Los humanos respiran aeróbicamente. El dióxido de carbono se produce cuando el cuerpo necesita generar energía. Sucede a nivel celular, en la mitocondria de la célula. La respiración celular es el conjunto de reacciones y procesos metabólicos que tienen lugar en las células de los organismos para convertir la energía bioquímica de los nutrientes en trifosfato de adenosina. (ATP), y luego lanzar productos de desecho. Las reacciones involucradas en la respiración son reacciones catabólicas, que rompen moléculas grandes en moléculas más pequeñas, liberando energía en el proceso, ya que los enlaces débiles denominados de “alta energía” son reemplazados por enlaces más fuertes en los productos. La respiración es una de las formas clave en que una célula obtiene energía útil para alimentar la actividad celular. Hay tres etapas principales de la respiración celular: la glucólisis, el ciclo del ácido cítrico y el transporte de electrones o la fosforilación oxidativa.
Glicólisis: –
La glucólisis significa literalmente “azúcares de división”. La glucosa, un azúcar de seis carbonos, se divide en dos moléculas de un azúcar de tres carbonos. Es una ruta metabólica que tiene lugar en el citosol de las células en todos los organismos vivos. Esta vía puede funcionar con o sin la presencia de oxígeno. En los humanos, las condiciones aeróbicas producen piruvato y las condiciones anaeróbicas producen lactato. En condiciones aeróbicas, el proceso convierte una molécula de glucosa en dos moléculas de piruvato (ácido pirúvico), generando energía en forma de dos moléculas netas de ATP. En realidad, se producen cuatro moléculas de ATP por glucosa; sin embargo, dos se consumen como parte de la fase preparatoria. La fosforilación inicial de la glucosa es necesaria para aumentar la reactividad (disminuir su estabilidad) para que la molécula se escinda en dos moléculas de piruvato por la enzima aldolasa Durante la segunda mitad de la glucólisis, cuatro grupos de fosfato se transfieren a ADP por fosforilación a nivel de sustrato para producir cuatro ATP y dos NADH cuando se oxida el piruvato.
Ciclo del ácido cítrico:-
Tambien es conocido como Krebs Cycle . Cuando hay oxígeno presente, la acetil-CoA se produce a partir de las moléculas de piruvato creadas a partir de la glucólisis. Cuando el oxígeno está presente, las mitocondrias se someterán a la respiración aeróbica que conduce al ciclo de Krebs. Sin embargo, si no hay oxígeno, se producirá la fermentación de la molécula de piruvato. En presencia de oxígeno, cuando se produce acetil-CoA, la molécula luego ingresa en el ciclo del ácido cítrico (ciclo de Krebs) dentro de la matriz mitocondrial, y se oxida a CO2, mientras que al mismo tiempo reduce NAD a NADH. NADH puede ser utilizado por la cadena de transporte de electrones para crear más ATP como parte de la fosforilación oxidativa. Para oxidar completamente el equivalente de una molécula de glucosa, dos acetil-CoA deben metabolizarse por el ciclo de Krebs. Dos productos de desecho, H2O y CO2, se crean durante este ciclo. El ciclo del ácido cítrico es un proceso de 8 pasos que involucra diferentes enzimas y coenzimas. Durante el ciclo, acetil-CoA (2 carbonos) + oxaloacetato (4 carbonos) produce citrato (6 carbonos), que se reordena a una forma más reactiva llamada isocitrato (6 carbonos). El isocitrato se modifica para convertirse en α-cetoglutarato (5 carbonos), succinil-CoA, succinato, fumarato, malato y, finalmente, oxalacetato. La ganancia neta de compuestos de alta energía de un ciclo es 3 NADH, 1 FADH2 y 1 GTP; el GTP puede usarse posteriormente para producir ATP. Por lo tanto, el rendimiento total de 1 molécula de glucosa (2 moléculas de piruvato) es 6 NADH, 2 FADH2 y 2 ATP.
Fosforilación oxidativa: –
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En eucariotas, la fosforilación oxidativa ocurre en las crestas mitocondriales. Comprende la cadena de transporte de electrones que establece un gradiente de protones (potencial quimiiosmótico) a través del límite de la membrana interna mediante la oxidación del NADH producido a partir del ciclo de Krebs. El ATP es sintetizado por la enzima ATP sintasa cuando el gradiente quimiiosmótico se utiliza para impulsar la fosforilación de ADP. Los electrones finalmente se transfieren a oxígeno exógeno y con la adición de dos protones se forma agua.
