- Obtener vínculo
- X
- Correo electrónico
- Otras apps
 |
LICENCIATURA EN
ADMINISTRACION EN RECURSOS TURISTICOS BIOLOGIA GENERAL LICDA. ROSA IRENNE RANGEL Cándido Adolfo Méndez Chanchavac 202246556
Rudy Wilfredo Perez Limatuj 202243823 Edmy Maryoland Merida Monterroso 202245467 Sandy Alberto Vasquez Yancor 200031987 Edelman Humberto Chávez vasquez Carnet 202244702
|
En las reacciones redox una molécula pierde electrones y otra los toma.
- 4.2.1 En la Glucólisis, la glucosa produce dos piruvatos:
La glucólisis (del griego glycos, azúcar y lysis, ruptura) es la ruta metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para la célula. Consiste en 10 reacciones enzimáticas consecutivas que convierten a la glucosa en dos moléculas de piruvato, el cual es capaz de seguir otras vías metabólicas y así continuar entregando energía al organismo. Esta ruta se realiza tanto en ausencia como presencia de oxígeno, definido como proceso anaeróbico en este caso.1
El tipo de glucólisis más común y más conocida es la vía de Embden-Meyerhof, explicada inicialmente por Gustav Embden y Otto Fritz Meyerhof. El término puede incluir vías alternativas, como la ruta de Entner-Doudoroff. No obstante, glucólisis se usa con frecuencia como sinónimo de la vía de Embden-Meyerhof. Se continúa con el ciclo de Krebs. Es la vía inicial del catabolismo de glúcido de carbohidratos
Durante la glucólisis se obtiene un rendimiento neto de dos moléculas de ATP; el ATP puede ser usado como fuente de energía para realizar trabajo metabólico, mientras que el NADH puede tener diferentes destinos. Puede usarse como fuente de poder reductor en reacciones anabólicas; si hay oxígeno, puede oxidarse en la cadena respiratoria, obteniéndose 5 ATP (2,5 por cada NADH); si no hay dioxígeno, se usa para reducir el piruvato a lactato (fermentación láctica), o a CO2 y etanol (fermentación alcohólica), sin obtención adicional de energía.
La glucólisis es la forma más rápida de conseguir energía para una célula y, en el metabolismo de carbohidratos, generalmente es la primera vía a la cual se recurre. Se encuentra estructurada en 10 reacciones enzimáticas que permiten la transformación de una molécula de glucosa a dos moléculas de piruvato mediante un proceso catabólico.
La glucólisis es una de las vías más estudiadas, y generalmente se encuentra dividida en dos fases: la primera, de gasto de energía y la segunda fase, de obtención de energía.
La primera fase consiste en transformar una molécula de glucosa en dos moléculas de gliceraldehído (una molécula de baja energía) mediante el uso de 2 ATP. Esto permite duplicar los resultados de la segunda fase de obtención energética.
En la segunda fase, el gliceraldehído se transforma en un compuesto de alta energía, cuya hidrólisis genera una molécula de ATP, y como se generaron 2 moléculas de gliceraldehído, se obtienen en realidad dos moléculas de ATP. Esta obtención de energía se logra mediante el acoplamiento de una reacción fuertemente exergónica después de una levemente endergónica. Este acoplamiento ocurre una vez más en esta fase, generando dos moléculas de piruvato. De esta manera, en la segunda fase se obtienen 4 moléculas de ATP.
Esquema completo de la glucolisis - 4.2.1.1 Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico: El piruvato (que posee tres átomos de carbono) generado en la etapa de glucólisis sale del citoplasma y atraviesa la membrana externa mitocondrial de forma pasiva debido a la alta permeabilidad de la misma. Posteriormente, ingresa a la matriz mitocondrial mediante un mecanismo de simporte con protones que le permite atravesar la membrana interna de la mitocondria (utilizando la fuerza protonmotriz generada por la cadena respiratoria). Dentro de la matriz mitocondrial, el piruvato sufre una descarboxilación oxidativa en la que interviene el complejo de tres enzimas que forman la piruvato deshidrogenasa. Este complejo enzimático posee varios cofactores (pirofosfato de tiamina, lipoato, coenzima A, FAD y NAD+) y es el encargado de catalizar la conversión del piruvato a acetil-CoA. Durante el proceso el grupo carboxilo del piruvato se libera como dióxido de carbono (CO2). A este proceso de descarboxilación lo acompaña un proceso de deshidrogenación (oxidación), mediante el cual el resto de la molécula de piruvato termina conformando el grupo acetilo (de dos átomos de carbono) del acetil-CoA. El aceptor último de electrones de esta secuencia de reacciones es el NAD+, que se reduce generando NADH y H+. Cuando concluye esta etapa, el acetil-CoA ingresa al ciclo de Krebs. Al final, las descarboxilación oxidativas o DO genera 2 moléculas de NADH, lo que sería igual a 6 moléculas de ATP.
Mecanismo de la descarboxilación oxidativa del piruvato - 4.2.1.3 Ciclo de Krebs.
El ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos)12 es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aerobias, donde es liberada energía almacenada a través de la oxidación del acetil-CoA derivado de glúcidos, lípidos y proteínas en dióxido de carbono y energía química en forma de ATP. En la célula eucariota, el ciclo de Krebs se realiza en la matriz mitocondrial.
Además, el ciclo proporciona precursores de ciertos aminoácidos, así como el agente reductor NADH que se utiliza en numerosas reacciones bioquímicas. Su importancia central para muchas vías bioquímicas sugiere que es uno de los primeros componentes establecidos del metabolismo celular y señala un origen abiogénico.34
En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica que realiza la oxidación de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO2, liberando energía en forma utilizable: poder reductor y GTP (en algunos microorganismos se producen ATP).
El metabolismo oxidativo de glúcidos, lípidos y proteínas frecuentemente se divide en tres etapas, de las cuales el ciclo de Krebs supone la segunda. En la primera etapa, los carbonos de estas macromoléculas dan lugar a acetil-CoA, e incluye las vías catabólicas de aminoácidos (p. ej. desaminación oxidativa), la beta oxidación de ácidos grasos y la glucólisis. La tercera etapa es la fosforilación oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y FADH2) generado se emplea para la síntesis de ATP según la teoría del acoplamiento quimiosmótico.
El ciclo de Krebs también proporciona precursores para muchas biomoléculas, como ciertos aminoácidos. Por ello se considera una vía anfibólica, es decir, catabólica y anabólica al mismo tiempo.
El nombre de esta vía metabólica se deriva del ácido cítrico (un tipo de ácido tricarboxílico) que se consume y luego se regenera por esta secuencia de reacciones para completar el ciclo, o también conocido como ciclo de Krebs ya que fue descubierto por el alemán Hans Adolf Krebs, quien obtuvo el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1953, junto con Fritz Lipmann.
Muchos de los componentes y reacciones del ciclo del ácido cítrico fueron establecidos en la década de 1930 por la investigación del premio Nobel Albert Szent-Györgyi, por la que recibió el Premio Nobel en 1937, específicamente por sus descubrimientos relacionados con el ácido fumárico, un componente clave de esta ruta metabólica.5 El ciclo del ácido cítrico fue finalmente identificado en 1937 por Hans Adolf Krebs, en la universidad de Sheffield, por lo que recibió el Premio Nobel de Medicina en 1953.
- 4.2.1.4. Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa.
La fosforilación oxidativa es un proceso metabólico que utiliza energía liberada por la oxidación de nutrientes para producir adenosina trifosfato (ATP). Se le llama así para distinguirla de otras rutas que producen ATP con menor rendimiento, llamadas "a nivel de sustrato". Se calcula que hasta el 90 % de la energía celular en forma de ATP es producida de esta forma.1
Consta de dos etapas: en la primera, la energía libre generada mediante reacciones químicas redox en varios complejos multiproteicos —conocidos en su conjunto como cadena de transporte de electrones— se emplea para producir, por diversos procedimientos como bombeo, ciclos quinona/quinol o bucles redox, un gradiente electroquímico de protones a través de una membrana asociada en un proceso llamado quimiosmosis. La cadena respiratoria está formada por tres complejos de proteínas principales (complejo I, III, IV), y varios complejos «auxiliares», utilizando una variedad de donantes y aceptores de electrones. Los tres complejos se asocian en supercomplejos para canalizar las moléculas transportadoras de electrones, la coenzima Q y el citocromo c, haciendo más eficiente el proceso.
La energía potencial de ese gradiente, llamada fuerza protón-motriz, se libera cuando se translocan los protones a través de un canal pasivo, la enzima ATP sintasa, y se utiliza en la adición de un grupo fosfato a una molécula de ADP para almacenar parte de esa energía potencial en los enlaces anhidro «de alta energía» de la molécula de ATP mediante un mecanismo en el que interviene la rotación de una parte de la enzima a medida que fluyen los protones a través de ella. En vertebrados, y posiblemente en todo el reino animal, se genera un ATP por cada 2,7 protones translocados. Algunos organismos tienen ATPasas con un rendimiento menor.
Existen también proteínas desacopladoras que permiten controlar el flujo de protones y generar calor desacoplando ambas fases de la fosforilación oxidativa.
Aunque las diversas formas de vida utilizan una gran variedad de nutrientes, casi todas realizan la fosforilación oxidativa para producir ATP, la molécula que provee de energía al metabolismo. Esta ruta es tan ubicua debido a que es una forma altamente eficaz de liberación de energía, en comparación con los procesos alternativos de fermentación, como la glucólisis anaeróbica.
Pese a que la fosforilación oxidativa es una parte vital del metabolismo, produce una pequeña proporción de especies reactivas del oxígeno tales como superóxido y peróxido de hidrógeno, lo que lleva a la propagación de radicales libres, provocando daño celular, contribuyendo a enfermedades y, posiblemente, al envejecimiento. Sin embargo, los radicales tienen un importante papel en la señalización celular, y posiblemente en la formación de enlaces disulfuro de las propias proteínas de la membrana interna mitocondrial. Las enzimas que llevan a cabo esta ruta metabólica son blanco de muchas drogas y productos tóxicos que inhiben su actividad.
