La Respiración Celular Es Un Proceso Anabólico O Catabólico último 2023

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La Respiración Celular Es Un Proceso Anabólico O Catabólico

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Este advertencia fue colmado el 22 de junio de 2015.

La respiración celular o respiración interna es un atarazana de reacciones bioquímicas en las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente, por anquilosamiento, hasta convertirse en sustancias inorgánicas, crítica que proporciona acto idóneo para la célula (principalmente en fase de ATP).​

Tipos de respiración celular

  • Respiración aeróbica: El aceptor extremo de electrones es el oxidado molecular, que se reduce a refresco. La realizan la inmensa generalidad de organismos, incluidos los humanos. Los organismos que llevan a cable saliente individuo de respiración reciben el consideración de organismos aeróbicos.
  • Respiración anaeróbica: El aceptor extremo de electrones es una molécula inorgánica distinta del oxidado. y ocurre en las mitocondrias

Respiración aeróbica

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La respiración aerobia (flechas rojas) es la fase primordial por la que los seres vivos obtienen acto de sus nutrientes. Los compuestos orgánicos en último ápice fueron sintetizados durante la fotosíntesis basicamente (flechas verdes).

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Balance energético de la respiración aerobia de una molécula de carbohidrato.

La respiración aeróbica es un crítica metabólico que consiste en anquilosar nutrientes y ceder acto de ellos en fase de ATP, para lo cual se requiere oxidado. Los carbohidratos, lípidos y proteínas pueden ser procesados ​​y consumidos como manantial de acto, los cuales terminan siendo completamente oxidados y reducidos a dióxido de plumbagina y refresco, que son los mercancías finales de la respiración.​​ En algunos casos raros (en bacterias), las sustancias inorgánicas pueden anquilosar en la respiración aeróbica. En eucariotas, la respiración celular aeróbica tiene pueblo en las mitocondrias, aunque la tiempo glucolítica previa es citosólica. En las bacterias tiene pueblo en su citosol y telilla.

Los electrones que pierden los sustratos durante su bajeza oxidativa respiratoria son recogidos por coenzimas, que los transferirán a la dependencia de traslado de electrones y como resultado se producirá ATP durante la fosforilación oxidativa.​ También se producen pequeñas cantidades de ATP en las primeras etapas (glucólisis) y en el ciclo de Krebs por fosforilación a altura de sustrato. En abstracto, los electrones que perdieron los sustratos durante su anquilosamiento terminan siendo recogidos por el oxidado al extremo de la dependencia de traslado de electrones, ya que funciona como el aceptor extremo de electrones.​

Los grupos de dos carbonos en fase de acetil-CoA deben penetrar en la respiración aeróbica en el ciclo de Krebs.​ Esta acetil-CoA puede hipotecarse varios orígenes. Se puede ceder a originarse de la carbohidrato, que sufre un crítica en el citosol llamado glucólisis, que la transforma en piruvato, que a posteriori da pueblo a la acetil-CoA.​ Para «respirar» (anquilosar) la carbohidrato siempre deuda vivir esta tiempo glucolítica previa. También se puede ceder a originarse de ácidos grasos, mediante el crítica catabólico mitocondrial de beta-oxidación de ácidos grasos, que da pueblo a grandes cantidades de acetil-CoA.​ Finalmente, se puede ceder con último frecuencia a originarse del catabolismo de aminoácidos.​

La alergia respiratoria abstracto de una molécula de carbohidrato (C6H12O6) es la futuro:

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O

ΔG = -2880 kJ por mol de C6H12O6

Que ΔG sea adverso indica que se libera acto, que es la que se utiliza para ejercitar ATP a originarse de ADP. En abstracto, se respeto que la consecución de ATP por molécula de carbohidrato es de 36 a 38 (2 en la glucólisis, 2 en el ciclo de Krebs y el sobrante en la fosforilación oxidativa) [3]. Pero esta es una emblema proverbio teórica, ya que en condiciones de células reales el conveniencia es último, y se respeto en 29 a 30 ATP por carbohidrato.

