Respiración celular | Cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa

WissenSync

10 Feb 201707:38

Summary

TLDRLa fosforilación oxidativa es un proceso crucial para la producción de ATP en organismos aeróbicos. Se inicia con la cadena de transporte de electrones, donde se utilizan NADH y FADH2 generados en la glucólisis y el ciclo de Krebs. Estos electrones pasan por cuatro complejos enzimáticos en la mitocondria, liberando energía para la fosforilación oxidativa y la generación de ATP. Por cada glucosa metabolizada, se obtienen 34 moléculas de ATP, destacando la eficiencia del metabolismo aeróbico en comparación con el anaeróbico.

Takeaways

🌿 La fosforilación oxidativa es el proceso más importante para obtener ATP en los organismos aeróbicos.
🔁 Para iniciar la fosforilación oxidativa, es necesario realizar primero la cadena de transporte de electrones.
🚀 Los electrones necesarios para la cadena de transporte de electrones provienen de NADH y FADH2, producidos en la glucólisis y el ciclo de Krebs.
🔋 Por cada molécula de glucosa que entra a la glucólisis y pasa por el ciclo de Krebs, se producen 10 NADH y 12 FADH2.
🏋️‍♂️ La energía generada en la cadena de transporte de electrones se utiliza para la fosforilación oxidativa, resultando en la producción de ATP.
🏠 Los procesos de fosforilación oxidativa ocurren en la mitocondria, un orgánulo con dos membranas: interna y externa.
🔄 Los cuatro complejos en la membrana interna de la mitocondria son responsables del transporte de electrones.
💧 El complejo 4, la citocromo oxidasa, es el que pasa los electrones al oxígeno para formar agua, usando la energía para bombear protones al espacio intermembranoso.
⚡️ La fuga de protones del espacio intermembranoso hacia la matriz mitocondrial genera un gradiente que se utiliza para la fosforilación oxidativa.
🔢 Por cada NADH que entra al proceso, se bombean 10 protones y se generan 2.5 moléculas de ATP, mientras que cada FADH2 genera 1.5 moléculas de ATP.
📈 En total, por cada molécula de glucosa metabolizada, se forman 34 moléculas de ATP en el metabolismo aeróbico, mostrando una mayor eficiencia en comparación con el metabolismo anaeróbico.

Q & A

¿Qué es la fosforilación oxidativa?
-La fosforilación oxidativa es el proceso más importante para obtener ATP en los organismos aeróbicos, es decir, aquellos que respiran oxígeno.
¿Qué es necesario para iniciar la fosforilación oxidativa?
-Para iniciar la fosforilación oxidativa es necesario que se realice primero la cadena de transporte de electrones, utilizando los NADH y FADH2 producidos en la glucólisis y el ciclo de Krebs.
¿Cuántos NADH y FADH2 se producen por cada molécula de glucosa que entra a la glucólisis y pasa por el ciclo de Krebs?
-Por cada molécula de glucosa que entra a la glucólisis y pasa por el ciclo de Krebs, se producen 10 NADH y 12 FADH2.
¿Qué sucede con los electrones que donan los NADH y FADH2?
-Los electrones que donan los NADH y FADH2 pasan por una serie de complejos multienzimáticos hasta llegar al oxígeno, que es el último aceptor de electrones.
¿Dónde suceden los procesos de la cadena de transporte de electrones y la fosforilación oxidativa?
-Estos procesos suceden en la mitocondria, un orgánulo celular que posee dos membranas: interna y externa.
¿Qué se conoce como el espacio entre las membranas de la mitocondria?
-El espacio entre las dos membranas de la mitocondria se llama espacio intermembranoso o espacio intermembrilar, y el espacio central se conoce como matriz.
¿Qué son los cuatro complejos encargados del transporte de electrones?
-Los cuatro complejos encargados del transporte de electrones se encuentran en la membrana interna de la mitocondria y son: el complejo I (NADH deshidrogenasa), el complejo II (succinato deshidrogenasa), el complejo III (bicicleta ubiquinol-ciclorroxidasa) y el complejo IV (citocromo oxidasa).
¿Qué hace el complejo I en la cadena de transporte de electrones?
-El complejo I toma un ion de hidrógeno (protón y electrón) de la matriz de la mitocondria y lo transfiere a la ubiquinona (UQ), bombeando cuatro protones al espacio intermembranoso.
¿Cómo contribuye el complejo II a la cadena de transporte de electrones?
-El complejo II toma el FADH2, le quita dos protones y dos electrones y se los transfiere a la ubiquinona, pero no bombea protones de la matriz.
¿Cuál es la función del complejo III en la cadena de transporte de electrones?
-El complejo III transferirá los electrones de la ubiquinona a los citocromos c, bombeando cuatro protones al espacio intermembranoso.
¿Cómo funciona el complejo IV para finalizar la cadena de transporte de electrones?
-El complejo IV pasa los electrones al oxígeno para formar agua, y utiliza la energía resultante para bombear cuatro protones más al espacio intermembranoso.
¿Cuál es el propósito del gradiente de protones generado por la cadena de transporte de electrones?
-El gradiente de protones generado por la cadena de transporte de electrones causa que los protones fluyan de nuevo hacia la matriz, y la energía liberada por este movimiento se utiliza en la fosforilación oxidativa para producir ATP.
¿Cuántas moléculas de ATP se generan por cada NADH y FADH2 en la fosforilación oxidativa?
-Cada NADH genera 2.5 moléculas de ATP y cada FADH2 genera 1.5 moléculas de ATP en la fosforilación oxidativa.
¿Cuántas moléculas de ATP se obtienen por cada molécula de glucosa en el metabolismo aeróbico?
-Por cada molécula de glucosa que entra al proceso del metabolismo aeróbico, se forman 34 moléculas de ATP.

