¿Qué es la cadena de trasporte?

El transporte de electrones es la etapa final de la respiración aeróbica. En esta etapa, la energía del NADH y FADH 2 , que resulta del ciclo de Krebs, se transfiere a ATP. 

Explicación breve https://www.youtube.com/watch?v=6W-7FG9KlpA

Transporte de electrones.

Los electrones de alta energía se liberan de NADH y FADH2, y se mueven a lo largo de las cadenas de transporte de electrones, lcomo los utilizados en la fotosíntesis. Las cadenas de transporte de electrones se encuentran en la membrana interna de la mitocondria. Como los electrones de alta energía son transportados a lo largo de las cadenas, parte de su energía es capturada. Esta energía se utiliza para bombear iones de hidrógeno (a partir de NADH y FADH2 ) a través de la membrana interna, a partir de la matriz en el espacio intermembranal.

Producción de ATP.

El bombeo de iones de hidrógeno a través de la membrana interna crea una mayor concentración de iones en el espacio intermembranal que en la matriz. Este gradiente quimiosmótico provoca que los iones a fluyan de vuelta a través de la membrana hacia la matriz, donde su concentración es más baja. El ATP sintasa actúa como una proteína de canal, ayudando a los iones de hidrógeno a atravesar la membrana. También actúa como una enzima, formando ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico. Después de pasar a través de la cadena de transporte de electrones, los electrones "gastados" se combinan con oxígeno para formar agua. Por esto se necesita oxígeno; en ausencia de oxígeno, este proceso no puede ocurrir.

¿Cuánto ATP se produce? Los dos NADH producidos en el citoplasma producen 2 a 3 ATP cada uno (4 a 6 en total) por el sistema de transporte de electrones, el NADH8 producido en la mitocondria produce tres ATP cada uno (24 total) y el 2 FADH 2 añade sus electrones al sistema de transporte de electrones en un nivel más bajo que el NADH, por lo que producen dos ATP cada uno (4 en total). Esto resulta en la formación de 34 ATP durante la etapa de transporte de electrones.

¿Que es la fotosíntesis?

¿Que es la fotosíntesis?

Es un proceso metabólico que realizan la células de los organismos atótrofos , y son capaces de producir su propia materia orgánica, con sustancias inorgánicas a partir de la luz que brinda el sol. Su origen etimológico viene del griego Foto significa luz y síntesis composición.

Podemos decir que la fotosíntesis es el proceso que utilizan las plantas para producir su alimento. Pero también lo utilizan para crecer y desarrollarse. La principal sustancia que utilizan es la Clorofila, es de color verde y se encuentra en todas las hojas de las plantas.

Cabe mencionar que algunas bacterias y algas también poseen clorofila. Es un proceso muy importante ya tiene como función absorber la luz necesaria para después convertirla en energía química. Podemos decir la mayor parte de la energía que consume la biósfera terrestre proviene del proceso de la fotosíntesis.

➤  Ecuación del poseso de fotosíntesis.

DIOXIDO DE CARBONO + AGUA + FOTONES ➱ GLUCOSA + OXIGENO

➤ Se traduce en:

6CO2 + 6H2O + LUZ ➱ C6H12O6 + 6O2

Etapas de la fotosíntesis.

Como todo proceso, la fotosíntesis consta de dos etapas bien diferenciadas:

Fase Luminosa.

Durante esta etapa la planta depende directamente de la luz, capta la luz solar mediante la clorofila en las células de las hojas y fabrica una molécula llamada adenosín trifosfato de adenosina  (ATP), que su deber es almacenar la energía producida.

¿Como sucede esto? 

Cada molécula de clorofila absorbe un fotón de luz y al hacerlo pierde un electrón. Este electrón pasa a la cadena de transporte de electrones que produce el NADPH y el ATP. La molécula de clorofila recupera el electrón perdido cuando una molécula de agua que se absorbe del suelo, es dividida en un poseso llamado fotolisis que libera una molécula de oxigeno a la atmósfera como desecho del poseso.

Fase luminosa a detalles.

https://www.youtube.com/watch?v=mESo_QeTFyA&t=48s

Fase Oscura.

