Respiraci

1
Respiración celular

• Saber y entender la función de las moléculas
  dinucleótido de nicotinamida adenina y
  dinucleótido de flavina-adenina
• Conocer y comprender como se realiza el proceso
  de glicolisis y sus productos
• Conocer y entender los procesos de fermentacion
  lactica y alcoholica

2
Respiración celular

• La dinucleótido de nicotinamida adenina, es una
  molécula responsable de la formación de energía,
  abreviada NAD en su forma oxidada capacidad de
  captar electrones e hidrogeniones quedando como
  NADH y NADH posee la capacidad, reducida
  suministra electrones e hidrogeniones
• Molécula cuya función principal es el intercambio
  de electrones e hidrogeniones en la producción de
  energía de todas las células. interviene en
  múltiples reacciones metabólicas de
  óxido-reducción
• Por tanto, el NADH es la forma reducida del NAD,
  ya que posee dos electrones (y un protón) más.
• El dinucleótido de flavina-adenina (abreviado FAD
  en su forma oxidada y FADH2 en su forma reducida)
  molécula interviene en las reacciones metabólicas
  de oxidación-reducción.

3
Respiración celular
Nutrientes (glucosa) oxigeno respiración
celular ? energía CO2 H2O.

• Porque glucosa todas las células metabolizan la
  glucosa para obtener energía
• Las neuronas del cerebro dependen de glucosa como
  fuente de energía
• Otras moléculas orgánicas como fuente de energía,
  las células convierten esas moléculas en glucosa

4
Respiración celular

• Ecuaciones químicas de la formación de glucosa
  por fotosíntesis y metabolismo de la glucosa
  hasta CO2 y H20 son casi simétricas
• FOTOSINTESIS
• 6CO2 6H2O energía solar_______C6H1206 602
• RESPIRACION CELULAR (Metabolismo completo de la
  glucosa)
• C6H1206 602 _______6 CO2 6 H2O energía
  química y calorífica

5
Primera etapa de la respiración celular

• Metabolismo de la glucosa
• Glucolisis , no requiere oxigeno y se lleva a
  cabo en condiciones aeróbicas y anaeróbicas
• La glucolisis en el citoplasma celular, en donde
  la molécula de glucosa de seis carbonos forma dos
  moléculas de piruvato de tres carbonos, teniendo
  como producto dos moléculas de ATP, como ganancia
  neta y (2NADH)

2
6

• Glicolisis descompone la glucosa en piruvato y
  liberación de energía química
• Utilizan todos los seres vivos.
• La glicolisis produce relativamente poca energía,
  solo dos moléculas de ATP y dos moléculas
  portadoras de electrones NADH
• La glucolisis compone dos partes principales 1,
  activación de la glucosa y 2 producción de
  energía

Activación de la glucosa
2 2
Bifosfato de
C-C-C-C-C-C C-C-C-C-C-C
! !
P
P
Recolección de energía
2
2 C-C-C ! P
2 C-C-C
7
Glicolisis
Glucosa Glucosa-6-fosfato Fructuosa-6-fosfato
Fructuosa-1,6-bifosfato (Bifosfato de
fructuosa) Gliceraldehido-3-fosfato 1,3-difo
sfatoglicerato Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato
piruvato

1. Se energiza una molécula de glucosa por la
   adición de un fosfato de alta energía del ATP.
2. La molécula sufre una transposición sencilla para
   formar fructuosa.
3. A continuación se incorpora un segunda fosfato de
   otro ATP.
4. La molécula resultante, fructuosa-1,6-bifosfato,
   se divide en dos moléculas de las tres cada una,
   DHAP (fosfato de dihidroxiacetona) y una de G3P.
   Cada una esta ligada a un fosfato
5. El DHAP (fosfato de dihidroxiacetona) sufre una
   transposición a G3P. A partir de este punto, hay
   dos moléculas de G3P que sufren idénticas
   reacciones.

