Catabolismo aeróbico y anaeróbico

Tema 12 - Catabolismo aeróbico y anaeróbico

1. Panorámica del catabolismo aeróbico
2. Glucolisis
3. Respiración celular I: Ciclo de Krebs
4. Respiración celular II: cadena respiratoria
5. Balance energético de la respiración celular
6. Fermentaciones y otras rutas catabólicas

Panorámica del catabolismo aeróbico

Las reacciones catabólicas son aquellas en las que se degradan moléculas complejas y se obtiene energía. Dependiendo de cual sea el aceptor final de electrones podemos encontrar organismos aerobios (el aceptor final es el O2) y anaerobios (el aceptor final es otra molécula)

Reacciones redox

• Las reacciones en las que se desprende energía se transfieren electrones de una molécula a otra y se denominan oxidaciones.
• Las oxidaciones van acopladas con reacciones de reducción en las que se aceptan electrones.

Las reacciones de óxidación y reducción están acopladas para que la energía que se libere en la oxidación sea aprovechada por la reacción de reducción. Los electrones que se liberan en forma de poder reductor se transportan en nucleótidos energéticos como el NAD+, NADP+, FAD+..

Glucolisis

Fase de gasto energético

Citoplasma

Fase 1 - Fosforilación

Fase 2 - Isomerización

A partir de una molécula de glucosa (6C) obtenemos dos moléculas de gliceraldehído-3-fosfato (3C)

Fase 3 - Fosforilación

Fase 4 - Escisión

La triosa-fosfato-isomerasa transforma la dihidroxiacetona-fosfato en gliceraldehido-3-fosfato

Glucolisis

Transformamos dos moléculas de gliceraldehído-3-fosfato (3C) en dos moléculas de piruvato.

Fase de producción energética

Fase 5 - Oxidación y fosforilación

Fase 6 - Desfosforilación

Fase 7 - Cambio de lugar del grupo fosfato y formación de doble enlace

Fase 8 - Desfosforilación

Respiración celular: ciclo de Krebs

El acetil Co-A se incorpora al ciclo de Krebs.

Formación del ácido cítrico (6C)

Oxidación del malato para formar oxalacetato.

Isomerización del ácido cítrico

Hidratación del fumarato para obtener malato.

Oxidación del isocitrato y pérdida de un CO2

Oxidación y liberación de energía en forma de FADH2

Oxidación del cetoglutarato y pérdida de un CO2. Se incorpora Co-A.

Al separarse la Co-A se libera energía.

Respiración celular: cadena respiratoria

El poder reductor generado en el ciclo de Krebs (y otros procesos metabólicos) entra en la cadena de transporte electrónico de las crestas mitocondriales. En este proceso, los electrones van pasando de una enzima a otra generando una cadena de oxidorreducción cuyo aceptor final de electrones es el oxígeno. Cuando los electrones llegan al oxígeno, este se une a los protones que se encuentran en el espacio intermembrana generando moléculas de agua que difunden. Acoplado a este proceso, gracias al bombeo continuo de protones hacia el espacio intermembrana, las partículas F las bombean de nuevo a la matriz generando ATP.

Balance energético de la respiración celular

Fermentaciones y otras rutas catabólicas

Catabolismo de lípidos: betaoxidación de ácidos grasos

Fermentaciones

Fase 1 - activación de los ácidos grasos Consiste en el transporte y activación de los ácidos grasos en el interior de la membrana mitocondrial. Este proceso se lleva a cabo con el transportador de carnitina.

Fase 2 - betaoxidación de los ácidos grasos Se trata de un ciclo en el que con cada vuelta se liberen dos carbonos, generando tantas unidades de acetil-CoA como pares de carbonos tenga el ácido graso.

Catabolismo de proteínas: transformación de Aa

Los aminoácidos no pueden almacenarse pero tampoco pueden simplemente excretarse, ya que en su composición contienen nitrógeno (muy preciado para la célula).