- 4.2.1.5.
El Ciclo del acido Cítrico oxida el acetil CoA: - El ciclo empieza con la reacción entre la porción acetilo de la acetil-CoA y el ácido dicarboxílico de cuatro carbonos oxaloacetato, lo que forma un ácido tricarboxílico de seis carbonos, el citrato. En las reacciones subsiguientes, se liberan dos moléculas de CO2, y se regenera el oxaloacetato (figura 17-1). Sólo se requiere una pequeña cantidad de oxaloacetato para la oxidación de una gran cantidad de acetil-CoA; puede considerarse que desempeña una función catalítica, ya que es regenerada al final del ciclo.
- 4.2.1.6. La Cadena de transporte de electrones esta acoplada a la síntesis de ATP
La cadena de transporte de electrones que se encuentran en la membrana interna de bacterias, en la membrana interna mitocondrial1 o en las membranas tilacoidales, que mediante reacciones bioquímicas producen trifosfato de adenosina (ATP),2 que es el compuesto energético que utilizan los seres vivos. Solo dos fuentes de energía son utilizadas por los organismos vivos: reacciones de reducción-oxidación y la luz solar (fotosíntesis). Los organismos que utilizan las reacciones redox para producir ATP se les conoce con el nombre de quimioautótrofos, mientras que los que utilizan la luz solar para tal evento se les conoce por el nombre de fotoautótrofos.3 Ambos tipos de organismos utilizan sus cadenas de transporte de electrones para convertir la energía en ATP..La misión de la cadena transportadora de electrones es la de crear un gradiente electroquímico que se utiliza para la síntesis de ATP.4 Dicho gradiente electroquímico se consigue mediante el flujo de electrones entre diversas sustancias de esta cadena que favorecen en último caso la translocación de protones que generan el gradiente anteriormente mencionado. De esta forma podemos deducir la existencia de tres procesos totalmente dependientes:
- un flujo de electrones desde sustancias individuales;
- un uso de la energía desprendida de ese flujo de electrones que se utiliza para la translocación de protones en contra de gradiente, por lo que energéticamente estamos hablando de un proceso desfavorable;
- un uso de ese gradiente electroquímico para la formación de ATP mediante un proceso favorable desde un punto de vista energético.
- 4.2.1.7 La Respiración aeróbica de una molécula de glucosa produce un máximo de 36 a 38 ATP
La respiración aeróbica es un tipo de respiración celular, es el metabolismo energético en el que los seres vivos extraen energía de moléculas orgánicas, oxidando el carbono con oxígeno (el O2 es el aceptor final de electrones). En otras variantes de la respiración, el oxidante es distinto del oxígeno (respiración anaeróbica).1
Los seres vivos que llevan a cabo la respiración aeróbica son llamados aerobios. La respiración aeróbica está en todos los organismos eucariontes y en algunos tipos de bacteria y aquea.
En eucariontes, el oxígeno atraviesa la membrana plasmática y luego las membranas mitocondriales, siendo en la matriz de la mitocondria donde se une a electrón electrones y protón protones (que sumados constituyen átomos de hidrógeno) formando agua. En esa oxidación final y en procesos anteriores se obtiene la energía necesaria para la fosforilación del ATP.
En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico, obtenido durante la fase primera anaerobia o glucólisis, es oxidado para proporcionar energía, dióxido de carbono y agua. A esta serie de reacciones se le conoce con catabolismo
La reacción química global de la respiración aeróbica es la siguiente:2
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energía (2ATP) Por cada glucosa que inicia la respiración celular, en presencia de oxígeno (condiciones aeróbicas), se generan 36-38 ATP. Sin oxígeno, bajo condiciones anaeróbicas mucho menos (¡sólo dos!) ATP son producidos.
De esta manera, ¿qué es la fosforilación oxidativa y dónde se lleva a cavo?
Esta síntesis de ATP recibe el nombre de fosforilación oxidativa y se produce enteramente en las mitocondrias, en la llamada cadena transportadora de electrones (CTE), que esencialmente constituye la respiración interna y tiene lugar en la membrana interna mitocondrial, mediante un proceso muy especializado llamado ...
Mucha gente se pregunta entonces, ¿cuál es el proceso que se lleva a cabo en la mitocondria?
La principal función de las mitocondrias es la oxidación de metabolitos (ciclo de Krebs, beta-oxidación de ácidos grasos) y la obtención de ATP mediante la fosforilación oxidativa, que es dependiente de la cadena transportadora de electrones; el ATP producido en la mitocondria supone un porcentaje muy alto del ATP ...
En la misma linea, ¿qué función tiene la fosforilacion oxidativa?
La función principal de los procesos explicados hasta ahora es suministrar el hidrógeno de la molécula de glucosa en formas oxidables. La oxidación del hidrógeno sucede a través de una serie de reacciones que desdoblan cada átomo de H en un protón y un e
- Obtener vínculo
- X
- Correo electrónico
- Otras apps
Comentarios
Publicar un comentario