DHAP G3P
8
Glicolisis
Glucosa Glucosa-6-fosfato Fructuosa-6-fosfato
Fructuosa-1,6-bifosfato Gliceraldehido-3-fosf
ato 1,3-difosfatoglicerato Fosfoglicerato Fo
sfoenolpiruvato piruvato
6. Cada G3P sufre dos reacciones casi
simultaneas. Se donan dos electrones y un ion
hidrogeno al NAD para formar el portador
energizado NADH, y se une un fosfato inorgánico
(P) al esqueleto de carbono mediante un enlace de
alta energía, las moléculas resultantes de acido
1,3-difosfatoglicerato tienen dos fosfatos de
alta energía. 7. Se transfiere un fosfato de
cada acido difosfato glicerato al ADP para
formar ATP, para producir los dos ATP netos.
Esta transferencia compensa los dos ATP iniciales
consumidos en la activación de la glucosa. 8.
Luego de una transposición mas, se trasfiere el
segundo fosfato de cada fosfoenolpiruvato a ADP
para formar ATP, quedando piruvato como producto
final de la glicolisis. Hay ganancia neta de dos
moléculas de ATP por cada molécula de glucosa.
9
Glicolisis Resumen

• Glucosa se descompone en dos moléculas de
  piruvato.
• Durante estas reacciones se forman dos moléculas
  de ATP y dos portadores de electrones NADH.
• NADH(2)

10
Piruvato

• El piruvato en condiciones anaeróbicas se
  convierte en fermentación láctica (lactato ) y
  fermentación alcohólica o etanol, en donde no
  existe producción de ATP, se llevan a cabo en el
  citoplasma celular

Piruvato es el receptor de electrones e iones
hidrogeno del NADH
Se lleva a cabo en los músculos al hacer
ejercicio vigoroso, insuficiente aire al pulmón
por lo tanto a la sangre y como consecuencia a
los músculos, produciendo fatiga. Al descansar y
respirar y el lactato se transforma en piruvato
nuevamente en el hígado. Diversos MO producen
yogurt , crema acida y queso.
C-C-C-C-C-C
glicolisis
2 2
Fermentación 2 C-C-C
2 C-C-C
11
Fermentación alcohica
Piruvato es el recetor de electrones e iones
hidrogeno del NADH
C-C-C-C-C-C
En vinos espumosos, champaña embotelladas
mientras las levaduras están vivas y fermentando
atrapando tanto el alcohol como el CO2, Cuando se
retira el corcho de la botella, se desprende el
CO2. la levadura del pan produce CO2 hace que el
pan se esponje, evaporándose durante el horneado
del pan
2 2
2 C-C-C
2 C-C
12
Fermentacion

• Las moléculas portadoras como NAD capturan
  energía aceptando electrones de alta energía y
  transportan estos electrones a lugares para
  generar energía para formar ATP.
• En ausencia de oxigeno, el piruvato actúa como
  receptor de los electrones del NADH y produce
  etanol o lactato, proceso llamado fermentación.
• Durante la respiración celular que se lleva a
  cabo en presencia de oxigeno ,el oxigeno es el
  aceptor de electrones, lo que permite descomponer
  totalmente el piruvato y capturar energía en
  forma de ATP

13
Fermentación

• Microorganismos en escasez o ausencia de oxigeno,
  como en el estomago intestino de animales,
  profundidades del suelo bajo lago u océanos.
  Deben arreglárselas sin oxigeno.
• En condiciones anaeróbicas, donde evoluciono la
  vida y la glicolisis, la producción de NADH NO se
  usa como método para capturar energía, es un modo
  para deshacerse de los iones hidrogeno y los
  electrones producidos al formar el piruvato.

14
Fermentación

• Pero el método de eliminación presenta un
  problema para la célula, porque el NAD se
  consume cuando acepta electrones e iones
  hidrogeno para convertirse en NADH. Sin una forma
  de regenerar el NAD y deshacerse de los
  electrones e hidrogeno la glicolisis tendría que
  estar interrumpida tanto se agotara el NAD

15
Fermentación

• La fermentación resuelve este problema al hacer
  posible que el piruvato actué como receptor final
  de electrones e iones hidrogeno del NADH
  regenerando el NAD para glicolisis posteriores.
  Existen dos tipos de fermentaciones uno de ellos
  transforma el piruvato en lactato o acido láctico
  y el otro en etanol y CO2.
• Las células musculares también realizan
  fermentación láctica, al no llegar suficiente
  oxigeno a las células. Produciendo como
  consecuencia la fatiga muscular. Al descansar e
  introducir oxigeno el lactato se transforma
  nuevamente en piruvato

16
Fermantacion

• Microorganismo utilizan otro proceso para
  regenerar el NAD en condiciones anaerobicas,
  proceso llamado fermentacion alcoholica.