Outlines

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🌿 Proceso de Fosforilación Oxidativa en la Celula

El primer párrafo explica el proceso de fosforilación oxidativa, que es fundamental para la producción de ATP en organismos aéreos. Se menciona que para iniciar este proceso, es necesario que ocurra primero la cadena de transporte de electrones, donde se utilizan los NADH y FADH producidos en la glucólisis y el ciclo de Krebs. Por cada molécula de glucosa que entra en la glucólisis y pasa por el ciclo de Krebs, se producen 10 NADH y 12 FADH. Estos electrones pasan por una serie de complejos multienzimáticos hasta llegar al oxígeno, que es el último receptor de electrones. La energía generada en este proceso se utiliza para la fosforilación oxidativa, resultando en la producción de múltiples moléculas de ATP. Este proceso ocurre en la mitocondria, un orgánulo con dos membranas, donde los cuatro complejos responsables del transporte de electrones se encuentran en la membrana interna. Se describen los pasos de la cadena de transporte de electrones, desde el complejo I hasta el complejo IV, y cómo estos complejos interactúan con protones y electrones para generar energía.

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🔋 Eficiencia Energética del Metabolismo Aeróbico

El segundo párrafo profundiza en la eficiencia del metabolismo aeróbico comparado con el anaeróbico. Se explica que durante la cadena de transporte de electrones, los complejos I, III y IV bombean protones de la matriz de la mitocondria al espacio intermembranoso, creando un gradiente que impulsa la fuga de protones hacia la matriz. Este movimiento de protones es utilizado en la fosforilación oxidativa para convertir ADP en ATP. Se detalla cómo la ATP síntesis ocurre a través de la ATP sintasa, también conocida como el complejo V, y se calcula que por cada NADH se generan 2.5 moléculas de ATP y por cada FADH se generan 1.5 moléculas de ATP. Al sumar las moléculas de ATP producidas en la glucólisis y el ciclo de Krebs, se concluye que por cada molécula de glucosa metabolizada, se forman 34 moléculas de ATP en total, demostrando que el metabolismo aeróbico es mucho más eficiente en la producción de energía que el metabolismo anaeróbico.

Mindmap

Keywords

💡Fosforilación oxidativa

La fosforilación oxidativa es el proceso mediante el cual los organismos aerobicos obtienen ATP a partir de la energía liberada por la transferencia de electrones y la oxidación de sustancias. Es un componente esencial del metabolismo celular y se lleva a cabo en la mitocondria. En el guion, se menciona que este proceso es el más importante para la producción de ATP en los organismos que respiran oxígeno.

💡Cadena de transporte de electrones

La cadena de transporte de electrones es una serie de reacciones enzimáticas que ocurren en la mitocondria, donde electrones se transfieren a través de una serie de complejos enzimáticos hasta llegar al último aceptor de electrones, que es el oxígeno. Este proceso es fundamental para la generación de energía en la célula, como se describe en el guion al explicar cómo los electrones de NADH y FADH2 son utilizados para producir ATP.

💡Glucólisis

La glucólisis es el proceso bioquímico por el cual los organismos metabolizan la glucosa para obtener energía. Se menciona en el guion que, en la glucólisis, se producen NADH y FADH, que son esenciales para la cadena de transporte de electrones y la producción de ATP en el metabolismo aerobico.

