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1 (Vía aerobia) Pág. 177

2 Dos vías: 1.- Aerobia (Respiración Celular) 2.- Anaerobia (Fermentaciones)

3 VÍA AEROBIA

4 Es un proceso aerobio que consiste en degradar G-6-P en CO 2, H 2 O y ATP, cuyo balance es: C 6 H 12 O O CO 2 + 6H 2 O y se liberan 38 moléculas de ATP. Consta de las siguientes etapas: - Glucólisis. - Formación e incorporación del Acetil-CoA en el Ciclo de Krebs (Descarboxilación Oxidativa). - Cadena Respiratoria. - Fosforilación Oxidativa.

5 1ª etapa: GLUCÓLISIS

6 1 molécula de glucosa (6C) rinde dos moléculas de ácido pirúvico (3C). Es un proceso que no requiere Oxígeno. Esta serie de reacciones tienen lugar en el citoplasma de la célula. Comienza transformándose la Glucosa en Glucosa 6 fosfato (G-6-P). Esta reacción está catalizada por una hexoquinasa y requiere consumir una molécula de ATP. La G-6-P se transforma en Fructosa 6 fosfato (F-6-P) por medio de una isomerasa.

7 A continuación la F-6-P se transforma en F 1,6 difosfato, proceso que requiere también gasto de una molécula de ATP. La fructosa 1,6 di fosfato se hidroliza: - En Gliceraldehido tres fosfato (GA3P). - y en Dihidroxiacetona 3 fosfato (DHA3P). En este punto existe un equilibrio entre el Gliceraldehido y la Dihidroxiacetona, encontrándose este desplazado hacia el Gliceraldehído, de forma que toda la Dihidroxiacetona se convierte en Gliceraldehído continuando la Glucólisis a partir de este.

8 El GA3P se oxida transformándose en ácido 1,3 di fosfoglicérico. Esta reacción está catalizada por una deshidrogenasa y con liberación de NADH+H +. El Ácido 1,3 difosfo Glicérico se convierte en ácido 3 Fosfoglicérico, con liberación de ATP. El Ácido 3 Fosfoglicérico por una mutasa se convierte en Ácido 2 Fosfoglicérico y éste en Fosfoenolpiruvato (Fosfoenolpirúvico) con eliminación de agua. El Fosfoenolpiruvato finalmente se transforma en piruvato con nueva liberación de ATP.

9 EL BALANCE DE LA GLUCÓLISIS, POR CADA MOLÉCULA DE GLUCOSA DEGRADADA, ES DE: 2 moléculas de ácido pirúvico. 2 moléculas de NADH (3. 2= 6ATP) y 2 ATP

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11 2ª Etapa: Acetil-CoA

12 El ácido pirúvico penetra en la matriz mitocondrial donde es procesado por el complejo enzimático piruvato descarboxilasa, el cual realiza la descarboxilación oxidativa del piruvato, convirtiéndolo en acetil-coa que en esta forma lo incorpora en el ciclo de Krebs. Este proceso se repite dos veces, una para cada molécula de piruvato en que se escindió la glucosa.

13 3ª Etapa: CICLO DE KREBS

14 Ciclo de Krebs También llamado: - Ciclo del ácido Cítrico. - O ciclo de los ácidos tricarboxílicos. Es una ruta metabólica, que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas.

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17 El acetil-coa reacciona con una molécula de oxalacetato (4 C) para formar citrato (6 C), mediante una reacción de condensación. A través de una serie de reacciones: - El citrato se convierte de nuevo en oxalacetato. - Durante estas reacciones, se substraen 2 átomos de carbono del citrato (6C) para dar oxalacetato (4C); dichos átomos de carbono se liberan en forma de CO 2 El ciclo consume netamente: - 1 acetil-coa y produce 2 CO 2. - También consume 3 NAD+ y 1 FAD, produciendo 3 NADH + 3 H+ y 1 FADH 2.