El asimilación aeróbico es 19 veces más competente que el anaeróbico fermentativo (que romanza produce 2 moles de ATP por mol de carbohidrato). En la anquilosamiento de la carbohidrato los procesos respiratorios aeróbicos y las fermentaciones anaeróbicas comparten la tiempo mencionado de la glucólisis. Las fases posglucolíticas son diferentes.

La ecuación de la respiración celular de carbohidrato que se acuse en lo alto es una ecuación popular, ya que en ingenuidad la respiración es un crítica muy confuso, que consta de varias fases: glucólisis (tiempo precedente), descarboxilación del piruvato, ciclo de Krebs, traslado de electrones en la dependencia de traslado de electrones y fosforilación oxidativa.

Características

Se produce en la mitocondria. La respiración celular, como vulgar del asimilación, es un crítica catabólico, en el cual la acto contenida en los sustratos usados como gasolina es liberada de suerte controlada. Durante la misma, buena sección de la acto descubierto desprendida en estas reacciones exotérmicas es incorporada a la molécula de ATP (o de nucleótidos trifosfato equivalentes), que puede ser a continuación utilizada en los procesos endotérmicos, como son los de sustento y explicación celular (asimilación).

Los substratos asiduamente usados en la respiración celular son la carbohidrato, otros hidratos de plumbagina, ácidos grasos,​ todavía aminoácidos, cuerpos cetónicos u otros compuestos orgánicos. En los animales estos combustibles pueden poner en marcha del manutención, de los que se extraen durante la digestión, o de las riquezas corporales. En las flora su prosapia puede ser todavía las riquezas, sin embargo todavía la carbohidrato obtenida durante la fotosíntesis.

La máximo sección del ATP producido en la respiración celular se produce en tres etapas: glucólisis, ciclo de Krebs y dependencia de traslado de electrones.

Glucólisis

Artículo primordial: Glucólisis

Tiene pueblo en el citosol de la generalidad de las células vivas, incluyendo muchas bacterias anaerobias.​ Puede suceder en condiciones anaeróbicas (sin oxidado) y es análogo a la fermentación. Consta de 10 reacciones enzimáticas en las que la carbohidrato (molécula de 6 carbonos) se convierte en dos moléculas de piruvato (molécula de 3 carbonos), por lo que en la glucólisis no hay engendro de plumbagina en fase de CO2.​ El piruvato es una molécula más oxidada que la carbohidrato. Durante estas reacciones se producen dos fosforilaciones a altura de sustrato, gracias a las cuales se generan 2 ATP netos, que es el original ATP que se produce a quemarropa en la glucólisis.​ También se producen dos moléculas de la coenzima escasa NADH,​ que a posteriori pueden ser llevadas a la mitocondria por sistemas de traslado llamados lanzaderas (lanzadera del malato-aspartato y lanzadera del glicerol-fosfato) y remotamente pueden alienar sus electrones a la dependencia de traslado de electrones y difundir más ATP (hasta 3 ATP por NADH, un absoluto de 6 ATP). También se forman dos moléculas de refresco. Luego, en condiciones aeróbicas, el piruvato será llevado a la mitocondria para proseguir con la futuro tiempo de la respiración.​​

La ecuación popular de la glucólisis es la futuro:

Glucosa + 2 NAD+ + 2 Pi + 2 ADP 2 piruvato + 2 NADH + 2 ATP + 2 H+ + 2 H2O

Descarboxilación oxidativa del piruvato

Artículo primordial: Oxidación del piruvato

En los eucariotas aeróbicos, el piruvato ingresa a la mitocondria a través de un sistema de transportadores de telilla. Una vez remotamente, la enzima piruvato deshidrogenasa cataliza su descarboxilación y filtración del sobrante de la molécula a la coenzima A. La alergia produce una molécula de CO2, que procede del hatajo carboxilo del piruvato, y es el primer plumbagina de la carbohidrato que se pierde. En los humanos saldrá de la célula, pasará al torrente sanguino y será expulsado por los pulmones durante la respiración pulmonar (en otros seres saldrá por las branquias, tráquea, estomas vegetales…). Los dos carbonos restantes del piruvato se unen a la coenzima A, formando acetil-CoA, que a posteriori liberará esos dos carbonos al ciclo de Krebs en la futuro tiempo. También se produce una molécula de la coenzima escasa NADH, que va a la dependencia de traslado de electrones, adonde dará pueblo a la alineamiento de 3 ATP por molécula. Recuerda que cada carbohidrato dio pueblo a dos piruvatos, por lo que todos los mercancías de esta tiempo en ingenuidad se duplican si los contamos como carbohidrato. La descarboxilación del piruvato es, por mano, una alergia de acoplamiento entre la glucólisis y el ciclo de Krebs. la alergia es:​

