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Respiración celular
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El proceso por el cual las células degradan las moléculas de alimento para obtener energía recibe el nombre de RESPIRACIÓN CELULAR.
La respiración celular es una reacción exergónica (libera calor), donde parte de la energía contenida en las moléculas de alimento es utilizada por la célula para sintetizar ATP. Decimos parte de la energía porque no toda es utilizada, sino que una parte se pierde. Existen dos tipos de respiración celular, una se lleva a cabo en presencia del oxígeno (RESPIRACIÓN CELULAR AERÓBIA), en tanto que la otra ocurre sin necesitar oxígeno (RESPIRACIÓN CELULAR ANAEROBIA).
La respiración ocurre en distintas estructuras celulares. La primera de ellas es la glucólisis que ocurre en el citoplasma. La segunda etapa dependerá de la presencia o ausencia de O2 en el medio, determinando en el primer caso la respiración aeróbica (ocurre en las mitocondrias), y en el segundo caso la respiración anaeróbica o fermentación (ocurre en el citoplasma).
RESPIRACIÓN ANAERÓBIA (FERMENTACIÓN)
La acción
y el efecto de fermentar (término que hace referencia a la degradación de los hidratos
de carbono por acción enzimática). Este proceso de oxidación incompleta es de tipo anaeróbico y da origen a
un compuesto orgánico. De acuerdo con las características de esta transformación
y al resultado obtenido a partir de ella, es posible asociar a la fermentación distintos
conceptos para definirla con precisión.
Aunque la fermentación es respiración anaeróbica, existen organismos que
la realizan en presencia del oxígeno (aeróbica). Por otro lado, existe un tipo especial
de fermentación, el cual se basa en la degradación de sustratos de naturaleza proteica,
para obtener productos malolientes como Metilmercaptano o Cadaverinas. Algunas putrefacciones
dan lugar a productos poco desagradables, que, por su fuerte aroma y sabor son utilizados
en la fabricación de vinos y quesos, como la que lleva a cabo el Penicillum rocheforti,
que es la causa de las manchas verdosas del queso roquefort o el Corynebacterium, responsable del olor de
pies
TIPO DE
SER VIVO
ORGANISMO RESPONSABLE
TIPO DE FERMENTACIÓN
MATERIA PRIMA
PRODUCTOS RESULTANTES
PRODUCTOS DE CONSUMO HUMANO
TIPO DE RESPIRACIÓN
HONGOS
LEVADURAS
ALCOHOLICA
CARBOHIDRATOS
C2H5OH
(Etanol)
CO2
+ ATP
BEBIDAS
ALCOHÓLICAS, PAN, TEPACHE
ANAERÓBICA
PENICILLUM
ROCHEFORTI
PÚTRIDA
PROTEÍNAS
CH3
SH (Metilmercaptano)
ATP
QUESO
ROQUEFORT
ANAERÓBICA
BACTERIAS
ACETOBACTER
ACÉTICA
CARBOHIDRATOS
CH3COOH
(ácido
acético)
ATP
VINAGRE
AERÓBICA
INCOMPLETA
LACTOBACILLUS
LÁCTICA
LACTOSA
CH3-CHOH-COOH
(ácido
láctico)
ATP
YOGUR
ANAERÓBICA
CLOSTRIDIUM
BUTÍRICA
GRASAS
CH3CH2CH2COOH
(ácido
butírico)
ATP
MANTEQUILLA
ANAERÓBICA
CORYNEBACTERIUM
PÚTRIDA
PROTEÍNAS
CH3
SH
(Metilmercaptano)
ATP
ESTEROIDES,
AMINOÁCIDOS, QUESOS, ANTIBIÓTICOS PARA ENFERMEDADES DE LA GARGANTA Y/O DE LA PIEL
ANAERÓBICO
FACULTATIVO
RESPIRACIÓN CELULAR AERÓBICA
De manera general, la ecuación de la respiración celular aerobia se divide en glucólisis, ciclo de Krebs y en la cadena de transporte de electrones y su ecuación general es…
C6 H12 O6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O + 36 ATP
A) LA GLUCÓLISIS, lisis o escisión de la 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.
B) EL CICLO DE KREBS también conocido como ciclo del ácido cítrico, es la vía común final de oxidación del ácido pirúvico, ácidos grasos y las cadenas de carbono de los aminoácidos. La primera reacción del ciclo ocurre cuando la coenzima A transfiere su grupo acetilo (de 2 carbonos) al compuesto de 4 carbonos (ácido oxalacético) para producir un compuesto de 6 carbonos (ácido cítrico). El ácido cítrico inicia una serie de pasos durante los cuales la molécula original se reordena y continúa oxidándose; en consecuencia, se reducen otras moléculas: de NAD+ a NADH y de FAD+ a FADH2. Además, ocurren dos descarboxilaciones y como resultado de esta serie de reacciones vuelve a obtenerse una molécula inicial de 4 carbonos el ácido oxalacético. De manera general, ocurren Dos ciclos de Krebs por cada molécula de Glucosa.
