Respiración Aeróbica

LA RESPIRACIÓN AERÓBICA es un tipo de metabolismo energético en el que los seres vivos extraen energía de moléculas orgánicas, como laglucosa, por un proceso complejo en el que el carbono es oxidado y en el que el oxígeno procedente del aire es el oxidante empleado. En otras variantes de la respiración, muy raras, el oxidante es distinto del oxígeno (respiración anaeróbica).
La respiraciónaeróbica es el proceso responsable de que la mayoría de los seres vivos, los llamados por ello aerobios, requieran oxígeno. La respiración aeróbica es propia de los organismos eucariontes en general y de algunos tipos de bacterias.
En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico, obtenido durante la fase primera anaerobia o glucólisis, es oxidado para proporcionar energía,dióxido de carbono y agua. A estaserie de reacciones se le conoce con el nombre de respiración aeróbica.
La reacción química global de la respiración es la siguiente:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38 energía (ATP)
LA RESPIRACIÓN ANAERÓBICA es un proceso biológico de oxidorreducción de monosacáridos y otros compuestos en el que el aceptor terminal de electrones es una molécula inorgánica distinta del oxígeno, y más raramente unamolécula inorganica cadena transportadora de electrones análoga a la de la mitocondria en la respiración aeróbica.1 No debe confundirse con la fermentación, que es un proceso también anaeróbico, pero en el que no participa nada parecido a una cadena transportadora de electrones y el aceptor final de electrones es siempre una molécula orgánica como el NAD.
En el proceso anaeróbico no seusa oxígeno, sino que para la misma función se emplea otra sustancia oxidante distinta, como el sulfato o elnitrato. En las bacterias con respiración anaerobia interviene también una cadena transportadora de electrones en la que se reoxidan loscoenzimas reducidos durante la oxidación de los substratos nutrientes; es análoga a la de la respiración aerobia, ya que se compone de los mismos elementos(citocromos, quinonas, proteínas ferrosulfúricas, etc.). La única diferencia, por tanto radica, en que el aceptor último de electrones no es el oxígeno.
Todos los posibles aceptores en la respiración anaeróbica tienen un potencial de reducción menor que el O2, por lo que, partiendo de los mismos sustratos (glucosa, aminoácidos, triglicéridos), se genera menos energía en este metabolismo que enla respiración aerobiaconvencional.
No hay que confundir la respiración anaeróbica con la fermentación, en la que no existe en absoluto cadena de transporte de electrones, y el aceptor final de electrones es una molécula orgánica; estos dos tipos de metabolismo tienen solo en común el no ser dependientes del oxígeno.
En la siguiente tabla se muestran distintos aceptores de electrones, sus productos y algunosejemplos de microorganismos que realizan tales procesos:
Aceptor | Producto final | Microorganismo |
Nitrato | Nitritos, óxidos de nitrógeno y N2 | Pseudomonas, Bacillus |
Sulfato | Sulfuros | Desulfovibrio, Clostridium |
Azufre | Sulfuros | Thermoplasma |
CO2 | Metano | Methanococcus, Methanosarcina, Methanopyrus |
Fe3+ | Fe2+ | Shewanella, Geobacter, Geospirillum, Geovibrio |
Mn4+ |Mn2+ | Shewanella putrefaciens |
Selenato | Selenito | |
Arsenato | Arsenito | Desulfotomaculum |
Fumarato | Succinato | Wolinella succinogenes, Desulfovibrio, E. coli |
DMSO | DMS | Campylobacter, Escherichia |
TMAO | TMA | |
Clorobenzoato | Benzoato | Desulfomonile |
Muchas bacterias aeróbicas contienen las enzimas nitrato-reductasas que catalizan la reducciónde nitrato a nitrito:2
NO3– + 2e– + 2H+ → NO2– + H2O
No obstante, el producto resultante (nitrito) es muy tóxico por lo que algunas especies de Pseudomonas y Bacillus pueden reducir el nitrato más allá del nivel de nitrito hasta nitrógeno molecular:
2NO3– + 10e– + 12H+ → N2 + 6H2O
El resultado final, nitrógeno, es un gas inerte y no tóxico. Este proceso se conoce como desnitrificación que, si se produce...