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Respiración celular

Patricio Muñoz Torres patricio.munozt@gmail.com

DegradaciónOxida.vadelaGlucosa

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RespiracióncelularEselconjuntodereaccionesenlascualeselpiruvatoproducidoporlaglicólisisesconver4doaCO2yH2Oproduciéndose36ATP.Enlascélulaseucariontes,larespiraciónserealizaenlamitocondria.Sedaentresetapas:

• Oxidacióndelpiruvato

• CiclodeKrebs

• FosforilaciónOxida4va

3

CoA

1

2

3 Pyruvic

acid

Acetic acid

Coenzyme A

Acetyl-CoA (acetyl-coenzyme A)

CO2

Conversión piruvato en acetil-CoA

El piruvato debe atravesar ambas membranas de la mitocondria. Esta reacción ocurre en la matriz mitocondrial por acción de la enzima piruvato deshidrogenasa.

Descarboxilación oxidativa, irreversible

CoenzimaA

4

• InhibidoporATP.• Inhibidoporace4l–CoAyNADH(productos).

• InhibidoporlafosforilacióndeE1(piruvatodeshidrogenasa).• Ac4vadaporladesfosforilacióndeE1.• Ac4vadaporAMPyNAD+.

ComplejoPiruvatoDeshidrogenasa

ΔG= -32,2 kJ/mol

• TambiénesconocidocomoCiclodelÁcidoCítricooCiclodelosÁcidosTricarboxílicos.• CompletaelmetabolismodelpiruvatoderivadodelaGlicólisis.•  El punto de par.da es Ace.l-CoA, obteniéndose CO2 ytransportadoresdeelectronesreducidos(NADHyFADH2).

1 Glucosa 2 Piruvato 2 Acetil–Co A

2 Vueltas en el ciclo

CiclodeKrebs

5

Sustratos

Acetic acid

ADP

3 NAD+

FAD

Krebs Cycle

Output

2 CO2 1 2

3

4

5

6

Este proceso ocurre en el matriz mitocondrial En presencia de oxígeno Productos

GTP GDP

CiclodeKrebs

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8 reacciones

6

•  El citrato posee 6 C

•  El citrato posee tres grupos ácidos

CONDENSACION

HIDRÓLISIS LIBERA ENERGIA SE RECICLA

BAJA CONCENTRACION

•  Inhibida por ATP, NADH, succinil-coA.

•  Inhibida por citrato (producto)

•  Activada por AMP

•  Isomerización del citrato a isocitrato

•  El isocitrato posee 6 C y tres grupos ácidos

DESHIDRATACION-HIDRATACION

7

•  Descarboxilacion oxidativa

•  α-cetoglutarato posee 5 C •  Se produce CO2 + NADH

•  Inhibida por ATP

•  Activada por ADP

•  Descarboxilacion oxidativa •  succinil-CoA posee 4 C •  Se libera CO2 + NADH

•  Inhibida por NADH

•  Inhibida por succinil-CoA (producto)

8

•  Fosforilación a nivel de sustrato

•  El succinato posee 4 C •  Se produce GTP

ΔG’0 = -36 kJ/mol

• Oxidación

•  El fumarato posee 4 C

•  Se produce FADH2

Flavoproteína MI mitocondria

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•  Hidratación

•  Oxidación

•  El oxaloacetato posee 4 C •  Se produce NADH

Niveles bajos

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Balance de un ciclo: Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD 2 CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP

ATP

NADH: 3 ATP FADH2: 2 ATP

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NADH deshidrogenasas: transfieren átomos de H desde NADH.

Flavoproteínas: poseen riboflavina, transfieren átomos de H desde FADH2.

Citocromos con grupos hemo: transfieren los electrones. El Fe hemo sufre las oxidaciones y reducciones.

Proteínas con centros de Fe-S: el Fe no está en un grupo hemo.

Quinonas: moléculas no proteicas, muy hidrofóbicas que transportan electrones

Respiración celular: cadena transportadora de electrones

En la respiración, los electrones generados se transportan del intracelular al exterior, generando una diferencia de potencial en la membrana: carga + fuera y carga – dentro.

Se genera un gradiente de pH o potencial electroquímico a través de la membrana, generando un estado energético, que la célula aprovecha para generar energía.

Este estado energético se expresa como fuerza motriz de protones, que se utiliza para el transporte de iones, el movimiento del flagelo o la síntesis de ATP.

ATP sintetasa posee dos porciones: F1, en la cara que da a la matriz mitocondrial, y la F0, que atraviesa la membrana y actúa como canal del protones. En conjunto, F1/F0 catalizan la síntesis de ATP aprovechando el transporte de protones.

Respiración celular: cadena transportadora de electrones

Proceso de fosforilación oxidativa

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Rendimiento energético de una molécula de glucosa En condiciones aeróbicas

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Rendimiento energético de una molécula de glucosa

Glicólisis

Fermentación Respiración celular

O2 O2

36 ATP

2 ATP

Muchas gracias

Patricio Muñoz Torres patricio.munozt@gmail.com