La energía que la planta obtuvo de la fase luminosa es utilizada para sintetizar la glucosa a partir de agua y dióxido de carbono captado de atmósfera.

¿Porque le llamamos fase oscura?

Se el denomina fase oscura porque a diferencia de la otra esta fase no requiere la luz solar.

La enzima RuBisCO capta el dióxido de carbono de la atmósfera y en otro poseso llamado Ciclo de Calvin, usa el NADPH y el ATP creados en la fase luminosa y libera azúcar de tres carbonos que pueden transformarse en sacarosa o almidón. Se utiliza 6 moléculas de carbono para generar una molécula de glucosa.

Fase oscura a detalle

https://www.youtube.com/watch?v=XQiQs83NEdg&t=58s

Ciclo de Calvin-Benson. 

Etapa 1

Fijación del carbono, se utiliza di-fosfato de ribulosa para formar PGA (Ácido 3-fosfoglicerico).

Etapa 2

Se reduce el PGA a una azucar usando el NADPH y el ATP de la fase luminosa.

Etapa 3

Se regenera el di-fosfato de ribulosa.

Derechos de autor: https://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/ciclo-de-calvin

Partes de la célula vegetal involucradas en la fotosíntesis.

Membrana celular.

Permite la entrada y salida a la célula el agua, el gas y las moléculas.

Vacuola.

Las células vegetales tienen una vacuola central y grande rellena de agua y cubierta por una membrana llamada tonoplasto. Su función es controlar el movimiento de moléculas entre el citosol  y la savia.

Pared celular.

Esta hecha de celulosa que protege el contenido de la célula y otorga fuerza y rigidez a la misma.

tradicionalmente tiene conductos de acumulación con las células adyacentes

Citoplasma.

Contiene las encimas y las proteínas que la célula necesita para efectuar la fotosíntesis.

Núcleo celular.

Es el sitio donde alberga el ADN de las encimas y proteínas usadas durante la fotosíntesis. 

  

 

CICLO DE KREBS

El ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos)​ es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aerobias, donde es liberada energía almacenada a través de la oxidación del acetil-CoA derivado de carbohidratos, lípidos y proteínas en dióxido de carbono y energía química en forma de ATP. En la célula eucariota, el ciclo de Krebs se realiza en la matriz mitocondrial.

Además, el ciclo proporciona precursores de ciertos aminoácidos, así como el agente reductor NADH que se utiliza en numerosas reacciones bioquímicas. Su importancia central para muchas vías bioquímicas sugiere que uno de los primeros componentes establecidos del metabolismo celular y señala un origen abiogénico.​

En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica que realiza la oxidación de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO₂, liberando energía en forma utilizable: poder reductor y GTP(en algunos microorganismos se producen ATP).

El metabolismo oxidativo de glúcidos, lípidos y proteínas frecuentemente se divide en tres etapas, de las cuales el ciclo de Krebs supone la segunda. En la primera etapa, los carbonos de estas macromoléculas dan lugar a acetil-CoA, e incluye las vías catabólicas de aminoácidos (p. ej. desaminación oxidativa), la beta oxidación de ácidos grasos y la glucólisis. La tercera etapa es la fosforilación oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y FADH₂) generado se emplea para la síntesis de ATP según la teoría del acomplamiento quimiosmótico.

El ciclo de Krebs también proporciona precursores para muchas biomoléculas, como ciertos aminoácidos. Por ello se considera una vía anfibólica, es decir, catabólica y anabólica al mismo tiempo.

El nombre de esta vía metabólica se deriva del ácido cítrico (un tipo de ácido tricarboxílico) que se consume y luego se regenera por esta secuencia de reacciones para completar el ciclo, o también conocido como ciclo de Krebs ya que fue descubierto por el alemán Hans Adolf Krebs, quien obtuvo el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1953, junto con Fritz Lipmann.

