Respiración Celular
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Ciclo de Krebs, Cadena de Transporte de Electrones, Fosforilación Oxidativa e Inhibidores y Desacoplantes César Javier Iglesias
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Ciclo de Krebs,
Cadena de Transporte
de Electrones,
Fosforilación Oxidativa
e Inhibidores y
Desacoplantes
César Javier Iglesias
Ciclo de krebs
El ciclo de Krebs (también
llamado 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 aeróbicas. En células
eucariotas se realiza en la
mitocondria. En las procariotas,
el ciclo de Krebs se realiza en el
citoplasma, específicamente en
el citosol.
Hans Adolf Krebs
Sir Hans Adolf Krebs
(Hildesheim, Alemania, 25 de
agosto de 1900 -
Oxford, Inglaterra, 22 de
noviembre de 1981) fue un
bioquímico alemán, ganador
del Premio Nobel de
Fisiología o Medicina en el
año 1953.
El ciclo de Krebs toma su
nombre en honor del
científico anglo-alemán Hans
Adolf Krebs, que propuso en
1937 los elementos clave de
la ruta metabólica. Por este
descubrimiento recibió en
1953 el Premio Nobel de
Medicina.
Glucolisis
Piruvato o Acido Piruvico
Dentro de la
mitocondria,
puede
transformarse,
mediante la
piruvato
deshidrogenasa
(PDH), en acetil-
coenzima A
(acetil-CoA),
punto de entrada
del ciclo de Krebs
Procesos
Procesos
Convergencia
Introduccion Proceso
Acetil-CoA Glucolisis
Oxidación de ácidos grasos Producción de colágeno
Malato Gluconeogénesis
Oxalacetato Oxidación y biosíntesis de
aminoácidos
Fumarato Degradación de ácido aspártico,
fenilalanina y tirosina
Succinil-CoA Biosíntesis de porfirina
Alfa-cetoglutarato Oxidación y biosíntesis de
aminoácidos
Citrato Biosíntesis de ácidos grasos y
colesterol
NADH y FADH Fosforilación oxidativa y cadena
de transporte electrónico
Cadena De
Transporte De
Electrones
La cadena de transporte de
electrones es una serie de
transportadores de
electrones que se
encuentran en la
membrana plasmática de
bacterias, en la membrana
interna mitocondrial o en las
membranas tilacoidales,
que mediante reacciones
bioquímicas producen
adenosin trifosfato (ATP),
que es el compuesto
energético que utilizan los
seres vivos.
Transportadores redox
mitocondriales
Se han identificado cuatro
complejos enzimáticos
unidos a membrana interna
mitocondrial. Tres de ellos
son complejos
transmembrana, que están
embebidos en la
membrana interna,
mientras que el otro esta
asociado a membrana. Los
tres complejos
transmembrana tienen la
capacidad de actuar
como bombas de protones.
Fosforilación
oxidativa
Concepto
La fosforilación oxidativa es
un proceso metabólico
que utiliza energía liberada
por la oxidación de
nutrientes para producir
adenosín trifosfato (ATP). Se
le llama así para distinguirla
de otras rutas que
producen ATP con menor
rendimiento, llamadas "a
nivel de sustrato". Se
calcula que hasta el 90%
de la energía celular en
forma de ATP es producida
de esta forma.
HistoriaEl estudio de la fosforilación oxidativa se
inició en 1906 con el informe de Arthur
Harden sobre el papel vital del fosfato
en la fermentación celular, aunque
inicialmente se pensaba que solo los
azúcar-fosfato estaban involucrados. Sin
embargo, a principios de los años
1940, la relación entre la oxidación de
los azúcares y la generación de ATP fue
establecida de forma definitiva por
Herman Kalckar, confirmando el papel
central del ATP en la transferencia de
energía, que había sido propuesto por
Fritz Albert Lipmann en 1941. Más
tarde, en 1949, Friedkin y Morris Albert L.
Lehninger demostraron que la coenzima
NADH se encuentra relacionada con
vías metabólicas tales como el ciclo del
ácido cítrico y la síntesis de ATP.
Transferencia de energía
por quimiosmosis
La fosforilación oxidativa funciona
con dos tipos de reacciones que
están acopladas, una utiliza
reacciones químicas que liberan
energía, mientras que la otra utiliza
esa energía para llevar a cabo sus
reacciones. El flujo de electrones a
través de la cadena de transporte
de electrones, desde donantes de
electrones como NADH a
aceptores de electrones tales
como oxígeno, es un proceso
exergónico – libera energía,
mientras que la síntesis de ATP es
un proceso endergónico, el cual
requiere de energía.
ATP Sintasa Complejo V
ATP sintasa, también llamada
complejo V, es la enzima final del
proceso de la fosforilación
oxidativa. Esta enzima se encuentra
en todas las formas de vida y
funciona de la misma manera tanto
en procariotas como en eucariotas.
Esta enzima usa la energía
almacenada en un gradiente de
protones a través de la membrana
para llevar a cabo la síntesis de ATP
desde ADP y fosfato (Pi). Las
estimaciones del número de
protones necesarios para sintetizar
una molécula de ATP oscilan entre
tres y cuatro, y algunos
investigadores sugieren que las
células pueden variar esta
proporción, para ajustarse a
diferentes condiciones.
INHIBIDORES Y
DESACOPLANTES
Inhibidores
Existen varias drogas y
toxinas que inhiben la
fosforilación oxidativa.
Aunque estas toxinas
inhiben sólo una enzima en
la cadena de transporte
de electrones, la inhibición
de cualquier paso detiene
el resto del proceso
Desacopladores
Se trata de un fenómeno donde los protones retornan a la
matriz sin pasar por la ATP sintasa, lo que implica la no
generación de ATP. El desacoplamiento es provocado por
compuestos químicos, conocidos como desacopladores o
como ionóforos protónicos. Los desacoplantes suelen ser
compuestos hidrófobicos (bases o ácidos débiles), con un
pKa cercano al pH 7, que captan protones rapidamente
en el espacio intermembrana
Proteinas desacopladoras
(UCP)
Ocurre en la membrana
mitocondrial interior de
los mamíferos. Estas
proteínas permiten que
los protones reingresen
en la matriz
mitocondrial sin que se
capure energía en
forma de ATP.
Gracias