piruvato + NAD+ + CoA-SH acetil-CoA + NADH + CO2

Ciclo de Krebs

Artículo primordial: Ciclo de Krebs

También llamado ciclo del hiriente cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos, es un ciclo de reacciones enzimáticas que tiene pueblo en la superiora mitocondrial (y el citosol bacteriano) en el que el hatajo de dos carbonos suficiente por el acetil-CoA se condensa con oxalacetato para ejercitar hiriente cítrico, que a posteriori sufre varias reacciones en ciclo en las que últimamente se regenera el oxalacetato.​ El acetil-CoA que entra en el ciclo proviene del piruvato de la glucólisis o del catabolismo de lípidos y aminoácidos.​ Durante el ciclo del hiriente cítrico, se liberan dos moléculas de CO2 por cada acetil-CoA, por lo que últimamente se eliminan todos los carbonos entrantes (entre la descarboxilación del piruvato y el ciclo de Krebs, se pierden los 6 carbonos de la carbohidrato mencionado).​ En el ciclo hay una fosforilación a altura de sustrato en la que cada acetil-CoA produce una molécula de GTP (que a posteriori origina ATP enzimáticamente).​ También hay cuatro deshidrogenaciones en las que se forman 3 moléculas de NADH y una de FADH2 (esta última unida a la enzima como hatajo prostético).​ Las coenzimas transferirán sus electrones a la dependencia de traslado de electrones, que servirá para dotar aproximadamente de 11 ATP. Sumando el ATP producido a originarse de GTP serían 12 [[Adenosín trifosfato
|ATP]] por cada acetil-CoA. Si lo contamos por molécula de carbohidrato, el conveniencia en el ciclo de Krebs sería de 24 ATP y, contando la descarboxilación de piruvato y glucólisis, sería de hasta 38 ATP totales.​​

Cadena de traslado de electrones y fosforilación oxidativa

Artículos principales: Cadena de traslado de electrones, Fosforilación oxidativa y ATP sintasa.

La dependencia de traslado de electrones o dependencia respiratoria se encuentra en la telilla mitocondrial interna o telilla bacteriana.​ Consiste en un atarazana de transportadores que se pueden andar electrones entre sí en reacciones redox. La dependencia recibe estos electrones de las coenzimas formadas durante la respiración.​ Estas coenzimas, en el albur de la respiración de carbohidrato, se forman en: el ciclo de Krebs, la descarboxilación del piruvato, y en la tiempo previa de la glucólisis. Otras deshidrogenaciones biológicas y la beta-oxidación de ácidos grasos todavía pueden dotar coenzimas reducidas. Los electrones que producen las coenzimas circulan a través de la dependencia respiratoria liberando gradualmente acto, que se utiliza para hacer la pelota protones al aforo intermembrana mitocondrial (o aforo periplásmico de la capacidad bacteriana).​ Al extremo de la dependencia está el oxidado, que recoge electrones y se une a los protones para ejercitar refresco (½ O2 + 2e- + 2H + → H2O). Necesitamos puricarse oxidado para que realice esta diligencia en la dependencia respiratoria mitocondrial. Los protones bombeados en la dependencia se acumulan en el aforo intermembrana creando un gradiente, ya que la telilla es plumífero a ellos y una vez bombeados no pueden tornar.​​

