Tipos de respiraciones

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Tipos de respiraciones

  1. 1. BIOLOGIA ITIPOS DE RESPIRACIONNOMBRE MATRICULACESAR YAIR JARAMILLO RODRIGUEZ 18260TURNO .MATUTINOCARRERA: BACHILLERATO DE MANTENIMIENTO Y REPARACIONUNIDADAD APODACA 11 DE DICIEMBRE DEL 2012
  2. 2.  RESPIRACION AEROBICA RESPIRACIO CELULAR RESPIRACION ANAEROBICA FERMENTACIONINDICE
  3. 3.  La respiración aeróbica es un tipo de metabolismo energético en el que los seres vivos extraen energía de moléculasorgánicas, como la glucosa, por un proceso complejo en el que el carbono es oxidado y en el que el oxígeno procedente delaire es el oxidante empleado. En otras variantes de la respiración, muy raras, el oxidante es distinto del oxígeno (respiraciónanaeróbica). es el proceso responsable de que la mayoría de los seres vivos, los llamados por ello aerobios, requieran oxígeno. Larespiración aeróbica es propia de los organismos eucariontes en general y de algunos tipos de bacterias. El oxígeno que, como cualquier gas, atraviesa sin obstáculos las membranas biológicas, atraviesa primero la membranaplasmática y luego las membranas mitocondriales, siendo en la matriz de la mitocondria donde se une a electrones y protones(que sumados constituyen átomos de hidrógeno) formando agua. En esa oxidación final, que es compleja, y en procesosanteriores se obtiene la energía necesaria para la fosforilación del ATP. En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico, obtenido durante la fase primera anaerobia o glucólisis, es oxidado paraproporcionar energía, dióxido de carbono y agua. A esta serie de reacciones se le conoce con el nombre de respiraciónaeróbica.RESPIRACION AEROBICA
  4. 4.  Glucosas. Durante la glucólisis, una molécula de glucosa es oxidada y dividida en dos moléculas de ácido pirúvico (piruvato).En esta ruta metabólica se obtienen dos moléculas netas de ATP y se reducen dos moléculas de NAD+; el número decarbonos se mantiene constante (6 en la molécula inicial de glucosa, 3 en cada una de las moléculas de ácido pirúvico). Todoel proceso se realiza en el citosol de la célula. La glicerina (glicerol) que se forma en la lipólisis de los triglicéridos se incorpora a la glucólisis a nivel del gliceraldehído 3fosfato. La desaminación oxidativa de algunos aminoácidos también rinde piruvato; que tienen el mismo destino metabólico que elobtenido por glucólisis. Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico. El ácido pirúvico penetra en la matriz mitocondrial donde es procesado por elcomplejo enzimático piruvato deshidrogenasa, el cual realiza la descarboxilación oxidativa del piruvato; descarboxilaciónporque se arranca uno de los tres carbonos del ácido pirúvico (que se desprende en forma de CO2) y oxidativa porque, almismo tiempo se le arrancan dos átomos de hidrógeno (oxidación por deshidrogenación), que son captados por el NAD+, quese reduce a NADH. Por tanto; el piruvato se transforma en un radical acetilo (-CO-CH3, ácido acético sin el grupo hidroxilo)que es captado por el coenzima A (que pasa a acetil-CoA), que es el encargado de transportarlo al ciclo de Krebs. Este proceso se repite dos veces, una para cada molécula de piruvato en que se escindió la glucosaETAPAS DE RESPIRACION AEROBICA
  5. 5.  Ciclo de Krebs . El ciclo de Krebs es una ruta metabólica cíclica que se lleva a cabo en la matriz mitocondrial y en la cual serealiza la oxidación de los dos acetilos transportados por el acetil coenzima A, provenientes del piruvato, hasta producir dosmoléculas de CO2, liberando energía en forma utilizable, es decir poder reductor (NADH, FADH2) y GTP. Para cada glucosa se producen dos vueltas completas del ciclo de Krebs, dado que se habían producido dos moléculas deacetil coenzima A en el paso anterior; por tanto se ganan 2 GTPs y se liberan 4 moléculas de CO2. Estas cuatro moléculas,sumadas a las dos de la descarboxilación oxidativa del piruvato, hacen un total de seis, que es el número de moléculas deCO2 que se producen en respiración aeróbica Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa . Son las últimas etapas de la respiración aeróbica y tienen dos finalidadesbásicas: Re oxidar las coenzimas que se han reducido en las etapas anteriores (NADH y FADH2) con el fin de que estén de nuevolibres para aceptar electrones y protones de nuevos substratos oxidables. Producir energía utilizable en forma de ATP. Estos dos fenómenos están íntimamente relacionados y acoplados mutuamente. Se producen en una serie de complejosenzimáticos situados (en eucariotas) en la membrana interna de la mitocondria; cuatro complejos realizan la oxidación de losmencionados coenzimas transportando los electrones y aprovechando su energía para bombear protones desde la matrizmitocondrial hasta el espacio intermembrana. Estos protones solo pueden regresar a la matriz a través de la ATP sintasa,enzima que aprovecha el gradiente electroquímico creado para fosforilar el ADP a ATP, proceso conocido como fosforilaciónoxidativa. Los electrones y los protones implicados en estos procesos son cedidos definitivamente al O2 que se reduce a agua. Nóteseque el oxígeno atmosférico obtenido por ventilación pulmonar tiene como única finalidad actuar como aceptor final deelectrones y protones en la respiración aerobia.