Muchos de los componentes y reacciones del ciclo del ácido cítrico fueron establecidos en la década de 1930 por la investigación del premio Nobel Albert Szent-Györgyi, por la que recibió el Premio Nobel en 1937, específicamente por sus descubrimientos relacionados con el ácido fumárico, un componente clave de esta ruta metabólica.​ El ciclo del ácido cítrico fue finalmente identificado en 1937 por Hans Adolf Krebs, en la universidad de Sheffield, por lo que recibió el Premio Nobel de Medicina en 1953.

Ciclo de Krebs (https://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Krebs)

¿Qué pasa en las reacciones de la glucólisis?

Reacción 1. Fosforilación de la glucosa: Para separar los electrones de la glucosa, es necesario que la molécula de glucosa se active, para realizar esto, la célula gasta un grupo fosfato de un ATP transfiriéndolo a la molécula glucosa, dejándola inestable para que no pueda salir de la célula. Para catalizar la glucosa, participa la enzima llamada hexoquinasa.

De está reacción se obtiene la molécula glucosa 6-P, que participara en la siguiente reacción. 

Reacción 2. Isomerazion de la fructosa: Se produce la izomerización de la molécula glucosa 6-P, por la participación de la enzima llamada fosfoglucoisomeras, el producto de esta reacción es la molécula de fructosa 6-P.

Reacción 3. Fosforilación de la fructosa: La célula gasta por segunda vez un grupo fosfato de una ATP transfiriéndolo a la molécula, manteniendola inestable. Para catalizar la fosforilación de la fructosa 6-P, participa la enzima fosfofrutoquinasa. Se produce la molécula de fructosa 1,6- bifosfato.

Reacción 4. Ruptura de la fructosa: Se obtiene 2 triosas, por la escision de la hexona formada en la etapa anterior. Esta reacción es catalizada por la enzima aldolasa, que produce dos compuestos isomeros; un dihidroxiacetona PDHA y un glicealdehido PGAl. 

A partir de esta reaccion, el proceso se realiza dos veces. 

Reacción 5. Oxidacion y formación de enlace fosfato de alta energía: El fosfogliceraldehído es oxidado por la enzima deshidrogenasa y su correspondiente coenzima, el NAD⁺, que se reduce a NADH. La energía que se libera durante esta oxidación, es utilizada para atrapar un grupo fosfato del citoplasma circundante, y fijarlo como un fosfato de alta energía. Se forma así el 1,3- ácido difosforoglicérico.

Reacción 6. Generación de ATP:Se produce la transferencia de un grupo fosfato del 1,3- ácido bifosforoglicérico al ADP, se consigue la primera ganancia real de ATP del proceso de glucólisis. Así se forma ATP y una triosa con un sólo grupo fosfato, el ácido 3-fosfoglicérico. Esta reacción es catalizada por una  enzima llamada fosfoglicerato quinasa.

Reacción 7 y 8. Re-ordenamiento molecular: Se realiza un reordenamiento de los átomos de la triosa, de manera que su fosfato pasa a una posición que representa  -para la molécula- un enlace de alta energía. La reacción está catalizada por dos enzimas la mutasa y la enolasa.

Reacción 9. Generación de ATP: Por  el reordenamiento en la etapa anterior, el fosfato de alta energía es transferido, como en la sexta etapa, a una molécula de ADP que se transforma en ATP obteniéndose, además ácido pirúvico. Esta reacción es catalizada por la piruvato quinasa.

Reacciones de la glucólisis.

Es la ruptura de glucosa, tiene lugar en una serie de nueve reacciones, cada una catalizada por una enzima específica, hasta formar dos moléculas de ácido pirúvico, con la producción de ATP. La ganancia neta es de dos moléculas de ATP, y dos de NADH por cada molécula de glucosa. El proceso completo consiste en la realización de nueve pasos o reacciones catalizadas enzimaticamente y, por tanto, sujetas a regulación. 

Reacciones de la glucólisis:

• Reacción 1:   Fosforilación de la glucosa
• Reacción 2:  Isomerización de la fructosa 
• Reacción 3: Fosforilación de la fructosa
• Reacción 4: Ruptura de la fructosa
• Reacción 5:  Oxidación y formación de enlace fosfato de alta energía
• Reacción 6: Generación de ATP
• Reacción 7 y 8: Reordenamiento molecular
• Reacción 9: Generación de ATP

Funciones de la mitocondria.

