Catabolismo de la glucosa Ocurre en cuatro etapas:

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2 Catabolismo de la glucosa Ocurre en cuatro etapas: 1.- Glucólisis 2.- Descarboxilación oxidativa 3.- Ciclo de Krebs 4.- Cadena respiratoria o fosforilación oxidativa 1.- GLUCÓLISIS Ocurre en el citoplasma. La reacción Global es la siguiente: Glucosa + 2 ADP + 2 NAD+ 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O La reacción completa se detalla a continuación: 2

3 2.- Descarboxilación oxidativa. En la matriz mitocondrial. Como por cada glucosa se forman 2 piruvatos, en esta fase obtendremos 2 NADH por cada glucosa: 3.- Ciclo de Krebs Se da en la matriz. Entra un grupo Acetil CoA que es oxidado completamente (salen del ciclo dos carbonos en forma de CO2). Tres moléculas de NAD+ son reducidas a NADH. Una molécula de FAD es reducida a FADH2. Una molécula de GTP (equivalente al ATP). Y como de cada glucosa se han obtenido 2 Acetil CoA: Por cada glucosa se obtienen 6 NADH; 2 de FADH2; 2 de GTP y 6 de CO2 El ciclo de forma esquemática es el siguiente: 3

4 Y aquí puede verse el ciclo de Krebs con los metabolitos detallados: 4

5 4. Cadena respiratoria o fosforilación oxidativa Se da en la membrana interna de la mitocondria La energía liberada en los complejos I, III y IV de la cadena respiratoria se emplea en bombear protones desde la matriz hacia el espacio intermembranoso. La vuelta de los protones hacia la matriz, a favor de gradiente, se realiza a través del complejo ATP-sintasa y libera energía que se utiliza para producir ATP. Transporte de electrones Bombeo de protones Formación de ATP. Resumen 1. Glucólisis (De Glucosa a acetil CoA) Glucosa + 2 NAD ADP + 2 Pi 2 Ác. Pirúvico + 2 NADH + 2 H ATP 2. Descarboxilación oxidativa (Del ácido pirúvico al acetil CoA) 2 Ác. pirúvico + 2 HS-CoA+ 2 NAD + 2 CO2 + 2 NADH + 2 H Acetil-CoA 3. Ciclo de Krebs 2(Acetil-CoA+3H2O+3NAD + +FAD+ADP+Pi) 4CO2+6NADH+6H + +2FADH 2+2ATP+2SH-CoA Glucosa+6H2O+10NAD + +FAD+4ADP+4Pi 6 CO NADH +10H FADH ATP (x 3 ATP) (x 2 ATP) 4. Cadena respiratoria: 30 ATP + 4 ATP = 34 ATP 5

6 Es decir: C 6H 12O O 2 6 CO H 2O + 38 ATP TOTAL = 38 ATP Fermentación La fermentación es un proceso anaeróbico que consiste en la oxidación parcial de la glucosa pero solo se obtienen 2 moléculas de ATP. Hay dos tipos: Fermentación alcohólica: es la que ocurre en la formación de las bebidas alcoholicas y el pan. La reacción global es: Glucosa + 2 ADP 2 etanol + 2 CO2 + 2 ATP + 2 H2O Se forma CO2 y etanol Fermentación láctica: es la que ocurre en la fabricación de yogures y en nuestras cñelulas musculares cuando el aporte de oxígeno es insuficiente. Se forma Ácido láctico (lactato) y acidez (H + ): Glucosa + 2 ADP 2 lactato + 2 H+ + 2 ATP + 2 H2O 6

7 FOTOSÍNTESIS Reacción global: 6 CO2 + 6 H2O + luz C6 H12 O6 + 6 O2 La fotosíntesis ocurre en dos etapas que ocurren simultáneamente de forma complementaria: 1.- Fase luminosa Es necesaria la luz Cuando la energía de la luz es captada por las moléculas de clorofila, los electrones excitados son recogidos por proteínas transportadoras, algunas de las cuales asocian el transporte electrónico a un bombeo de protones del estroma del cloroplasto al interior del espacio tilacoide; la vuelta de los hidrogeniones al estroma se acopla a la síntesis de ATP a partir de ADP y ácido fosfórico, de forma similar a lo que ocurre en las crestas mitocondriales durante la respiración celular: Este proceso de formación de ATP, impulsado por la luz, tiene dos procesos simultaneos: A. La fosforilación no ciclica donde se produce ATP a partir de ADP y NADPH a partir de NADP + en una cadena de transporte de electrones que vienen de la hidrólisis del H2O según el siguiente esquema: 7

8 La fosforilación ciclica. En la fase luminosa se producen la misma cantidad de NADPH que de ATP, embargo, en la fase oscura pero sin se necesita más ATP que NADPH, por este motivo el cloroplasto fabrica el ATP extra mediante este proceso que ocurre de manera SIMULTANEA a la fosforilación no cíclica: 2.- Fase oscura No es necesaria la luz pero necesita de la etapa luminosa (es decir, a oscuras no se puede dar) El ATP y el NADPH producidos en las reacciones luminosas se utilizan como fuente de energía y de poder reductor respectivamente para convertir el CO2 en azúcares y otras biomoléculas orgánicas. Las reacciones metabólicas de esta segunda etapa se denominan ciclo de Calvin: El ciclo de Calvin tiene lugar en el estroma de los cloroplastos o en el citoplasma de las células procarióticas fotosintéticas, lugares donde se acumulan los productos de la fotofosforilación. En su estudio se suelen distinguir tres etapas: Fijación del CO2 Fase de reducción Regeneración de la Ribulosa 1,5 bifosfato carboxilasa oxigenasa (RUBISCO) Al final se genera gliceraldehido-3-fosfato que se utiliza para formar glucosa y otras moléculas orgánicas. En el esquema del ciclo anterior, están expresadas las moléculas que se necesitan en el ciclo para la formación de una molécula completa de glucosa: 6 CO2, 18 ATP y 12 NADPH (nótese que hace falta más ATP que NADPH!! Pablo Gafo Sanz

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