Procesos metabólicos en la respiración celular

GLUCÓLOSIS

1: Fosforilación de la glucosa

La glucosa incorpora ácido fosfórico (reacción de esterificación con liberación de H2O) formándose glucosa 6P. La reacción es catalizada por una Kinasa, hay consumo de ATP y es irreversible.

2: Isomerización

La glucosa 6P se transforma en su isómero fructosa6P. La reacción es catalizada por una isomerasa, siendo la reacción reversible.

3: Fosforilación de la fructosa 6P

La fructosa 6P, incorpora ácido fosfórico (reacción de esterificación con liberación de H2O) y se forma fructosa 1,6 difosfato. La reacción es catalizada por una Kinasa, se consume ATP y es irreversible.

4-Escisión de la fructosa 1-6 difosfato

La fructosa 1-6 difosfato se rompe en dos triosas: dihidroxiacetona P y gliceraldehído 3P siendo la reacción reversible y catalizada por una aldolasa.

5-Reacción de isomerización

La DHAP, se isomeriza en el Gliceraldehído 3P y, éste último, en la primera, pero en el equilibrio casi todo está en forma de DHAP (96%) y solo está en forma de gliceraldehído 3 P un 4%. La reacción está catalizada por una isomerasa.

6-Reacción Rédox más fosforilación

El sustrato de esta reacción es el gliceraldehído 3P, por lo que a partir de aquí, hay un doble origen del mismo y se tendrá que multiplicar todo por dos. Se produce ácido 1-3 difosfoglicérico y poder reductor: NADH. La reacción es reversible y está catalizada por una deshidrogenasa.

7- Fosforilación a nivel de sustrato

El ácido 1-3 difosfoglicérico tiene un enlace de alta energía y al romperse dicho enlace y liberarse el ácido fosfórico, lo captará el ADP para formar ATP y la energía para formar el ATP la proporciona el enlace de alta energía del ácido 1-3 difosfoglicérico, que pasará a ácido 3P glicérico. La reacción es reversible y está catalizada por la enzima Kinasa.

8-Cambio intramolecular

El ácido fosfórico de la posición 3 del ácido 3P glicérico, cambia a la posición 2, dando ácido 2 P glicérico. La reacción está catalizada por una mutasa y es reversible.

9-Formación de un doble enlace y eliminación de H2O

En el ácido 2 P glicérico, se forma un doble enlace entre los carbonos 2 y 3 dando ácido PEP y eliminándose H2O. La reacción está catalizada por una enolasa y es reversible.

10-Fosforilación a nivel de suatrato

El ácido PEP, posee un enlace de alta energía, y al romperse, el ácido fosfórico se incorpora alADP para formar ATP. El producto formado es ÁCIDO PIRÚVICO. La reacción está catalizada por una Kinasa y es irreversible.

CICLO DE KREBS

1: Condensación del Acetil CoA con el ácido oxalacético(OAA)

Dando ácido Cítrico. Para ello se requiere H2O y energía que procede de la hidrólisis del enlace de alta energía del Acetil CoA, por lo que no hay gasto de ATP y se libera CoASH.

2: Reacción de isomerización del ácido cítrico a isocítrico con liberación de H2O.

3: Descarboxilación oxidativa

Pérdida de un grupo carboxilo en forma de CO2 que lleva acoplada una reacción Rédox y producción de poder reductor en forma de NADH formándose ácido αCetoglutárico.

4: Descarboxilación oxidativa e incorporación de CoA

Dando Succinil CoA* y generándose poder reductor en forma de NADH.

5: Fosforilación a nivel de sustrato (GDP+P)

GTP, que se convierte en ATP. Se libera CoA y el producto final es el ácido Succínico.

6: Oxidación del ácido succínico a ácido Fumárico

Y producción de poder reductor en forma de FADH2.

7: Hidratación del Fumárico dando ácido Málico.

8: Oxidación del Málico a OAA (inicio del ciclo)

Y generándose poder reductor: NADH.

TRANSPORTE DE E- O CADENA RESPIRATORIA

Conjunto de moléculas proteínicas localizadas en las crestas mitocondriales en eucariotas y en los mesosomas en procariotas. Formada por tres grandes complejos enzimáticos: y dos moléculas de unión.

COMPLEJO I

Acepta los e- del NADH y los transfiere a la CoQ o Ubiquinona.

COMPLEJO II

Formado por citocromos b-c1, acepta los e- cedidos por la Ubiquinona y los cede al citocromo C.

COMPLEJO III

Formado por dos citocromos: a, que posee Fe y el a3, que posee Cu. Los e- procedentes del citocromo C, pasan al citocromo a, y de éste al a3 que los cederá al O2 y junto con 2H+, se formará la molécula de H2O.

FUNCIONAMIENTO

Los e- de alta energía del NADH y del FADH2, tienen que llegar hasta el O2 a través de la cadena respiratoria. El transporte de e- se realiza a favor de gradiente: desde las moléculas transportadoras de potencial rédox más negativo hasta las moléculas con potencial rédox más positivo. Este transporte de e-, permite la liberación paulatina y sucesiva de energía que será utilizada en la síntesis indirecta del ATP, evitando que se pierda en forma de calor y que aumente la temperatura comprometiendo la vida de la célula. Existen tres puntos en esa cadena donde hay una diferencia de potencial rédox suficiente (igual o superior a 300 mv) para, un bombeo de protones : H+ desde la matriz de la mitocondria hacia el espacio intermembrana, que tiene como consecuencia la creación de un importante gradiente electroquímico de H+.