Glucólisis, Ciclo de Krebs y Cadena de Transporte de Electrones: Respiración Celular
Resumen
El documento explica la respiración celular, desde la glucólisis hasta el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones, con los balances energéticos netos por molécula de glucosa. Incluye la ecuación global de la oxidación completa de la glucosa y una breve introducción a la fotosíntesis y al cloroplasto.
Puntos clave
- La glucólisis degrada una molécula de glucosa en dos piruvatos, con una ganancia neta de 2 ATP y no requiere oxígeno.
- En el ciclo de Krebs el ácido pirúvico se convierte en ácido cítrico, liberando CO₂, átomos de hidrógeno y energía.
- La cadena de transporte de electrones se localiza en la membrana interna de la mitocondria y genera la mayor cantidad de ATP.
- Balance neto de la respiración: aproximadamente 34 ATP en la cadena transportadora de electrones, además de los ATP de glucólisis y Krebs.
- Ecuación global: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O + 38ADP → 6CO₂ + 12H₂O + 38ATP.
- La fotosíntesis convierte materia inorgánica en orgánica aprovechando la energía lumínica, y el ATP es la primera molécula donde queda almacenada esa energía química.
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
- Se transfiere energía a una molécula de glucosa por adición de un fosfato de alta energía proveniente del ATP.
- La molécula sufre un cambio para formar fructosa-6-fosfato.
- Se incorpora un segundo fosfato de otro ATP.
- 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.
- El DHAP se convierte en G3P, y ahora hay dos moléculas de G3P que sufren idéntica reacción.
- Cada G3P sufre dos reacciones casi simultáneas: se donan dos electrones y un ion de hidrógeno al NAD+ para formar el NADH.
- Se transfiere un fosfato de cada ácido difosfoglicerato al ADP para formar ATP, produciendo 2 ATP netos.
- 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.
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PDF Word HTMLPreguntas frecuentes
¿La glucólisis necesita oxígeno?
No. La glucólisis es un proceso preliminar de la respiración celular que no requiere oxígeno para obtener energía.
¿Dónde ocurre la cadena de transporte de electrones?
Se lleva a cabo en la membrana interna de la mitocondria y es la etapa que genera la mayor cantidad de energía (ATP).
¿Cuántos ATP se obtienen en la glucólisis?
Hay una ganancia neta de 2 ATP por cada molécula de glucosa.
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