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Respiración: Glucólisis, Ciclo de Krebs y Cadena respiratori

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Armando Palomino

on 21 October 2014

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Es un proceso catabólico que realizan los sistemas biológicos, con el fin de transformar la energía contenida en las moléculas orgánicas (tales como carbohidratos, lípidos en forma de ácidos grasos o glicéridos y aminoácidos), en moléculas de ATP, que será convertida en energía útil para realizar diversos procesos biológicos.
¿Qué es la respiración?
Respiración: Glucólisis, Ciclo de Krebs y Cadena respiratoria
Proceso general del catabolismo respitarorio
El ATP (trifosfato de adenosina), es una molécula formada por un nucleótido de adenina triplemente fosforilada, lo que le da la cualidad de tener enlaces de alta energía. Para formar estos enlaces (formados por tres grupos fosfato unidos) se requiere de cierta cantidad de energía, de modo que cuando dicho enlace se rompe, esta energía puede utilizarse.
ATP
Hidrólisis del ATP
La glucólisis es la primera ruta catabólica donde las moléculas complejas de azúcar. ácidos grasos o aminoácidos, se descomponen para sintetizar ATP y poder reductor en la molécula de NADH.
Este proceso y casi universal, ocurre en el citoplasma de todos los sistemas vivos y tiene variantes dependiendo del producto final, que puede ser piruvato, lactato, etanol.
Glucólisis
Básicamente el sustrato incial es la glucosa y consiste en dos fases diferenciadas, la primera donde ocurre una activación de la glucosa, la cual se fosforila, mediante el empleo de 2 moléculas de ATP.

Posteriormente, en las segunda fase, la glucosa es descompuesta en 2 moléculas de gliceraldehido fosfato, para finalmente convertirse en piruvato y producir 4 moléculas de ATP.
Si el piruvato resultante se descarboxila y se combina con la coenzima A, se incorpora a las mitocondrias y se acopla al Ciclo de Krebs, iniciando así la respiración aerobia.
Si el piruvato es transformado en lactato en condiciones anaerobias (sin oxígeno), entonces se lleva a cabo una fermentación láctica.
Si este piruvato es transformado en etanol, courre la fermentación alcohólica.
Fermentación láctica. Este proceso lo realizan muchos tipos de bacterias (llamadas bacterias lácticas), hongos, algunos protozoos y muchos tejidos animales. En el humano, se puede realizar en musculo liso, fibras blancas del musculo esquelético, eritrocito, cerebro, retina, medula renal y corazón.
Fermentación alcohólica. La glucosa es convertida en piruvato durante la glucólisis. Este a su vez, se descarboxila (emitiendo CO2) y se convierte en acetaldehído, de modo que otra enzima lo reduce hasta etanol. Este proceso es realizado por bacterias y levaduras que se emplean por los humanos desde mucho tiempo atrás para la producción de bebidas alcohólicas y otros productos que contienen etanol o que aprovechan el CO2 liberado.
En este caso, el piruvato se une a la coenzima A, a la vez que ocurre una descarboxilación (liberación de CO2) y se produce podr reductor con una molécula de NADH. Entonces la acetil coenzima A resultante e incorpora a la mitondria donde participa en el Ciclo de Krebs, para completar la respiración aerobia.
Básicamente el sustrato incial es la glucosa y consiste en dos fases diferenciadas, la primera donde ocurre una activación de la glucosa, la cual se fosforila, mediante el empleo de 2 moléculas de ATP.

Posteriormente, en las segunda fase, la glucosa es descompuesta en 2 moléculas de gliceraldehido fosfato, para finalmente convertirse en piruvato y producir 4 moléculas de ATP.
También conocido como ciclo de los ácidos tricarboxílicos o ciclo de ácido cítrico, en esta ruta metabólica la Acetil Co A se une al ácido oxalacético para formar ácido cítrico y despues de otras seis transformaciones, se recupera el ácido oxalacético. La importancia más notoría de este ruta cíclica es que en ella se producen descarboxilaciones y deshidrogenaciones que general CO2 y poder reductor en forma de NADH
Ciclo de Krebs
En el balance energético al final de la glucólisis se utilizan dos moléculas de ATP y se producen 4, más 2 de NADH.
Esta ruta metabólica también se conoce como cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa, ya que en ella se transportan electrones a través de diferentes proteínas situadas en la membrana interna de las mitocondrias y al final el último receptor es el oxígeno. El bombeo de electrones permite la energía necesaria para producir ATP.
Cadena respiratoria
En esta ruta metabólica, las moléculas de NADH llevan los electrones hasta el complejo de citocromos y proteínas de la membrana interna de la mitocondria y permiten el transporte. El bombeo constante de electrones produce la energía necesaria para que la ATP sintasa lleve a cabo la unión de ADP más fosfato para producir ATP. El último receptor de los electrones es el oxígeno.
Elaboró: Biólogo Armando Palomino
CCH Azcapotzalco, UNAM. 2014.
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