Procesos

PROCESOS AERÓBICOS – RESPIRACIÓN CELULAR

1. Una etapa previa: la glucólisis La definiremos como el conjunto de reacciones que degradan la glucosa (C6) transformándola en dos moléculas de ácido pirúvico (PYR) (C3). Estas reacciones se realizan en el citoplasma de la célula. Es un proceso anaerobio, que no necesita oxígeno, y en el que por cada molécula de glucosa (GLU) se obtienen 2ATP y2NADH+H+. Reactivos (puede aparecer con el nombre de sustrato): Glucosa + 2ATP + 4ADP + 2Pi + NAD+ Productos: 2 ácido pirúvico + 2 ADP + 4 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O Esquema general de la glucólisis:

1.1. Características y significado biológico de la glucólisis Se realiza tanto en procariotas como en eucariotas. En los eucariotas se realiza en el citoplasma. Se trata de una degradación parcial dela glucosa. Es un proceso anaerobio que permite la obtención de energía a partir de los compuestos orgánicos en ausencia de oxígeno. La cantidad de energía obtenida por mol de glucosa es escasa (2 ATP). La glucolisis fue, probablemente, uno de los primeros mecanismos para la obtención de energía a partir de sustancias orgánicas en la primitiva atmósfera sin oxígeno de la Tierra.

1.2. Vías delcatabolismo del pirúvico Para evitar que la glucolisis se detenga por un exceso de ácido pirúvico (PYR) y NADH+H+ o por falta de NAD+, se necesitan otras vías que eliminen los productos obtenidos y recuperen los substratos imprescindibles. Esto va a poder realizarse de dos maneras: Respiración aerobia (catabolismo aerobio, 1). Cuando hay oxígeno, el pirúvico es degradado completamente obteniéndosedióxido de carbono (CO2). El NADH+H+ y otras coenzimas reductoras obtenidas son oxidadas y los electrones transportados hacia el oxígeno (O2), recuperándose el NAD+ y obteniéndose H2O. Este proceso se realiza en los eucariotas en las mitocondrias. Fermentación (catabolismo anaeróbico, 2). Cuando no hay oxígeno el ácido pirúvico se transforma de diferentes maneras sin degradarse por completo a CO2 yH2O. Este proceso tiene como objetivo la recuperación del NAD+. En los eucariotas se realiza en el citoplasma.

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2. Primera etapa: la activación del piruvato (o ácido pirúvico) En condiciones aeróbicas el ácido pirúvico (PYR) obtenido en la glucolisis y en otros procesos catabólicos atraviesa la membrana de la mitocondria y en la matriz mitocondrial va a sufrir un proceso químico quetiene dos procesos: Descarboxilación. El ácido pirúvico (PYR) va a perder el grupo CO2 correspondiente al primer carbono, el carbono que tiene la función ácido. Oxidación. Al perderse el primer carbono, el segundo pasa de tener un grupo cetona a tener un grupo aldehído. Este grupo se oxidará a grupo ácido (ácido acético) por acción del NAD+. En el proceso interviene una sustancia, la coenzima-A(HS-CoA) que se unirá al ácido acético para dar acetil-coenzima A (ACA). En consecuencia, se van a formar 2 nuevas moléculas de NADH+H+ por cada molécula de glucosa (GLU) y, al mismo tiempo, se originan las primeras 2 moléculas de CO2.

3. Segunda etapa: el ciclo de Krebs 3.1. Consideraciones previas Krebs (1938), denominó ciclo del ácido cítrico, y hoy se conoce también como ciclo de Krebs, a laruta metabólica a través de la cual el ácido acético unido a la coenzima-A va a completar su oxidación en la matriz mitocondrial. Este ciclo, no sólo va a ser la última etapa de la degradación de los azucares, otros compuestos orgánicos (los ácidos grasos y determinados aminoácidos) van a ser también degradados a acetil-CoA (ACA) e integrados en el ciclo de Krebs. El ciclo de Krebs es, por lotanto, la vía fundamental para la degradación de la mayoría de los compuestos orgánicos y para la obtención coenzimas reductoras. Es la vía más importante para el catabolismo de las sustancias orgánicas.

3.2. Funcionamiento del ciclo de Krebs El ciclo de Krebs, como todo proceso cíclico, no tiene más principio o fin que el que nosotros queramos ponerle. Es alimentado continuamente en substratos...