La respiración celular aerobia, se realiza en las mitocondrias. 

Las mitocondrias son orgánulos  encargados de la obtención de energía mediante la respiración celular. 

Algunas de sus funciones son:

• Descarboxilación oxidativa, ciclo de krebs y fosforilacion oxidativa. 
• Remolición de Ca2+citosólico.
• Síntesis de algunos aminoácidos. 
• Síntesis de esteroides( de la corteza suprarrenal , ovarios y testículos) 

Recordemos: 

Descarboxilación oxidativa: Es una reacción oxidativa, donde se elimina un grupo carboxilico de una molécula. 

Fosforilacion oxidativa: Es el proceso metabolico  que utiliza energia liberada por la oxidacion de nutrientes para producir ATP.

Síntesis: Es la formación de componentes a partir de precursores de poca masa molecular.

¿Qué beneficios tienen los organismos aerobios?

La respiración aerobia es aquella que utiliza oxigeno para extraer energía de la glucosa. Se efectúa en el interior de las células, en los organelos llamados mitocondrias. 

Parte de la energía contenida en la glucosa por el proceso de la respiración celular, se convierte en moléculas de ATP. Gracias a esta energía, los organismos que utilizan esta respiración pueden alimentarse, excretan los desechos, se reproducen y realizan todas las actividades que les permiten vivir.

Características de respiración celular aerobia.

Características.

Se produce en la mitocondria La respiración celular, como componente del metabolismo, es un proceso catabolico, en el cual la energía contenida en los sustratos usados como combustible es liberada de manera controlada. Durante la misma, buena parte de la energía libre desprendida en estas reacciones exotérmicas es incorporada a la molécula de ATP (o de nucleidos fosfato equivalentes), que puede ser a continuación utilizada en los procesos endortermicos , como son los de mantenimiento y desarrollo celular (anabolismo).

Los sustratos habitualmente usados en la respiración celular son la glucosa, otros hidratos de carbono, acidos grasos, inclusio aminoacidos, cuerpos cetónicos u otros compuestos orgánicos. En los animales estos combustibles pueden provenir del alimento, de los que se extraen durante la digestión  o de las reservas corporales. En las plantas su origen puede ser asimismo las reservas, pero también la  glucosa obtenida durante la fotosíntesis.

La mayor parte del ATP producido en la respiración celular se produce en tres etapas: glucolisis, ciclo de krebs y cadena trasporte de electrones. 

Tipos de respiración celular.

• Respiración anaerobia. El aceptor final de electrones es una molécula inorgánica distinta del oxígeno, más raramente una molécula orgánica. Es un tipo de metabolismo muy común en muchos microorganismos , especialmente procariontes. No debe confundirse con la fermentación, proceso también anaerobio, pero en el que no interviene nada parecido a una cadena transportadora de electrones.
• Respiración aerobia: Es un metabolismo especial para organismos eucariotas. Se le conoce a la respiración aerobia a la series de reacciones metabólicas que tiene lugar dentro de las células de los seres vivos, gracias a la descomposición de moléculas, se obtiene energía química. Se consume la glucosa la cual su formula es C6H12O6 como combustible y oxigeno como receptor final de los electrones, con reacción de ácido piruvaco. Gracias a este proceso se obtiene dióxido de carbono CO2, agua H2O y numerosas cantidades de ATP.

En este blog abordaremos la respiración aerobia. 

Fuentes de información.

FUENTES QUE PUEDEN HACER E
CONSULTA, CHICOS:)

http://www.agrarias.unlz.edu.ar/archivos_descargables/material_archivos/biologia/Respiracion%20celular.pdf

http://www.mclibre.org/otros/daniel_tomas/2bachillerato/13_catabolismo_apuntes.pdf

http://www.fca.uner.edu.ar/files/academica/deptos/catedras/biologia/Mitocondrias_resp_12.pdf

http://www.colegiomanantial.cl/sites/default/files/respiracion_celular.pdf

https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad2/respiracionAerobia/proceso

Vídeo respiración celular.

Para entender mejor la respiración celular, mira este vídeo.