2.2. Balance energético del catabolismo de la glucosa por respiración
Pregunta Verdadero-Falso
Una vez que hemos estudiado el catabolismo de glúcidos, ¿puedes decir si son ciertas o no estas afirmaciones?
El ciclo de Krebs se realiza en la membrana mitocondrial interna, mientras que la cadena de transporte de electrones está localizada en la matriz mitocondrial:
Verdadero Falso
En el ciclo de Krebs, como producto liberado, se generan NADH+ y FADH2 (coenzimas reductoras). Estas, al oxidarse, ceden los electrones a la cadena de tansporte electrónico:
Verdadero Falso
La siguiente vía metabólica, fundamental en el metabolismo de células animales, es la glucolisis, producida en el citoplasma celular:
Glucosa + 2ADP + 2Pi + 2NAD+→2 Ac. pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2H++ 2H2O
Verdadero Falso
- En resumen, tío Paco, el proceso de fosforilación oxidativa explica cómo se consigue finalmente formar ATP, es decir energía. El proceso es sencillo, los H+ y e- que se han ido liberando a lo largo de la combustión de la glucosa, para que no dañasen a la célula, fueron recogidos por moléculas especiales (NAD y FADH2). Estas moléculas los van a ceder, a continuación, a una cadena transportadora de electrones formadas por moléculas que pueden oxidarse y reducirse. Cuando esto ocurre se libera energía.
- Bea, hasta ahí parece sencillo, ¿esa energía es ya la final?
- No, esa energía liberada va a servir para bombear H+ desde la matriz hasta el espacio intermembranoso a través de transportadores localizados en los complejos I, II y III.
- Claro, no pasan directamente porque la membrana mitocondrial interna era impermeable.
- Eso es, una vez que estos H+ han entrado al espacio intermembrana, se acumulan allí. Como al acumularse se concentran más que los que había en la matriz, se forma un gradiente. ¿Y saben que harán estos H+?
- Claro, lo más fácil, volver al lugar donde están menos concentrados.
- Vuelven a la matriz a través de los complejos ATP-sintetasas que hay en dicha membrana. Este flujo de H+ a favor de gradiente a través de los complejos ATP-sintetasas libera energía suficiente, que aprovechan dichos complejos para fosforilar el ADP y sintetizar ATP; este proceso, se le dice fosforilación oxidativa.
¡¡¡Y esa sí es la energía final!!!
Actividad
Cada NADH que cede los electrones a la cadena respiratoria produce:
NADH+H+ + 3ADP+P + ½ O2 → NAD+ + 3ATP + H2O
Cada FADH2 que cede los electrones a la cadena respiratoria produce:
FADH2 + 2ADP+P + ½ O2 → FAD + 2ATP + H2O
El balance final de la oxidación de la glucosa por respiración es:
| En la glucólisis: |
| 1 Glucosa + 2 NAD+ + 2 ADP+P → 2 ác.pirúvico + 2 ATP + 2 NADH+ H+ |
| En la etapa intermedia: |
| Ác.pirúvico + CoASH + NAD+→ Acetil-CoA + CO2 + NADH+H+ |
| Como se forma 2 de pirúvico en la glucólisis, habrá que multiplicar por 2: |
| 2 ac.pirúvico + 2 CoASH + 2 NAD+ → 2 acetil-CoA + 2CO2 + 2 NADH+H+ |
| En el ciclo de Krebs: |
| 1 acetil-CoA + 3 H2O + 3 NAD+ + 1 FAD + GDP+P → 2 CO2 + 3 (NADH+H+) + 1 FADH2 + GTP + CoA-SH |
| Como hay 2 moléculas de acetil, el ciclo de Krebs se realiza dos veces: |
| 2 acetil-CoA + 6 H2O + 6 NAD+ + 2 FAD + 2 GDP+P → 4 CO2 + 6 (NADH+H+) + 2 FADH2 + 2 GTP + 2 CoA-SH |
| Cadena respiratoria: |
| Cada NADH+ H+ que cede los electrones a la cadena respiratoria produce 3 ATP. |
| Como hay 10 NADH, se multiplica por 10: |
| 10 NADH+H+ + 30 ADP+P + 5 O2 → 10 NAD+ + 30 ATP + 10 H2O |
| Cada FADH2 que cede los electrones a la cadena respiratoria produce 2 ATP. Como hay 2 FADH2, se multiplica por dos: |
| 2 FADH2 + 4 ADP+ P + O2 → 2 FAD + 4 ATP + 2 H2O |
Actividad
Sumando todas las moléculas de ATP que hemos obtenido tendremos:
1 Glucosa + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP + 2 GTP
Objetivos
Si deseas repasar todos estos conceptos, en estas páginas encontrarás animaciones de los procesos y ejercicios.
- Test de repaso.
- Ejercicios 1, y modelos de pruebas de selectividad, autoevaluación, preguntas cortas.