C) TRANSPORTE DE ELECTRONES O CADENA RESPIRATORIA: En esta etapa se oxidan las coenzimas reducidas, el NADH se convierte en NAD+ y el FADH2 en FAD+. Al producirse esta reacción, los átomos de hidrógeno (o electrones equivalentes), son conducidos a través de la cadena respiratoria por un grupo de transportadores de electrones, llamados citocromos. Los citocromos experimentan sucesivas oxidaciones y reducciones (reacciones en las cuales los electrones son transferidos de un dador de electrones a un aceptor). En consecuencia, en esta etapa final de la respiración, estos electrones de alto nivel energético descienden paso a paso hasta el bajo nivel energético del oxígeno (último aceptor de la cadena), formándose de esta manera agua. Ocurren una reacción por cada Ciclo de Krebs; es decir, son dos cadenas respiratorias.
RESUMEN DE LA RUTA METABÓLICA DE LA RESPIRACIÓN
Etapa I Digestión
Etapa II Respiración anaeróbica
Etapa III Respiración aeróbica (Ciclo de Krebs y Cadena de transporte de electrones)
Generalmente, casi el 40% de la energía libre producida en la oxidación de la glucosa se retiene en forma de moléculas de ATP recién sintetizada.
Cuando 1 mol de glucosa se quema en un calorímetro, unos 686 kcal (2.870 kJ) se liberan formando calor. Cuando se generan de 36 a 38 ATP durante la respiración aeróbica de la glucosa, la energía libre atrapada en cantidades de ATP es 274 kcal (1.146 kJ) por mol. Así, la eficiencia de la respiración aeróbica es aproximadamente del 40% [(274/686)*100].
En comparación con un motor de automóvil cuya eficiencia es del 20% o una planta de energía a vapor cuya eficiencia es del 35% la respiración aeróbica tiene una elevada eficiencia.
La Teoría Sintética de la Evolución considera, procesos evolutivos que actuando de forma conjunta provocan la evolución, las mutaciones, recombinación o entrecruzamiento, son fuentes variabilidad, mientras que la selección natural, aislamiento reproductivo y las migraciones son causantes de cambio en las poblaciones. 1.- Fuentes de variabilidad: 1.1 Mutaciones: Cambios en el material pueden ser benéficas, dañinas, letales o neutras. Las benéficas son aquellas que le proporcionan una ventaja a los organismos que la presentan, pueden ser dañinas, porque proporcionan una desventaja, como el síndrome de Down o la miopía, incluso pueden provocar la muerte del organismo, es cuando se consideran letales. Pero también existen mutaciones que, al parecer en ese momento no implican ni ventajas ni desventajas, como hacer la lengua taquito, las cuales se llaman neutras. 1.2 Entrecruzamiento o recombinación genética: ocurre durante la meiosis, se intercambian segmentos de ADN al azar de los cromosom
Cuando una célula está enferma o envejecida, se deteriora su ADN y deja de producir las proteínas en forma correcta. Nuestro cuerpo (y el de todos los seres vivos) posee mecanismos de defensa contra malas funciones generadas tanto interna como externamente. Una de las estrategias consiste en que la célula en deterioro se conduce por sí misma a la muerte para no causar daño a otras células y producir un problema mayor para el metabolismo; dicha estrategia se conoce como apoptosis. Gracias a este proceso nos salvamos de sufrir muchas enfermedades. Los biólogos estudian la vida en diferentes niveles, desde las células individuales, pasando por los organismos, hasta la biósfera completa, que es nuestro planeta Tierra. CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS Todos los seres vivos comparten aspectos que los hacen completamente diferentes a los sistemas no vivos. Estas características son ocho y los organismos vivos cumplen con todas ellas, las cuales se describen a continuación: ESTRUCTURA CELULA
LAS NEURONAS El principal mecanismo de información en el cuerpo lo constituye un sistema de neuronas que se comunican unas con otras y para propósitos puramente didácticos, dividimos este sistema en un Sistema Nervioso Central (SNC) formado por el cerebro y la médula espinal, y en un Sistema Nervioso Periférico (SNP) que une el sistema nervioso central con los receptores sensoriales, que reciben información proveniente del medio externo e interno, y con los músculos y glándulas que son los efectores de las decisiones del SNC. Esta información es llevada por axones motores y sensoriales del SNP en haces de cables elctricos que conocemos como nervios; por ejemplo, la información que recibe cada ojo es llevada al cerebro en los millones de axones que forman el nervio óptico. La información dentro del sistema nervioso es manejada por tres tipos de neuronas. Las neuronas sensoriales, que mandan información desde los tejidos del cuerpo y los órganos sensoriales hacia la médula espinal. Cuand