  6. 6.  Respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos sondegradados completamente, por oxidación, hasta su conversión en sustancias inorgánicas, proceso que rinde energía (enforma de ATP) aprovechable por la célula. Los substratos habitualmente usados en el proceso son la glucosa, otros hidratosde carbono, ácidos grasos, incluso aminoácidos, cuerpos cetónicos u otros compuestos orgánicos. En los animales estoscombustibles pueden provenir del alimento, de los que se extraen durante la digestión, o de las reservas corporales. En lasplantas su origen pueden ser asimismo las reservas, pero también la glucosa obtenida durante la fotosíntesis. La respiración celular, como componente del metabolismo, es un proceso catabólico, en el cual la energía contenida en lossubstratos usados como combustible es liberada de manera controlada. Durante la misma, buena parte de la energía libredesprendida en estas reacciones exotérmicas es incorporada a la molécula de ATP (o de nucleótidos trifosfatoequivalentes), que puede ser a continuación utilizada en los procesos endotérmicos, como son los de mantenimiento ydesarrollo celular [anabolismo] Su ecuación general es la siguiente (respiración aeróbica)RESPIRACION CELULAR
  7. 7.  Existen dos tipos de respiración, en función del aceptor final de electrones; ambas tienen en común la existencia de unacadena transportadora de electrones. Respiración aeróbica. El aceptor final de electrones es el oxígeno molecular, que se reduce a agua. La realizan la inmensamayoría de células, incluidas las humanas. Los organismos que llevan a cabo este tipo de respiración reciben el nombre deorganismos aeróbicos. Respiración anaeróbica. El aceptor final de electrones es una molécula inorgánica distinta del oxígeno, más raramente unamolécula orgánica. Es un tipo de metabolismo poco común exclusivo de ciertos microorganismos. No debe confundirse conla fermentación, proceso también anaeróbico pero en el que no interviene nada parecido a una cadena transportadora deelectrones.TIPOS DE RESPIRACION CELULAR
  8. 8.  La respiración aeróbica es un tipo de metabolismo energético en el que los seres vivos extraen energía de moléculasorgánicas, como la glucosa, por un proceso complejo en el que el carbono es oxidado y en el que el oxígeno procedente delaire es el oxidante empleado. En otras variantes de la respiración, muy raras, el oxidante es distinto del oxígeno (respiraciónanaeróbica). es el proceso responsable de que la mayoría de los seres vivos, los llamados por ello aerobios, requieran oxígeno. Larespiración aeróbica es propia de los organismos eucariontes en general y de algunos tipos de bacterias. El oxígeno que, como cualquier gas, atraviesa sin obstáculos las membranas biológicas, atraviesa primero la membranaplasmática y luego las membranas mitocondriales, siendo en la matriz de la mitocondria donde se une a electrones yprotones (que sumados constituyen átomos de hidrógeno) formando agua. En esa oxidación final, que es compleja, y enprocesos anteriores se obtiene la energía necesaria para la fosforilación del ATP. En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico, obtenido durante la fase primera anaerobia o glucólisis, es oxidado paraproporcionar energía, dióxido de carbono y agua. A esta serie de reacciones se le conoce con el nombre de respiraciónaeróbica. La reacción química global de la respiración es la siguiente:RESPIRACION ANAEROBICA
  9. 9.  Todos los posibles aceptores en la respiración anaeróbica tienen un potencial de reducción menor que el O2, por lo que,partiendo de los mismos sustratos (glucosa, aminoácidos, triglicéridos), se genera menos energía en este metabolismo que enla respiración aerobia convencional. No hay que confundir la respiración anaeróbica con la fermentación, en la que no existe en absoTABLA DE RESPIRACION ANAEROBICAAceptor Producto final MicroorganismoNitratoNitritos, óxidos denitrógeno y N2Pseudomonas, BacillusSulfato Sulfuros Desulfovibrio, ClostridiumAzufre Sulfuros ThermoplasmaCO2 MetanoMethanococcus, Methanosarcina, MethanopyrusFe3+ Fe2+ Shewanella, Geobacter, Geospirillum, GeovibrioMn4+ Mn2+ Shewanella putrefaciensSelenato SelenitoArsenato Arsenito DesulfotomaculumFumarato SuccinatoWolinellasuccinogenes, Desulfovibrio, E. coliDMSO DMSCampylobacter, EscherichiaTMAO TMAClorobenzoato Benzoato Desulfomonile
