¿Cómo se regenera el ATP en una célula?

Originalmente respondí la pregunta: ¿Cómo funcionan las mitocondrias dentro de las células? Pero como no tengo idea de cómo vincular mi respuesta a otra, voy a copiar esa respuesta mía a esta pregunta aquí. Dado que la función de las mitocondrias es usar respiración aeróbica para producir ATP, creo que mi respuesta copiada de la otra pregunta debería ser suficiente para responder también a esta. Pero dado que esta respuesta se escribió con las características específicas de otra en mente, algunas cosas pueden parecer fuera de lugar (de ahí por qué no me estoy moviendo para fusionar la pregunta).

Entonces, el trabajo de las mitocondrias es producir ATP en condiciones aeróbicas (en presencia de oxígeno). Esa es la función básica. Hacen lo mismo y trabajan de la misma manera en células vegetales y animales por igual. Alguien en el pasado me preguntó “¿cuál es el papel del oxígeno en la respiración celular?”, Por lo que copiaré y pegaré mi respuesta a continuación, ya que volver a humedecer el funcionamiento básico de las mitocondrias es un proceso que consume mucho tiempo. Pero dado que la pregunta original estaba orientada al oxígeno, mi descripción obviamente lo resaltará. Si desea más detalles o aclaraciones, coméntenos y hágamelo saber y me pondré en contacto con usted lo antes posible.

El oxígeno se difunde a través de las células escamosas en los pulmones hacia los capilares donde eventualmente llega a cada célula del cuerpo que necesita ATP. Su papel es bastante simple en realidad. No sé si sabes sobre la glucólisis, el ciclo de Krebs o la cadena de transporte de electrones. Si usted sabe cuáles son, entonces esta es su respuesta (si no la sigue leyendo): el oxígeno es el aceptor de electrones final al final de la cadena de transporte de electrones. Básicamente, completa el “ciclo” de las mitocondrias que producen energía.

Lo primero es lo primero: la glucólisis, se produce en el citosol

Esto es, como suena el nombre, la descomposición de la glucosa. Por lo tanto, es algo así como un proceso enzimático de 15 minutos (dependiendo de si se comienza con glucosa, fructosa, galactosa, etc.). Pero todo lo que necesita saber sobre este proceso es que convierte la glucosa 6C en dos moléculas 3C de piruvato. Esencialmente, la glucosa se divide a la mitad, y el resultado neto es 2 piruvatos, 2 ATP y 2 de estas moléculas frías llamadas NADH. Esta molécula no proviene de la glucosa en sí misma, sino que una forma oxidada de la molécula (NAD +) flotaba en la celda, vio algo de glucólisis y fue a verificarlo. Si bien vio que la glucosa se dividía a la mitad, aparecieron algunas enzimas, arrancaron un electrón de la glucosa y lo pegaron en NAD +, y así lo redujeron. Y como ahora está reducido (con una carga más negativa), un ión de hidrógeno (H +) flotando en la celda se succionó y se adhirió a él convirtiendo NAD + en NADH. Esa es la idea general de lo que está pasando mientras se conserva toda la química de él.

Siguiente: enlace de reacción, llevando el piruvato a la mitocondria

Entonces, este proceso es bastante simple, el piruvato solo necesita ingresar a las mitocondrias. Esto se logra al tener unas pocas enzimas que cortan un electrón, producen otro NADH, liberan una molécula de CO2 y conectan esta coenzima conocida simplemente como coenzima A o CoA para abreviar. Esto convierte al piruvato en ácido acético, pero cuando se une CoA se lo conoce como Acetil-CoA. El CoA básicamente actúa como una pequeña lanzadera, que lleva el piruvato desde afuera de la mitocondria, a la matriz, pero lamentablemente CoA no es Morfeo de la película “Matrix”. De todos modos, Matrix es esencialmente la parte central de las mitocondrias, básicamente su citosol.

