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UNIVERSIDAD INTERAMERICANA DE PUERTO RICO RECINTO DE FAJARDO DEPARTAMENTO DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA BIOL 1101 PROF. WANDA ORTIZ CARRIÓN BOSQUEJO METABOLISMO CELULAR: RESPIRACION CELULAR Y FOTOSINTESIS I. Respiración Celular a. Serie de procesos donde la célula utiliza carbohidratos para generar ATP b. Consiste de tres procesos: i. Glucólisis (Glycolisis): 1. Ocurre en el citoplasma 2. Es anaeróbica: no requiere de oxígeno para que ocurra 3. Se llama glucólisis debido a que: a. Lisis quiere decir rompimiento y gluco viene de glucosa, por lo que implica el rompimiento de una molécula de glucosa i. La glucosa es un azúcar de 6C y se romperá en dos moléculas de tres carbono llamadas ácido pirúvico o piruvato 4. Se divide en dos fases o porciones a. La primera fase es endergónica ya que se requiere de 2ATP para que se inicie el proceso y para la función de las enzimas ya que es una ruta enzimática i. Todos los cambios de los sustratos están mediados por diferentes enzimas b. La segunda fase es exergónica ya que se generan 4 ATP de los cuales se devuelven dos a la célula i. Recuerden que hicimos la analogía de un préstamo :http://kvhs.nbed.nb.ca/gallant/biology/glycolysis.html Primera fase: 2ATP se conviertes en 2ADP: defosforilación, miren la flecha que indica hacia dónde ocurre el proceso. La glucosa se fosforiló usando 1ATP y se llama glucosa-6 fosfato porque el fosfato se pegó en el C 6 de la misma. Luego se convierte en fructosa, un isómero. La fructosa-6-fostato se fosforila con otro ATP ahora el P va en el C1, por eso se llama fructosa1-6-difosfato. Se divide en dos productos de 3C llamado fosfogliceraldehído o PGAL Segunda fase: ocurren cambios en el PGAL donde se rompen y forman enlaces generando diferentes productos por lo que son reacciones mediadas por enzimas. En la primera reacción se rompen enlaces y se liberan e- que no se pueden perder así que la coenzima NAD+ se reduce y se convierte en NADH y se generan 2. Estas serán procesadas más tarde. GANANCIA NETA DE GLUCÓLISIS 2ATP, 2NADH, 2 piruvato Durante las próximas reacciones enzimáticas se liberan los fosfatos en 4 lugares lo que permite que haya fosforilación de sustrato; esto es, se fosforila ADP directamente y se genera ATP. Se generan 4ATP. De éstos 2 se devolverán a la células (préstamo se paga). Se genera el producto final que son dos moléculas de piruvato (3C cada una) ii. Decarboxilación de piruvato 1. Se supone que el piruvato siga el proceso de matabolismo porque todavía tiene suficiente energía como para generar ATP (glucólisis solo generó 2) para esto debería entrar a la mitocondria pero no puede. 2. El piruvato pierde un C en forma de CO2 enzimáticamente y se convierte en un grupo químico llamado acetilo que tiene 2C. a. Pero este grupo tampoco puede entrar a la mitocondria b. Se une a una enzima llamada Coenzima A y se genera otro grupo químico llamado acetilCoA que sí puede entra a la mitocondria. c. En este proceso se generan 2NADH porque se liberaron ei. Ganancia neta de decarboxilación: 2NADH :http://sandwalk.blogspot.com/2007/04/pyruvatedehydrogenase-reaction.html iii. Ciclo de Krebs o Ciclo Ácido Cítrico 1. Se llama así por el científico que lo descubrió que era de apellido Krebs 2. Es un proceso que se lleva a cabo en la mitocondria y que requiere de oxígeno a. Es aeróbico 3. Se llama ciclo porque con el primer sustrato que se inicia se vuelve a terminar porque se vuelve a generar en el proceso. 4. Todas las reacciones están mediadas por enzimas Con este sustrato se inicia ya que se combina con el acetilCoA y se genera ácido cítrico, por eso es ciclo se conoce también como el del Ácido Cítrico. Pero se vuelve a generar por eso es un ciclo :http://www.answers.com/topic/citric-acid-cycle 5. En este ciclo se dan 2 vueltas porque se generaron 2 acetilCoA 6. Lo importante es que se generan 3NADH (hubo reducción de 3NAD+) en tres sitios diferentes a. Como son dos vueltas se generan en total 6NADH 7. Además se generan 2FADH2 (uno por cada vuelta) 8. También ocurre fosforilación de sustrato y se generan 2ATP (uno por vuelta) 9. La ganancia neta del ciclo es: a. 6NADH, 2FADH2 y 2ATP iv. Cadena de transporte de electrones (ETC=electron transport chain) 1. Este es un sistema de enzimas y coenzimas localizadas en la membrana de la mitocondria 2. Ellas están encargadas de mover los e- que tienen los NADH y FADH2 de una a otra. En el proceso cada enzima que sigue la ruta solo acepta e- con menos energía y ésta se usa para generar ATP. Todo esto está basado en el hecho de que se genera un gradiente de H+ a. Este proceso de fosforilación de llama quimiosmosis b. El aceptador final de los e- es oxígeno, por eso este proceso es aeróbico y se habla de fosforilación oxidativa c. Por cada NADH que entre en esta cadena se generan 3ATP d. Por cada FADH2 que entre en esta cadena se generan 2ATP Cuenta los ATP que se generan debajo del NADH, son 3. Cuenta los ATP que se generan debajo del FADH2, son 2. e. http://studentsguide.in/microbiology/microbial-photosynthesis/electron-transport-chain-and-oxidationphosphorylation.html ©WORTIZ/2012 f. A la cadena entran, i. 2NADH de glucólisis, 2NADH de la decarboxilación y 6NADH del ciclo de Krebs. 1. Por cada uno se generan 3 ATP por lo que: 10NADH X 3= 30ATO ii. 2FADH2 del ciclo de Krebs 1. Por cada uno se generan 2ATO por lo que 2FADH2 X 2= 4ATP iii. En la cadena se generan 34 ATP g. A los 34 ATP de la cadena se le suman los 2ATP de glucólisis y los 2ATP del ciclo de Krebs para un total de 38ATP/glucosa i. A veces se pierden 2 en la mitocondria por lo que la ganancia neta es por lo general 36ATP por molécula de glucosa que entra a la Respiración Celular