un sistema de moléculas transportadoras en el que participan los electrones y protones que se liberan durante la oxidación y reducción de la glucólisis y el Ciclo de Krebs. Se lleva a cabo en la membrana interna de la mitocondria y genera la mayor cantidad de energía (ATP).

Complejos Enzimáticos de la CTE

I. NADH Deshidrogenasa

FMN, Fe-S

II. Succinato Deshidrogenasa

FAD, Fe-S

III. Ubiquinona Citocromo c Oxidoreductasa

Hemo, Fe-S

IV. Citocromo Oxidasa

Hemo

Balance Energético de la Respiración Celular

Ganancias Netas por Molécula de Glucosa

• Glucólisis: 2 ATP, 2 NADH, 2 Piruvatos, 2 H₂O
• Ciclo de Krebs: 6 NADH + H⁺, 2 FADH₂, 2 ATP, 4 CO₂
• Cadena Transportadora de Electrones: Aproximadamente 34 ATPs

Ecuación General de la Respiración Celular

La ecuación global que resume la oxidación completa de la glucosa es:

$$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 + 6H_2O + 38ADP \rightarrow 6CO_2 + 12H_2O + 38ATP$$

Introducción a la Fotosíntesis

Definición y Proceso

La Fotosíntesis es la conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz. En este proceso, la energía lumínica se transforma en energía química estable, siendo el Adenosín Trifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esta energía química.

El Cloroplasto

Los Cloroplastos son orgánulos celulares que, en los organismos eucariontes fotosintetizadores, se ocupan de llevar a cabo la fotosíntesis.