Respiración Celular

Glucólisis: La energía de la glucosa debe ser transferida al ATP. Esta transferencia de energía se da durante la respiración celular. La glucólisis inicia la liberación de energía de la glucosa de 6C. Da lugar a 2 moléculas de piruvato de 3C cada una + 2NADH, que liberan 2 ATP. La glucosa se aloja en la membrana plasmática de la célula y entra en el citoplasma donde tiene lugar la glucólisis. Al principio del proceso, se requiere una entrada de energía (ATP), rompiendo los enlaces de la glucosa. Forma glucosa-6-fosfato y ADP. La glucosa-6-fosfato se encuentra con una enzima y cambia a fructosa-6-fosfato, reaccionando inmediatamente con ATP y formando fructosa-1,6-bifosfato. La fructosa-1,6-bifosfato se divide en DHAP (dihidroxiacetona fosfato) y GAL (gliceraldehído-3-fosfato). La DHAP también se convierte en GALP. Siguiendo al GALP, vemos que sintetiza el ATP y activa una molécula de NAD+, que se une a una molécula de GAL que cede electrones a NAD+ con ayuda de una enzima y lo convierte en NADH. El GAL forma un DPGA (difosfoglicerato) uniéndose a un fosfato. La molécula cede un fosfato para formar ATP y se convierte en ácido fosfoglicérico. Pierde una molécula de agua y queda como ácido pirúvico. Por último, otro ADP se vuelve a unir al fosfato, que queda formando ATP, quedándonos piruvato.

Ciclo de Krebs

La glucólisis genera 2 moléculas de ATP. El piruvato se traslada desde el citoplasma y a través de ambas membranas mitocondriales hasta la matriz. El ciclo de Krebs solo utiliza una molécula de C y el piruvato tiene 3, por lo que debe pasar un proceso llamado descarboxilación oxidativa. El piruvato se encuentra con la CoA y suelta 2 e-, 1 átomo de H y CO2, para formar Acetil-CoA. Los e- y el H son recogidos por un NAD+, formando NADH. Los dos C del Acetil-CoA se agrupan con 4 residentes formando un grupo de 6C, liberando más tarde dos de ellos. El ciclo de Krebs da dos vueltas ya que hay 2 Acetil-CoA. Producto final: 3 NADH + 1 ATP + FADH2 + CO2. Finalidad: producir energía útil y así la energía introducida como Acetil-CoA es transferida al ATP y los portadores intermedios. Tanto NADH como FADH2, llevan e- activados que se utilizarán para almacenar energía en forma de ATP.

Cadena Respiratoria: Fosforilación Oxidativa

Los portadores de energía (FADH2 y NADH) descargan sobre numerosas moléculas de ATP. La fosforilación se produce dentro de la mitocondria en las crestas de la membrana interna. En la membrana encontramos cadenas de transporte de e-, donde los portadores de energía sintetizan el ATP. La energía es transferida en parte al espacio intermembrana. La fosforilación comienza cuando el NADH del Ciclo de Krebs dona los e- al primer complejo de la cadena. A medida que los e- pasan al siguiente complejo, los H+ desprendidos pasan al espacio intermembrana. Un átomo de oxígeno, recoge los 2 e- del último complejo y dos H+ de la matriz, para producir H2O. Cada NADH, bombea 6 H+ de la matriz. El FADH2 entra en la cadena ya en el 2º complejo pasando 4 H+ al espacio intermembrana. Al final de la cadena, el oxígeno coge de nuevo 2 H+ para formar H2O. Cada FADH2 bombea 4 H+ de la matriz. El desnivel de H+ y energía que hay entre matriz y espacio intermembrana crea energía potencial que será utilizada para sintetizar ATP. La energía potencial es utilizada cuando los 2 H+ pasan a través de unos canales especiales de la membrana. Así, cada par activa una enzima en el lado del canal que da a la matriz. Finalmente, esta enzima cataliza la reacción de ADP con un grupo fosfato, sintetizando ATP. El NADH de la glucólisis da lugar sólo a 2 ATP.

Orgánulos Celulares y sus Funciones

• Retículo endoplasmático: su función está relacionada con la síntesis y el transporte de lípidos y proteínas de muchos orgánulos, así como de las proteínas que son segregadas al exterior.
• Citoplasma: tiene lugar la glucólisis.
• Mitocondrias: tiene lugar la respiración celular. Proceso que consiste en la oxidación de la materia orgánica para obtener energía mediante la cual las células llevan a cabo todas sus funciones.
• Membrana Plasmática: controla el intercambio de sustancias entre la célula y el medio. Posee proteínas receptoras que transmiten señales desde el exterior.
• Núcleo: es el orgánulo director de la célula; contiene el ADN. Es responsable de la división celular y en el nucléolo se fabrican los ribosomas.
• Cloroplasto: tiene lugar la fotosíntesis.
• Aparato de Golgi: se forman, a partir de vesículas secretoras, orgánulos como los lisosomas o las vacuolas.
• Lisosomas: se encargan de digerir sustancias alimenticias y orgánulos celulares dañados.
• Ribosomas: Fabrican proteínas.