Reoxidacion del nadh
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¿Cuál es el destino del piruvato?: Por cada molécula de glucosa que se transforma en dos de piruvato, se producen 2 moléculas de ATP y moléculas de NAD+ son reducidas a NADH. La glicólisis prepara a la glucosa para su oxidación completa en la mitocondria, donde se libera muchas más energía. Para que la glicólisis pueda continuar, es esencial que el NAD+ que se consume en la oxidación del gliceraldehído-3- P se regenere, a partir del NADH producido. Por otra parte, el destino del piruvato obtenido en la glicólisis depende del tipo de célula y de la disponibilidad de O2. En condiciones anaerobias, el ácido pirúvico va a fermentaciones y en condiciones aerobias, el ácido pirúvico es oxidado hasta obtener CO2 y H2O. Ciclo de Krebs: Es la ruta oxidativa final de la glucosa y de la mayoría de los combustibles metabólicos y ocurre en la matriz mitocondrial. El ciclo de Krebs consta de una serie de ocho reacciones catalizadas enzimáticamente que se realizan en la matriz mitocondrial.Su función es oxidar el grupo acetilo del acetil-CoA a CO2, al mismo tiempo que se reducen los transportadores de electrones NAD+ y FAD a NADH y FADH2. El acetil-CoA se incorpora al ciclo de Krebs al unirse a una molécula de oxalacetato, separándose en coenzima A y obteniéndose una molécula de ácido cítrico. A continuación tiene lugar una serie de reacciones encadenadas, en las que unos ácidos orgánicos se transforman en otros regenerándose finalmente en oxalacetato, con lo que el proceso puede continuar. Reacción global:
acetil-CoA + 3 NAD + + FAD + GDP + P i + 2 H 2 O 2 CO 2 + 3 NADH + 3 H + + FADH 2 + GTP +CoA-SH
En cada vuelta del ciclo: Entra un grupo acetilo que es oxidado completamente. Tres moléculas de NAD+ son reducidas a NADH. Una molécula de FAD es reducida a FADH 2. Se forma una molécula de ATP.
A continuación, el NADH y el FADH2 se oxidan mediante la cadena de transporte electrónico mitocondrial generando ATP. El ciclo de Krebs es una ruta anfibólica.Fosforilación oxidativa. La cadena respiratoria: La fosforilación oxidativa es el principal medio de regeneración de ATP en los organismos heterótrofos. En ella el ATP se regenera a partir de ADP y P i y este proceso está acoplado al transporte de electrones desde el NADH hasta el O2 : NADH + H + + O 2 NAD + + H 2 O + energía
En la oxidación del NADH los electrones se transfieren desde el NADH hasta el O 2 a través de una cadena respiratoria, ya que el último oxidante es el O2 . El NADH cede sus electrones a una primera molécula aceptora, con lo que el NADH se reoxida y queda reducida esa molécula aceptora. Ésta, a su vez, cede los electrones a un segundo aceptor, que se reduce reoxidando al primer aceptor. El proceso sigue por varios pasos sucesivos, hasta que un último transportador, reducido, cede los electrones al O2 .
CATABOLISMO ANAEROBIO: Algunos microorganismos pueden vivir anaeróbicamente, obteniendo la energía que necesitan mediante procesos fermentativos. Se clasifican en dos grupos: estrictos que no toleran el oxígeno y los facultativos que pueden vivir tanto en ausencia como en presencia de oxígeno.
La fermentación es un proceso anaeróbico que consiste en la oxidación parcial de los combustibles orgánicos, obteniéndose ATP mediante fosforilación a nivel de sustrato. No requiere transporte de electrones. En condiciones anaeróbicas, no hay oxígeno que actúe como aceptor final de los electrones del NADH; por ello, en la fermentación el aceptor final de los electrones es un compuesto orgánico. Los combustibles más utilizados para la fermentación son los azúcares.
Fermentación alcohólica (citoplasma) Esta fermentación la realizan levaduras del género Saccharomyces. Transforman la glucosa en etanol y CO2 obteniendo 2 ATP. El piruvato obtenido en la glicólisis se descarboxila para formar acetaldehído y CO2 . A continuación, el acetaldehído se reduce a etanol por acción del NADH, regenerándose el NAD+. El acetaldehído es el aceptor final de los electrones del NADH obtenido en la glicólisis.
Glucosa + 2 P i + 2 ADP 2 etanol + 2 CO 2 + 2 ATP + 2 H 2 O
El resultado final de la fermentación alcohólica es la síntesis de 2 moléculas de ATP, 2 moléculas de etanol y 2 moléculas de CO 2 . Para la célula de levadura el producto importante es el ATP.