  10. 10. FERMENTACION La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, que no requiere oxígeno, siendo el producto final uncompuesto orgánico. Estos productos finales son los que caracterizan los diversos tipos de fermentaciones. Fue descubierta por Louis Pasteur, que la describió como la vie sans l air (la vida sin el aire). La fermentación típica esllevada a cabo por las levaduras. También algunos metazoos y protistas son capaces de realizarla. El proceso de fermentación es anaeróbico ya que se produce en ausencia de oxígeno; ello significa que el aceptor final de loselectrones del NADH producido en la glucólisis no es el oxígeno, sino un compuesto orgánico que se reducirá para poderreoxidar el NADH a NAD+. El compuesto orgánico que se reduce (acetaldehído, piruvato, ...) es un derivado del sustrato quese ha oxidado anteriormente. En los seres vivos, la fermentación es un proceso anaeróbico y en él no interviene la mitocondria ni la cadena respiratoria.Son propias de los microorganismos, como algunas bacterias y levaduras. También se produce la fermentación en la mayoríade las células de los animales (incluido el hombre), excepto en las neuronas que mueren rápidamente si no pueden realizar larespiración celular; algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias y se ven obligadas a fermentar; el tejidomuscular de los animales realiza la fermentación láctica cuando el aporte de oxígeno a las células musculares no essuficiente para el metabolismo aerobio y la contracción muscular. Desde el punto de vista energético, las fermentaciones son muy poco rentables si se comparan con la respiración aerobia, yaque a partir de una molécula de glucosa sólo se obtienen 2 moléculas de ATP, mientras que en la respiración se producen 36.Esto se debe a la oxidación del NADH, que en lugar de penetrar en la cadena respiratoria, cede sus electrones a compuestosorgánicos con poco poder oxidante. En la industria la fermentación puede ser oxidativa, es decir, en presencia de oxígeno, pero es una oxidación aeróbicaincompleta, como la producción de ácido acético a partir de etanol. Las fermentaciones pueden ser: naturales, cuando las condiciones ambientales permiten la interacción de losmicroorganismos y los sustratos orgánicos susceptibles; o artificiales, cuando el hombre propicia condiciones y el contacto r
  11. 11.  El beneficio industrial primario de la fermentación es la conversión del mosto en vino, cebada en cerveza y carbohidratos endióxido de carbono para hacer pan. Otros usos de la fermentación son la producción de suplementos de vitamina B12, etc. Deacuerdo con Steinkraus (1995), la fermentación de los alimentos sirve a 5 propósitos generales: Enriquecimiento de la dieta a través del desarrollo de una diversidad de sabores, aromas y texturas en los substratos de losalimentos. Preservación de cantidades substanciales de alimentos a través de ácido láctico, etanol, ácido acético y fermentacionesalcalinas. Enriquecimiento de substratos alimenticios con proteína, aminoácidos, ácidos grasos esenciales y vitaminas. Detoxificación durante el proceso de fermentación alimenticia. Disminución de los tiempos de cocinado y de los requerimientos de combustible. La fermentación tiene algunos usos exclusivos para los alimentos. Puede producir nutrientes importantes o eliminarantinutrientes. Los alimentos pueden preservarse por fermentación, la fermentación hace uso de energía de los alimentos ypuede crear condiciones inadecuadas para organismos indeseables. Por ejemplo, avinagrando el ácido producido por labacteria dominante, inhibe el crecimiento de todos los otros microorganismos. De acuerdo al tipo de fermentación, algunos productos (ej. alcohol fusel) pueden ser dañinos para la salud. En alquimia, lafermentación es a menudo lo mismo que putrefacción, significando permitir el pudrimiento o la descomposición natural de lasustancia.USOS

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