Universidad Técnica de Ambato

Facultad Ciencias de la Salud

Carrera deLaboratorio Clínico

ModalidadPresencial

MÓDULO FORMATIVO

“BIOQUÍMICA APLICADA”

SEGUNDO SEMESTRE

Autor

Martha Cecilia Ramos Ramírez Bioquimico Farmaceutico

AMBATO - ECUADOR

Marzo-Agosto2012

Respiración celular

Mientras que la FOTOSÍNTESIS provee los carbohidratos necesariospara las plantas (y los organismos de las cadenas alimenticiassiguientes), la GLUCÓLISIS y la RESPIRACIÓN CELULAR son losprocesos por los cuales la energía contenida en los carbohidratos esliberada de manera controlada.

Durante la respiración la energía que se libera es incorporada en lamolécula de ATP, que puede ser inmediatamente reutilizado en elmantenimiento y desarrollo del organismo. Desde el punto de vistaquímico, la respiración se expresa como la oxidación de la gucosa:

C6H12O6 + 6 O2 +6 H20 --> 6 CO2 + 12 H2O

Conversión energéticaMitocondrias

Cloroplastos

Convertir la energía de la luz o de los alimentosen energía utilizable para procesos internos.

Mitocondria

Sin las mitocondrias las células dependerían dela glucólisis anaeróbica para formar ATP. Peroeste proceso solo es capaz de liberar unapequeña cantidad de la energía disponible en laglucosa. En las mitocondrias el metabolismo delos azúcares está integrado: el piruvato(glucóilisis) es importado dentro de lamitocondria y oxidado por el O2 a CO2 y H2O.La energía liberada es almacenada de unamanera tan eficiente que por cada glucosaoxidada se producen aprox. 30 ATP.

Cada mitocondria esta limitada por dos membranas muy especializadas.Definen dos compartimientos: Matriz y el espacio intermembranoso.

La membrana externa contiene una alta cantidad de una proteína llamadaporina, que forma grandes canales acuosos a través de la bicapa. Tamizpermeable!.

Mientras que la membrana interna es impermeable. Forma numerosascrestas, que aumentan su superficie total. Contiene tres tipos deproteínas:

a) Realizan reacciones de oxidación en la cadena respiratoria.

b) Complejo ATP sintasa.

c) Proteínas de transporte.

*GLUCÓLISIS: ocurre en el citosol, donde cada molécula de glucosa, con sus 6 átomos de carbono, se oxida parcialmente dando lugar a dos moléculas de piruvato (de 3 átomos de carbono). Se invierten dos ATP pero se generan cuatro.

*RESPIRACIÓN CELULAR: cuando el ambiente es aerobio (contiene O2) el piruvato se oxida totalmente a dióxido de Carbono (CO2), liberando la energía almacenada en los enlaces piruvato y atrapándola en el ATP. Se subdivide en etapas:

Ciclo de los ác. tricarboxílicos (o del ác. Cítrico ó ciclo de Krebs): ocurre en la matriz de la mitocondria.

Cadena respiratoria: se lleva a cabo en las membranas mitocondriales.

*FERMENTACIÓN: cuando el O2 está ausente (ambiente anaerobio), el piruvato no produce CO2, sino que se forman otras moléculas como el ác. láctico o el etanol. Siendo el balance neto de ATP mucho menor!.

Glucólisis

La mitocondria utiliza como combustibles mayoritarios el piruvato y los ác.grasos producidos en el citoplasma a través de la glucólisis. Estasmoléculas son transportadas selectivamente hacia el matriz mitocondrial.

Las células animales almacenan los hidratos de carbono en forma de glucógeno ylos ácidos grasos en forma de grasas.La oxidación de las grasas libera mucha más energía (más de 6 veces) que la delglucógeno.Una persona adulta almacena una cantidad de glucógeno suficiente para un solodía de actividad normal, pero almacena una cantidad de grasa suficiente para unmes de actividad normal.

Tejido adiposo.

Cuando es necesarioenergía la célula comienzacon los procesos dedegradación de estasmoléculas.

También es hidrolizado el glucógeno en moléculas más pequeñas (glucosa 1-fosfato) sustrato de la glucólisis.

Los ácidos grasos a través de procesos de oxido-reducción también se rompen en moléculas pequeñas aprovechables.

Las reacciones de glucólisisconvierten a las moléculas deglucosa (6 átomos de carbono) endos moléculas de piruvato, detres átomos de carbono, lascuales aún contienen la mayorparte de la energía que se puedeobtener de la oxidación de losazúcares.

Ciclo de Krebs

Ocurre en la matriz mitocondrial.

Resultado: CO2 y electrones ricos enenergía, que pasan vía NADH y FADH2a la cadena respiratoria.El CO2 se elimina como producto dedeshecho, mientras que los electronesde alta energía se desplazan por lacadena respiratoria y finalmente secombinan con O2 y forman H2O.

Cadena de transporte de electrones

Ocurre en la membrana interna de la mitocondria.

Fosforilación oxidativa

Cuando los electrones de alta energía de los hidrógenos del NADH y delFADH2 son transferidos a lo largo de la cadena respiratoria de lamembrana mitocondrial interna, la energía que se libera cada vez que pasande una molécula transportadora a otra, es utilizada para bombear protones(H+) a través de la membrana interna desde la matriz al espaciointermembrana. Esto genera un gradiente electroquímico de protones através de la membrana mitocondrial interna, y el flujo de H+ a favor degradiente es utilizado, mediante una enzima ligada a la membrana: ATPsintasa.

Esta enzimaimpulsa laconversión delADP+Pi en ATP