Tercero: Ciclo de Krebs (también conocido como ciclo de ácido cítrico)

Este proceso comienza cuando el Acetil-CoA entra en la matriz. Lo primero que sucede es que el CoA se desprende del ácido acético y se va para recoger más piruvato. El ácido acético se combina con una molécula que ya se está enfriando en la matriz llamada ácido oxaloacético (OAA, por sus siglas en inglés). Cuando el ácido acético se combina con el OAA, se convierte en ácido cítrico, ¡la misma molécula que hace que las naranjas estén picante! Esto comienza un proceso enzimático de alrededor de una docena o así que no es necesario profundizar. Pero los resultados son importantes. Lo que el ciclo de Krebs rinde por piruvato, así que el doble de esto por glucosa, es 1 ATP, 3NADH y 1 FADH2 (esta molécula es exactamente como NADH recién construida de manera diferente y ligeramente menos eficiente, pero con la misma función).

Finalmente, la parte donde el oxígeno realmente hace algo: cadena de transporte de electrones.

Este proceso ocurre en el espacio entre membranas en la mitocondria. Las enzimas están unidas a la membrana interna, y algunos gradientes químicos (que discutiré en un segundo) se forman entre la membrana doble de las mitocondrias. Lo que aquí se encuentra es una serie de moléculas de citocromo que transfieren electrones, algunas bombas de protones (3) y la importante sintasa de ATP santa. Este proceso en realidad es bastante complicado, así que pasemos por alto la agotadora bioquímica y simplemente miremos la idea general, quiero decir que estamos interesados ​​en el oxígeno ¿no? Entonces, lo que sucede aquí es que NADH se oxida y vuelve a NAD + cuando vierte sus electrones en la primera bomba de protones, y FADH2 también se oxida volviendo a FAD cuando vierte sus electrones en la segunda bomba de protones. Estos electrones le dan a la bomba energía para empujar protones fuera de la matriz, y dentro del espacio entre membranas, creando un gradiente quimiiosmótico de muchos iones H + en el espacio entre membranas, y pocos en la matriz. Las moléculas del citocromo simplemente transportan electrones a través de las bombas de protones asegurándose de que llegue a las tres, luego lo transfiere al oxígeno, PERO MANTENGA SUS PANTALONES LLEGARÁ A ESO. Antes de eso, sin embargo, los iones H + se difunden pasivamente por su gradiente de concentración a través de la poderosa ATP sintasa. Esto literalmente hace girar esta cosa de aspecto de turbina (como en energía hidroeléctrica) que luego convierte a ADP en ATP al proporcionar la energía de activación necesaria para combinar un grupo de fosfato con el ADP. ¡Y grita un grito de alegría que acabas de crear alrededor de 32 ATP por glucosa! Pero espera, este es un sistema cerrado, se respaldará, se colapsará y morirás si esos electrones no salen de esas moléculas de citocromo y bombas de protones (lo que es divertido es cómo funciona el cianuro de hidrógeno al destruir el citocromo C [uno de esos] transportado en la cadena de transporte de electrones]). FINALMENTE OBSERVACIONES DE OXÍGENO EN EL RESCATE. El oxígeno se convierte en el aceptor de electrones final, tomando 2 electrones cada uno, reduciéndose, y al igual que cuando la mayoría de las cosas se reducen, también capta 2 hidrógenos. ¿¿¿Entonces, qué obtenemos??? H2O! ¡¡Agua!! y el proceso está completo, lo que le da a los músculos de los dedos el poder de escribir todo esto y a tu cerebro la energía para leerlo.

También existe esta rata impresionante que vive en lugares secos que nunca bebe porque vive exclusivamente del agua metabólica hecha de la cadena de transporte de electrones.

SI TIENE PROBLEMAS DE IMAGINAR ESTO AQUÍ HAY ALGUNA ACADEMIA KAHN:

Ciclo de Krebs / ácido cítrico

y la rata canguro que vive del agua metabólica:

Rata canguro del desierto

si algo de eso no estaba claro, hágamelo saber y lo arreglaré, y si desea más información sobre esto, hágamelo saber y agregar algunos enlaces!

espero que esto haya ayudado!