Respiración celular
La respiración celular es lo que hacen las células para descomponer los azúcares y obtener energía que puedan utilizar. La respiración celular toma los alimentos y los utiliza para crear ATP, una sustancia química que la célula utiliza para obtener energía.
Normalmente, este proceso utiliza oxígeno y se denomina respiración aeróbica. Tiene cuatro etapas conocidas como glucólisis, reacción de Link, ciclo de Krebs y cadena de transporte de electrones. Esto produce ATP, que suministra la energía que las células necesitan para trabajar.
Cuando no reciben suficiente oxígeno, las células utilizan la respiración anaeróbica, que no requiere oxígeno. Sin embargo, este proceso produce ácido láctico y no es tan eficiente como cuando se utiliza el oxígeno.
La respiración aeróbica, el proceso que sí utiliza oxígeno, produce mucha más energía y no produce ácido láctico. También produce dióxido de carbono como producto de desecho, que entra en el sistema circulatorio. El dióxido de carbono se lleva a los pulmones, donde se intercambia por oxígeno.
La fórmula simplificada de la respiración celular aeróbica es
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H 2O + Energía (como ATP)
La ecuación de la palabra para esto es:
Glucosa (azúcar) + Oxígeno → Dióxido de carbono + Agua + Energía (como ATP)
La respiración celular aeróbica tiene cuatro etapas. Cada una de ellas es importante y no podría producirse sin la anterior. Las etapas de la respiración celular aeróbica son:
Glycolysis
En la glucólisis, la glucosa del citoplasma se descompone en dos moléculas de piruvato. Se necesitan diez enzimas para los diez compuestos intermedios de este proceso.
- Dos ATP ricos en energía ponen en marcha el proceso.
- Al final hay dos moléculas de piruvato, más
- Nivel de sustrato - En la reacción número 7 y 10 se producen cuatro moléculas de ATP
- En las células que utilizan oxígeno, el piruvato se utiliza en un segundo proceso, el ciclo de Krebs, que produce más moléculas de ATP.
Productividad del ciclo
Los libros de texto de biología suelen afirmar que durante la respiración celular se pueden producir 38 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa oxidada (dos de la glucólisis, dos del ciclo de Krebs y unas 34 de la cadena de transporte de electrones). Sin embargo, el proceso realmente produce menos energía (ATP) debido a las pérdidas a través de las membranas con fugas. Se calcula que hay entre 29 y 30 ATP por cada glucosa.
El metabolismo aeróbico es aproximadamente (ver frase anterior) 15 veces más eficiente que el metabolismo anaeróbico. El metabolismo anaeróbico produce 2 mol de ATP por 1 mol de glucosa. Comparten la vía inicial de la glucólisis, pero el metabolismo aeróbico continúa con el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa. Las reacciones postglicolíticas tienen lugar en las mitocondrias en las células eucariotas, y en el citoplasma en las células procariotas.
Reacción de enlace
El piruvato procedente de la glucólisis se bombea activamente a las mitocondrias. Una molécula de dióxido de carbono y otra de hidrógeno se eliminan del piruvato (lo que se denomina descarboxilación oxidativa) para producir un grupo acetilo, que se une a una enzima llamada CoA para formar acetil CoA. Esto es esencial para el ciclo de Krebs.
Ciclo de Krebs
El acetil CoA se une al oxaloacetato para formar un compuesto con seis átomos de carbono. Este es el primer paso del siempre repetitivo ciclo de Krebs. Como se producen dos moléculas de acetil-CoA a partir de cada molécula de glucosa, se necesitan dos ciclos por cada molécula de glucosa. Por lo tanto, al final de dos ciclos, los productos son: dos ATP, seis NADH, dos FADH y cuatro CO2. El ATP es una molécula que transporta energía en forma química para ser utilizada en otros procesos celulares. Este proceso también se conoce como ciclo TCA (ciclo del ácido tricarboxílico), ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs, en honor al bioquímico que dilucidó sus reacciones.
Cadena de transporte de electrones (ETC)
Aquí es donde se fabrica la mayor parte del ATP. Todas las moléculas de hidrógeno que se han eliminado en los pasos anteriores (ciclo de Krebs, reacción de Link) se bombean al interior de la mitocondria utilizando la energía que liberan los electrones. Finalmente, los electrones que impulsan el bombeo de hidrógeno hacia la mitocondria se mezclan con algo de hidrógeno y oxígeno para formar agua y las moléculas de hidrógeno dejan de ser bombeadas.
Finalmente, el hidrógeno fluye de vuelta al citoplasma de las mitocondrias a través de canales proteicos. A medida que el hidrógeno fluye, se produce ATP a partir de ADP e iones fosfato.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es la respiración celular?
R: La respiración celular es el proceso que utilizan las células para descomponer los azúcares y obtener energía que puedan utilizar. Toma los alimentos y los utiliza para crear ATP, una sustancia química que la célula utiliza para obtener energía.
P: ¿Cuáles son los dos tipos de respiración?
R: Los dos tipos de respiración son la respiración aeróbica y la respiración anaeróbica. La respiración aeróbica utiliza oxígeno y produce más energía que la respiración anaeróbica, pero no produce ácido láctico. La respiración anaeróbica no utiliza oxígeno, pero en cambio produce ácido láctico.
P: ¿Cuál es la fórmula de la respiración celular aeróbica?
R: La fórmula de la respiración celular aeróbica es C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + Energía (como ATP). La ecuación verbal para esto es Glucosa (azúcar) + Oxígeno → Dióxido de carbono + Agua + Energía (como ATP).
P: ¿Cuántas etapas tiene la respiración celular aeróbica?
R: La respiración celular aeróbica tiene cuatro etapas -glucólisis, reacción de Link, ciclo de Krebs y cadena de transporte de electrones- cada una de las cuales es importante y no podría producirse sin la anterior.
P: ¿Qué ocurre con el dióxido de carbono producido durante la respiración celular aeróbica?
R: El dióxido de carbono producido durante la respiración celular aeróbica entra en el sistema circulatorio y viaja hasta los pulmones, donde se intercambia por oxígeno.
P: ¿Qué tipo de producto de desecho produce la respiración anaeróbica?
R: La respiraton anaeróbica produce ácido láctico como producto de desecho mientras que la aeróbica produce dióxido de carbono como producto de desecho.