💡Ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs, también conocido como el ciclo de citrato o el ciclo tricarboxílico, es un proceso bioquímico que ocurre en la mitocondria y es parte del metabolismo celular. En el guion, se destaca que este ciclo es donde se producen más moléculas de NADH y FADH, que son cruciales para la cadena de transporte de electrones.

💡Mitocondria

Las mitocondrias son organelos celulares conocidos como las fábricas de energía de la célula, ya que son el lugar donde ocurre la mayor parte de la producción de ATP. El guion describe cómo la mitocondria tiene dos tipos de membranas y cómo los cuatro complejos de la cadena de transporte de electrones están ubicados en la membrana interna.

💡Complejos enzimáticos

Los complejos enzimáticos son grandes complejos moleculares que participan en la cadena de transporte de electrones en la mitocondria. El guion menciona específicamente los complejos 1, 2, 3 y 4, y describe su papel en la transferencia de electrones y la bombeada de protones.

💡NADH y FADH

NADH y FADH son coenzimas que juegan un papel crucial en la transferencia de electrones en la cadena de transporte de electrones. El guion explica cómo estos son producidos durante la glucólisis y el ciclo de Krebs y luego donan electrones a la cadena de transporte de electrones para la producción de ATP.

💡ATP

El ATP, o adenosina trifosfato, es la molécula que actúa como la principal fuente de energía en las células. El guion detalla cómo la energía generada por la cadena de transporte de electrones se utiliza para la fosforilación oxidativa y la producción de ATP.

💡Energía libre

La energía libre es la energía que está disponible para realizar trabajo en una reacción química. En el contexto del guion, la energía libre se refiere a la energía que se libera durante la transferencia de electrones y que es utilizada para la producción de ATP.

💡Metabolismo aeróbico

El metabolismo aeróbico es el proceso por el cual los organismos utilizan oxígeno para metabolizar sustancias como la glucosa y obtener energía. El guion compara el metabolismo aeróbico con el anaeróbico y muestra cómo el primer método es mucho más eficiente en la producción de ATP.

Highlights

La fosforilación oxidativa es el proceso más importante para obtener ATP en los organismos aeróbicos.

Para iniciar la fosforilación oxidativa, es necesario realizar la cadena de transporte de electrones.

Los NADH y FADH, producidos en la glucólisis y el ciclo de Krebs, son utilizados en la cadena de transporte de electrones.

Por cada molécula de glucosa que entra a la glucólisis y pasa por el ciclo de Krebs, se producen 10 NADH y 12 FADH.

Los NADH y FADH donan electrones que pasan por una serie de complejos multienzimáticos hasta llegar al oxígeno.

La mitocondria es el orgánulo donde ocurren estos procesos y posee dos membranas: interna y externa.

El espacio entre las membranas mitocondriales se llama espacio intermembranoso y el espacio central se conoce como matriz.

Los cuatro complejos encargados del transporte de electrones se encuentran en la membrana interna de la mitocondria.

El complejo 1, NADH deshidrogenasa, inicia la cadena tomando un par de hidrógeno de la matriz mitocondrial.

El complejo 1 utiliza la energía liberada para bombear cuatro protones al espacio intermembranoso.

El complejo 2, succinato deshidrogenasa, trabaja en paralelo con el complejo 1 y transferir electrones a las moléculas de ubiquinona.

El complejo 3, ubiquinona citocromo c reductasa, transferirá electrones de la ubiquinona a dos moléculas de citocromo c.

El complejo 3 también bombea protones del espacio intermembranoso, contribuyendo al gradiente de protones.

El complejo 4, citocromo oxidasa, es responsable del paso final de la cadena de transporte de electrones.

El complejo 4 utiliza electrones y protones para unir oxígeno y formar agua.

La energía generada por la transferencia de electrones al oxígeno se utiliza para bombear protones al espacio intermembranoso.

Los protones que fluyen de nuevo a la matriz a través de la ATP síntasa producen ATP a partir de ADP y fósforo.

Por cada NADH que entra al proceso, se bombean 10 protones y se generan 2.5 moléculas de ATP.

Por cada FADH que entra, se bombean 6 protones y se generan 1.5 moléculas de ATP.

Por cada molécula de glucosa metabolizada, se obtienen 28 moléculas de ATP en la fosforilación oxidativa.

Sumando ATP generado en la glucólisis y el ciclo de Krebs, se forman un total de 34 moléculas de ATP por glucosa en el metabolismo aeróbico.

El metabolismo aeróbico es mucho más eficiente en la generación de energía a partir de la glucosa en comparación con el metabolismo anaeróbico.