En la telilla mitocondrial interna (y en la telilla bacteriana) todavía hay una compleja nanomáquina intimación ATP sintasa que puede apresurar ATP a originarse de ADP y fosfato. Esta maquinaria, formada por más de 23 subunidades proteicas, tiene un estría para desistir andar los protones acumulados. Cuando saliente fervor de protones pasa a través de la ATP sintasa, esta se activa y comienza a apresurar ATP. Este crítica se denomina fosforilación oxidativa y produce la máximo sección del ATP de la célula. Por mano, el funcionamiento de la dependencia de traslado electrónico se combina con la fosforilación oxidativa.​

En definitiva, en la respiración los electrones que se arrancan de los sustratos durante su anquilosamiento pasan a las coenzimas, para a posteriori pasar por la dependencia respiratoria y acudir al oxidado. A metro que circulan crean un gradiente de protones, esto activa la consecución de ATP en la ATP sintasa.​ Además, las coenzimas se reciclan (reoxidan) cediendo electrones en la dependencia y están listas para su reutilización.​

Balance energético

De obra, estrictamente hablando, la respiración sería a originarse del ciclo de Krebs, ya que las primeras etapas dependen del individuo de grosura que se “respira”. Si oxidamos los ácidos grasos por beta-oxidación, por antonomasia, la glucólisis y la descarboxilación del piruvato ya no se producirían antes, estrella que serían necesarias en la anquilosamiento de una carbohidrato. En la futuro ábaco podemos ver las fases y el cálculo energético absoluto de la respiración completa de una molécula de carbohidrato hasta CO2 y H2O. Se indica la proverbio consecución teórica de ATP.

Fase Producción de coenzimas Producción de ATP Modo de consecución do ATP
Glucólisis 2 netos Fosforilación a altura de substrato (se producen 4 sin embargo se gastan 2, por lo que el cálculo saldo es de 2)
2 NADH 4-6 Fosforilación oxidativa – Cada NADH citosólico produce de 2 a 3 ATP dependiendo del sistema de lanzadera deteriorado para el traslado a la mitocondria (lanzadera del glicerol-fosfato o lanzadera del malato-aspartato)
Descarboxilación oxidativa del piruvato 2 NADH 6 Fosforilación oxidativa
Ciclo de Krebs 2 Fosforilación a altura de substrato
6 NADH 18 Fosforilación oxidativa
2 FADH2 4 Fosforilación oxidativa
Rendimiento absoluto 36-38  ATP Obtenidas de la anquilosamiento completa de una molécula de carbohidrato y la anquilosamiento subsiguiente de todos los coenzimas reducidos formados

Aunque el conveniencia teórico es de hasta 38 ATP por carbohidrato, generalmente es último correcto a la engendro de electrones en la dependencia respiratoria y los costos del traslado agitado de moléculas a las mitocondrias. En abstracto, se respeto que la consecución neta experimental no es más de 28 a 30 ATP por carbohidrato, sin embargo se desconoce la emblema exacta.

Desacoplamiento de la respiración mitocondrial y estrechez de ATP

El algunas células, la respiración mitocondrial y la estrechez de ATP puede desacoplarse por la proteína desacopladora, con lo que la máximo sección de la acto producida no se transforma en ATP estrella que se disipa en fase de exaltación. Este crítica ocurre en la denominada unto parda y se pone en partida el despertar de la modorra de ciertos animales o para encabezar del aterido al recién saliente.​​

Fermentación

Sin oxidado, el piruvato (hiriente pirúvico) no es metabolizado por la respiración celular estrella que sufre un crítica de fermentación. El piruvato no se transporta a la mitocondria estrella que permanece en el citoplasma, adonde se convierte en mercancías de suciedad que pueden eliminarse de la célula. Esto tiene el intención de anquilosar los transportadores de electrones para que puedan comportarse la glucólisis nuevamente y descalabrar el exuberancia de piruvato. La fermentación oxida NADH a NAD+ para que pueda reutilizarse en la glucólisis. En partida de oxidado, la fermentación evita la suministro de NADH en el citoplasma y proporciona NAD+ para la glucólisis. Este producto de suciedad varía según el cuerpo. En los músculos esqueléticos, el producto de suciedad es el hiriente lácteo. Este individuo de fermentación se vela fermentación láctica. En el gimnasia agitado, cuando las demandas de acto superan el abastecimiento de acto, la dependencia respiratoria no puede expedientar todos los átomos de hidrógeno unidos por NADH. Durante la glucólisis anaeróbica, el NAD+ se regenera cuando los pares de hidrógeno se combinan con el piruvato para ejercitar lactato. La alineamiento de lactato es catalizada por la lactato deshidrogenasa en una alergia reversible. El lactato todavía se puede exprimir como precedente indirecto del glucógeno hepático. Durante la recuperación, cuando el oxidado está arreglado, el NAD+ se une al hidrógeno del lactato para ejercitar ATP. En levaduras, los mercancías de suciedad son alcohol etílico y dióxido de plumbagina. Este individuo de fermentación se conoce como fermentación alcohólica o etanólica. El ATP generado en saliente crítica se produce por fosforilación a altura de sustrato, que no requiere oxidado.​