18 BALANCE de un ciclo de Krebs: Por cada molécula de piruvato: 1GTP(ATP), 3 NADH, 1 FADH 2, 2CO 2.

19 El ciclo de Krebs, es la ruta central común para la degradación de los restos acetilo (2 C) que derivan de los glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos. Es una ruta universal, catalizada por un sistema multienzimático que acepta los grupos acetilo del acetil-coa como combustible, degradándolo hasta CO 2 y átomos de Hidrógeno, que son conducidos hasta el O 2 que se reduce para formar H 2 O (en la cadena de transporte de electrones).

20 4ª Etapa: CADENA RESPIRATORIA

21 Cadena Respiratoria También se llama Cadena Transportadora de electrones. En la membrana interna mitocondrial. Sistema de enzimas y coenzimas. Reacciones de oxidación reducción. Ceden y aceptan electrones.

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24 Proceso: cesión de e- Complejo NADH deshidrogenasa (Flavoproteína) acepta los 2e- procedentes del NADH y se los cede a la CoenzimaQ (Ubiquinona). Se produce liberación de energía que se utiliza en bombear los 2H+ al espacio intermembrana. Los 2e- van a la cadena de citocromos (cyt b, c1 ) hasta llegar al complejo cyt-oxidasa quien los transfiere al O 2 (último aceptor de los 2e- ). Durante el transporte de e- se libera energía que aprovecha la ATP-sintetasa para bombear, de nuevo los H+ a la cresta mitocondrial. En este punto se unen al Oxígeno formando H 2 O. Se asume que la ATP-sintetasa forma 1 molécula de ATP por cada 3 H+ que impulsa.

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26 El FAD se incorpora al segundo eslabón de la cadena respiratoria (Co Q). Por cada par de electrones procedentes del NAD se forman 3 moléculas de ATP. Se admite que por cada 2 H+ procedentes del FAD se obtienen 2 moléculas de ATP

27 El piruvato se encuentra al final de la Glucólisis en un momento en el que su destino depende del tipo de célula que esté llevando a cabo el proceso y de la disponibilidad de Oxígeno. En condiciones aerobias entra en las Mitocondrias y es oxidado completamente. El NADH formado en el citoplasma (en la Glucólisis), no puede atravesar directamente la membrana mitocondrial interna, pero los electrones pueden incorporarse a la cadena respiratoria mediante rutas indirectas llamadas lanzaderas de sustrato. Se conocen dos tipos: 1.- Lanzadera del glicerol-fosfato: los protones del NADH formado en el citoplasma pasan al FADH mitocondrial con lo que generan 2 ATP en la cadena respiratoria 2.- Lanzadera del malato-aspartato: Los protones del NADH formado en el citoplasma son transferidos al NADH mitocondrial rindiendo 3 moléculas de ATP en la cadena respiratoria.

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30 1.- En la Glucólisis: se forman 2 ATP, 2NADH y 2 moléculas de ácido pirúvico (piruvato). Las 2 moléculas de NADH rendirán 6 moléculas de ATP 2.- En la transformación de 2 moléculas de piruvato en 2 de acetil CoA se forman 2 de NADH que rendirán 6 ATP 3.- En Krebs, 2 moléculas de acetil-coa se oxidan produciendo 2 ATP, 2FADH y 6 de NADH. Las 2 moléculas de FADH y las 6 moléculas de NADH rendirán un total de 22 moléculas de ATP. En total en esta parte del proceso se generarán 24 moléculas de ATP. Por esta razón el balance total del proceso es: C6H12O6 + 6 O CO2 + 6H2O y 38 moléculas de ATP.

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36 5ª Etapa: FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

37 Fosforilación oxidativa Es la fuente de obtención de energía. (síntesis de ATP). Ligado al transporte de electrones de la cadena respiratoria. Los electrones y protones procedentes de NADH y FADH2, se unen al O 2 y formarán H 2 O.

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