17
Actividad

• Diferencias entre el NAD y NADH
• Explique detenidamente el proceso de glicolisis,
  las moléculas que se necesitan y las moléculas
  resultantes
• Explique los procesos de fermentación y el hecho
  esencial para que se realice este proceso

18
Respiración celular

• El piruvato ingresa a la mitocondria y si hay
  oxigeno, a través de este proceso la célula
  utiliza el piruvato descomponiéndolo
  completamente para llegar a formar H2O y CO2 y
  generar 34 o 36 ATP

19
OBJETIVOS
20
PIRUVATO
21
Respiracion celular

• Reacciones que se llevan a cabo en condiciones
  aerobicas en la que se produce gran cantidad de
  ATP. Donde el piruvato se transforma en CO2 y
  H20. Esta reacciones necesitan oxigeno porque
  este elemento actúa como receptor final de
  electrones.
• Se lleva a cabo en las mitocondrias.
• Características de las mitocondrias

22
Características de las mitocondrias
23
Ciclo de krebs o ciclo del acido cítrico

• Las dos moléculas de piruvato producidas por
  glicolisis son transportadas a través de ambas
  membranas mitocondriales al interior de la matriz
• Cada piruvato reacciona con una moléculas llamada
  coenzima A. el piruvato se rompe en CO2 y una
  molécula de dos carbonos llamada grupo acetilo.
  Que se unen con la coenzima A, para formar
  ACETIL-COENZIMA a (ACETIL COA).
• Durante esta reacción se transfieren dos
  electrones y un ion hidrogeno al NAD para formar
  NADH. 2(NADH)

24
PIRUVATO SE TRANSFORMA A ACETIL COENZIMA A
25
Ciclo del Krebs
26

• 3. En la matriz mitocondrial el acetil CoA dona
  grupo acetilo(2C) al axalacetato (4C) para formar
  citrato (6C).
• 4. El citrato (6C) sufre una transformacion a
  isocitrato
• 5. El isocitrato pierde un C en forma de CO2 y
  forma alfa-cetoglutarato, y se forma un NADH a
  partir de un NAD.

27

• 6. El alfa-cetoglutarato pierde un átomo de
  carbono en forma de CO2 y forma succinato, se
  forma un NADH a partir de un NAD y se forma
  energía en forma de ATP.
• Nota se han desprendido 2 moléculas de C en el
  CO2, y la de la formación del acetil CoA (C en
  forma de C02) dan cuenta de los tres átomos del
  piruvato original

28

• 7. el succinato se transdorma en fumarato y el
  FAD se carga para formar FADH2.
• 8. El fumarato se transforma en malato
• 9. el malato se transforma en oxalacetato y se
  forman NADH a partir de NAD.
• 3 NADH (2) TOTAL 2 ATP
• ATP (2)
• FADH2 (2)

29
Cadena transportadora de electrones
30
Cadena transportadora de electrones

• 1. El NADH y FADH2, que son portadores de
  electrones y iones hidrogeno, van a la cadena
  transportadora de electrones que se ubica en la
  membrana interna de la mitocondria.
• 2. Los electrones pasan de un portador a otro
  dentro del sistema de transporte. Parte de la
  energía utiliza para bombear iones de hidrogeno,
  (energía liberada por los electrones) a través de
  la membrana interna, de la matriz al interior del
  compartimiento intramembranoso. Esto crea un
  gradiente de iones que es el motor para la
  síntesis de ATP

31

• 3. Al final del sistema de transporte de
  electrones, los electrones cuya energía se ha
  agotado se combinan con el oxigeno (1 átomo) y
  iones hidrogeno (2 hidrogeno) en la matriz para
  formar agua.

32
Para que bombear iones hidrogeno a través de
una membrana?

• El bombeo de iones hidrogeno a través de la
  membrana interna genera un gradiente de
  concentración de H en el compartimiento
  intermembranoso y una concentración baja en la
  matriz.
• Mediante el proceso de quimiosmosis, donde los
  iones hidrogeno se desplazan hacia la matriz por
  diferencias de concentración dentro del canal
  iónico para el H existen enzimas sintetizadoras
  de ATP, combinando ADP(difosfato de adenosina)
  con fosforo inorgánico para formar ATP.

33

• El ATP sintetizado en la matriz durante la
  quimiosmosis es transportado a través de la
  membrana interna de la matriz al comportamiento
  intermembranoso y de ahí fura de la mitocondria
  al citoplasma a través de la membrana externa
  para suministrar de energía a la célula. El ADP
  de difunde en sentido contrario.

34
(No Transcript)
35
(No Transcript)