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Respiración aeróbica
La respiración aeróbica es el proceso mediante el cual la
célula descompone compuestos orgánicos (carbohidratos) para
obtener energía metabólica almacenada en la molécula de
trifosfato de adenosina – ATP, con la producción de compuestos
inorgánicos dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O).
Ecuación general de la respiración aerobia: C6H12O6 (glucosa)
+ 6O2 ↔ 6CO2 + 6H2O + 38 ATP (energía)
Esta forma de procesar químicamente la molécula de glucosa
para la síntesis de ATP, es utilizada principalmente por los
animales y vegetales, además de algunas bacterias, hongos y
seres protozoos.
Aunque es una reacción continua, por razones didácticas la
respiración aeróbica es subdivida en tres etapas asociadas
entre sí: la glucólisis, el ciclo de Krebs y el transporte de
electrones, existiendo diferencias entre los organismos
procarióticos y eucarióticos.
Como las células procarióticas están desprovistas de las
mitocondrias (organelos citoplasmáticos) tanto la glucólisis
como el ciclo de Krebs se producen en el hialoplasma de la
célula, mientras que la cadena respiratoria ocurre cerca de la
superficie interna de la membrana plasmática (mesosoma).
En las células eucariotas, la glucólisis también ocurre en el
hialoplasma, sin embargo dado que es una célula con
mitocondrias, los pasos para el ciclo de Krebs y el transporte
de electrones de la cadena se producen necesariamente dentro
de este orgánulo.
En este mecanismo son producidos ATD directamente, sin
embargo, son formadas moléculas (FAD y NAD) receptoras de
protones H+, siendo cada molécula de FADH2 y NADH responsables
por la reconstitución respectiva de 2 y 3 moléculas de ATP.
Saldo energético por etapa de
la respiración
Glucólisis
Son utilizadas dos moléculas de ATP para activar el
catabolismo de la molécula de glucosa, aunque son formadas dos
moléculas de NADH, cuatro ATP y dos moléculas de piruvato.
Por tanto, el saldo energético solamente de la cadena
respiratoria es de:
4 ATP + 2 NADH – 2 ATP → 2 ATP + 2 NADH
Ciclo de Krebs
De esta etapa el resultado debe ser doblado (duplicado), esa
consideración es consecuente del ciclo de Krebs, envolviendo
cada molécula de piruvato.
Por lo tanto, se forman cuatro moléculas de NADH, una de FADH2
y una del ATP en cada ciclo.
2 x (4 NADH + 1 FADH2 + 1 ATP) → 8 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP
Cadena respiratoria
Etapa de conversión de las moléculas de NADH y FADH2 en
moléculas de ATP, cuando los protones H+ por difusión son
forzados a pasar por la proteína ATP sintasa (enzima
transmembranal) restituyendo ADP (Adenosín trifosfato) en ATP.
2 NADH de glucólisis → 6 ATP
8 NADH del ciclo de Krebs → 24 ATP 34 ATP
2 FADH2 del ciclo de Krebs → 4 ATP
Balance energético de la respiración aerobia
Glucólisis = 2 ATP
Ciclo de Krebs = 2ATP
Cadena respiratoria = 34 ATP
Energía de la respiración celular aerobia total = 38 ATP