La fermentación es singular competente en el uso de la acto de la carbohidrato: romanza se producen 2 ATP por carbohidrato, en parábola con los 38 ATP por carbohidrato producidos nominalmente por la respiración aeróbica. Esto se deuda a que la máximo sección de la acto de la respiración aeróbica se deriva del O2 con su sinalagmático conexión relativamente blandengue y de reincorporación acto. El ATP glicolítico, sin bloqueo, se crea más aprisa. Para que los procariotas continúen con una arancel de acrecentamiento rápida cuando pasan de un salero aeróbico a un salero anaeróbico, deben agigantar la arancel de las reacciones glucolíticas. Para los organismos multicelulares, durante períodos breves de argumento agitado, las células musculares usan la fermentación para complementar la consecución de ATP de la respiración aeróbica más lenta, por lo que una célula puede aprovechar la fermentación todavía previamente de que se agoten los niveles de oxidado, como es el albur en los deportes que no requiere que los atletas controlen su puro ritmo, como en las carreras de apresuramiento.

Diferencias entre fermentación y respiración aerobia

La fermentación es muy distinto de la respiración, siendo las principales diferencias:

  • No utiliza un aceptor de electrones indiferente (el papel que juega el oxidado en la respiración aeróbica). En las reacciones de fermentación se suelen ejercitar coenzimas en las reacciones previas que recogen los electrones.
  • La dependencia de traslado electrónico no está involucrada.
  • La ATP sintasa no está involucrada y no hay fosforilación oxidativa, ya que todo el ATP se fase por fosforilación a altura de sustrato y siempre en cantidades copioso más pequeñas.
  • Los mercancías finales de la fermentación siguen siendo moléculas relativamente complejas y levemente oxidadas. La respiración, por otro babor, produce mercancías finales muy simples y muy oxidados (CO2 y H2O).

Respiración anaeróbica

La respiración anaeróbica es utilizada por algunos microorganismos en los que ni el oxidado (respiración aeróbica) ni los derivados del piruvato (fermentación) son los aceptores finales de electrones de reincorporación acto. En su pueblo, se usa un aceptor inorgánico como sulfato (SO42-), nitro (NO3-) o azufre (S).​​. Los transportadores electrónicos usados por estas bacterias son muy similares a los encontrados en la dependencia respiratoria mitocondrial.​ Dichos organismos se encuentran típicamente en lugares inusuales, como cuevas submarinas o enrejado de respiraderos hidrotermales en el entraña del océano.

Véase todavía

  • Fosforilación oxidativa

Referencias

Bibliografía

  • Lehninger, Albert L. (1988). Principios de bioquímica. Barcelona: Omega. ISBN 84-282-0738-0. 
  • Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Morgan, David; Raff, Martin; Roberts, K.; Walter, P. (2016). Biología molecular de la célula (6ª tirada). Barcelona: Omega S.A. ISBN 978-84-282-1638-8. 
  • Paniagua Gómez-Álvarez, Ricardo (2002). Citología e histología planta y ignorante (3ª tirada). Madrid: McGraw-Hill – Interamericana de España, S.A.U. ISBN 84-481-9984-7. 

Enlaces externos

  • La respiración celular: las reacciones de la superiora mitocondrial (en chocho).
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