Ruta Metabólica Aeróbica: Del Piruvato a la Síntesis de ATP
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La Vía Aerobia: Respiración Celular
A continuación, estudiamos la vía aerobia, conocida como Respiración Celular.
1. Descarboxilación Oxidativa del Piruvato (Formación del Acetil-CoA)
El piruvato, obtenido de la glicólisis y que penetra en la mitocondria, se descarboxila para formar Acetil-CoA. En este proceso intervienen tres enzimas que forman el complejo de la piruvato deshidrogenasa. Finalmente, se generan 6 moléculas de ATP. Esta etapa se realiza en la matriz de la mitocondria.
Reacción global: Ácido pirúvico + NAD+ + HSCoA > Acetil-CoA + NADH + H+ + CO2.
Este paso dirige al piruvato hacia su oxidación total en el ciclo de Krebs.
Reacción global: Ácido pirúvico + NAD+ + HSCoA > Acetil-CoA + NADH + H+ + CO2.
Este paso dirige al piruvato hacia su oxidación total en el ciclo de Krebs.
2. Ciclo de Krebs
En este ciclo, se oxida el grupo acetilo del Acetil-CoA a CO2, al mismo tiempo que se reducen enzimas. Las reacciones del ciclo de Krebs se realizan en la matriz mitocondrial.
En cada ciclo de Krebs se libera CoA y se forman 2 moléculas de CO2, 3 moléculas de NADH, 1 molécula de FADH2 y una molécula de GTP (equivalente a ATP).
Proceso del Ciclo de Krebs:
En cada ciclo de Krebs se libera CoA y se forman 2 moléculas de CO2, 3 moléculas de NADH, 1 molécula de FADH2 y una molécula de GTP (equivalente a ATP).
Proceso del Ciclo de Krebs:
- Condensación de la Acetil-CoA con el ácido oxalacético para formar el ácido cítrico.
- Transformación del ácido cítrico en ácido isocítrico.
- Descarboxilación oxidativa del ácido isocítrico, que se transforma en α-cetoglutárico con la formación de CO2.
- Descarboxilación oxidativa del ácido α-cetoglutárico, formándose CO2, NADH+H+ y 1 GTP (ATP). El ácido se transforma en ácido succínico.
- Oxidación del ácido succínico a ácido fumárico; los electrones son transferidos al FAD, que pasa a FADH2.
- Formación de ácido málico por adición de agua.
- Oxidación del ácido málico por el NAD+, que se transforma en ácido oxalacético, completando el ciclo.
3. Cadena de Transporte de Electrones (CTE) y Utilización del Oxígeno
El objetivo de esta cadena es la oxidación del FADH2 y NADH. En este transporte se libera energía que se utiliza para formar ATP en un proceso llamado fosforilación oxidativa.
El transporte de electrones se inicia cuando una molécula de NADH y FADH2 se oxida y cede sus electrones a la cadena de transporte de electrones, que está localizada en la membrana mitocondrial interna.
Reacción global (reducción del oxígeno): 1/2 O2 + 2e- + 2H+ > H2O.
El transporte de electrones se inicia cuando una molécula de NADH y FADH2 se oxida y cede sus electrones a la cadena de transporte de electrones, que está localizada en la membrana mitocondrial interna.
Reacción global (reducción del oxígeno): 1/2 O2 + 2e- + 2H+ > H2O.
4. Fosforilación Oxidativa
Este proceso implica el transporte de electrones, el bombeo de protones y la síntesis de ATP.
Por cada NADH que cede los electrones a la cadena de transporte electrónico se obtienen aproximadamente 3 ATP, mientras que por cada molécula de FADH2 se obtienen aproximadamente 2 moléculas de ATP.
Por cada NADH que cede los electrones a la cadena de transporte electrónico se obtienen aproximadamente 3 ATP, mientras que por cada molécula de FADH2 se obtienen aproximadamente 2 moléculas de ATP.