1. BIOLOGIA I
TIPOS DE RESPIRACION
NOMBRE MATRICULA
CESAR YAIR JARAMILLO RODRIGUEZ 18260
TURNO .MATUTINO
CARRERA: BACHILLERATO DE MANTENIMIENTO Y REPARACION
UNIDADAD APODACA 11 DE DICIEMBRE DEL 2012
3. La respiración aeróbica es un tipo de metabolismo energético en el que los seres vivos extraen energía de moléculas
orgánicas, como la glucosa, por un proceso complejo en el que el carbono es oxidado y en el que el oxígeno procedente del
aire es el oxidante empleado. En otras variantes de la respiración, muy raras, el oxidante es distinto del oxígeno (respiración
anaeróbica).
es el proceso responsable de que la mayoría de los seres vivos, los llamados por ello aerobios, requieran oxígeno. La
respiración 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 membrana
plasmática 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 procesos
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 para
proporcionar energía, dióxido de carbono y agua. A esta serie de reacciones se le conoce con el nombre de respiración
aeróbica.
RESPIRACION AEROBICA
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 de
carbonos se mantiene constante (6 en la molécula inicial de glucosa, 3 en cada una de las moléculas de ácido pirúvico). Todo
el 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 3
fosfato.
La desaminación oxidativa de algunos aminoácidos también rinde piruvato; que tienen el mismo destino metabólico que el
obtenido por glucólisis.
Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico. El ácido pirúvico penetra en la matriz mitocondrial donde es procesado por el
complejo enzimático piruvato deshidrogenasa, el cual realiza la descarboxilación oxidativa del piruvato; descarboxilación
porque se arranca uno de los tres carbonos del ácido pirúvico (que se desprende en forma de CO2) y oxidativa porque, al
mismo tiempo se le arrancan dos átomos de hidrógeno (oxidación por deshidrogenación), que son captados por el NAD+, que
se 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 glucosa
ETAPAS DE RESPIRACION AEROBICA
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 se
realiza la oxidación de los dos acetilos transportados por el acetil coenzima A, provenientes del piruvato, hasta producir dos
moléculas 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 de
acetil 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 de
CO2 que se producen en respiración aeróbica
Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa . Son las últimas etapas de la respiración aeróbica y tienen dos finalidades
básicas:
Re oxidar las coenzimas que se han reducido en las etapas anteriores (NADH y FADH2) con el fin de que estén de nuevo
libres 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 complejos
enzimáticos situados (en eucariotas) en la membrana interna de la mitocondria; cuatro complejos realizan la oxidación de los
mencionados coenzimas transportando los electrones y aprovechando su energía para bombear protones desde la matriz
mitocondrial 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 fosforilación
oxidativa.
Los electrones y los protones implicados en estos procesos son cedidos definitivamente al O2 que se reduce a agua. Nótese
que el oxígeno atmosférico obtenido por ventilación pulmonar tiene como única finalidad actuar como aceptor final de
electrones y protones en la respiración aerobia.
6. Respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son
degradados completamente, por oxidación, hasta su conversión en sustancias inorgánicas, proceso que rinde energía (en
forma de ATP) aprovechable por la célula. Los substratos habitualmente usados en el proceso son la glucosa, otros hidratos
de carbono, ácidos grasos, incluso aminoácidos, cuerpos cetónicos u otros compuestos orgánicos. En los animales estos
combustibles pueden provenir del alimento, de los que se extraen durante la digestión, o de las reservas corporales. En las
plantas 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 los
substratos usados como combustible es liberada de manera controlada. Durante la misma, buena parte de la energía libre
desprendida en estas reacciones exotérmicas es incorporada a la molécula de ATP (o de nucleótidos trifosfato
equivalentes), que puede ser a continuación utilizada en los procesos endotérmicos, como son los de mantenimiento y
desarrollo celular [anabolismo]
Su ecuación general es la siguiente (respiración aeróbica)
RESPIRACION CELULAR
7. Existen dos tipos de respiración, en función del aceptor final de electrones; ambas tienen en común la existencia de una
cadena transportadora de electrones.
Respiración aeróbica. El aceptor final de electrones es el oxígeno molecular, que se reduce a agua. La realizan la inmensa
mayoría de células, incluidas las humanas. Los organismos que llevan a cabo este tipo de respiración reciben el nombre de
organismos aeróbicos.
Respiración anaeróbica. El aceptor final de electrones es una molécula inorgánica distinta del oxígeno, más raramente una
molécula orgánica. Es un tipo de metabolismo poco común exclusivo de ciertos microorganismos. No debe confundirse con
la fermentación, proceso también anaeróbico pero en el que no interviene nada parecido a una cadena transportadora de
electrones.
TIPOS DE RESPIRACION CELULAR
8. La respiración aeróbica es un tipo de metabolismo energético en el que los seres vivos extraen energía de moléculas
orgánicas, como la glucosa, por un proceso complejo en el que el carbono es oxidado y en el que el oxígeno procedente del
aire es el oxidante empleado. En otras variantes de la respiración, muy raras, el oxidante es distinto del oxígeno (respiración
anaeróbica).
es el proceso responsable de que la mayoría de los seres vivos, los llamados por ello aerobios, requieran oxígeno. La
respiración 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 membrana
plasmática 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
procesos 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 para
proporcionar energía, dióxido de carbono y agua. A esta serie de reacciones se le conoce con el nombre de respiración
aeróbica.
La reacción química global de la respiración es la siguiente:
RESPIRACION ANAEROBICA
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 en
la respiración aerobia convencional.
No hay que confundir la respiración anaeróbica con la fermentación, en la que no existe en abso
TABLA DE RESPIRACION ANAEROBICA
Aceptor Producto final Microorganismo
Nitrato
Nitritos, óxidos de
nitrógeno y N2
Pseudomonas, Bacillus
Sulfato Sulfuros Desulfovibrio, Clostridium
Azufre Sulfuros Thermoplasma
CO2 Metano
Methanococcus, Methanos
arcina, Methanopyrus
Fe3+ Fe2+ Shewanella, Geobacter, Ge
ospirillum, Geovibrio
Mn4+ Mn2+ Shewanella putrefaciens
Selenato Selenito
Arsenato Arsenito Desulfotomaculum
Fumarato Succinato
Wolinella
succinogenes, Desulfovibri
o, E. coli
DMSO DMS
Campylobacter, Escherichi
a
TMAO TMA
Clorobenzoato Benzoato Desulfomonile
10.
FERMENTACION
La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, que no requiere oxígeno, siendo el producto final un
compuesto 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 es
llevada 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 los
electrones del NADH producido en la glucólisis no es el oxígeno, sino un compuesto orgánico que se reducirá para poder
reoxidar el NADH a NAD+. El compuesto orgánico que se reduce (acetaldehído, piruvato, ...) es un derivado del sustrato que
se 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 mayoría
de las células de los animales (incluido el hombre), excepto en las neuronas que mueren rápidamente si no pueden realizar la
respiración celular; algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias y se ven obligadas a fermentar; el tejido
muscular de los animales realiza la fermentación láctica cuando el aporte de oxígeno a las células musculares no es
suficiente 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, ya
que 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 compuestos
orgánicos con poco poder oxidante.
En la industria la fermentación puede ser oxidativa, es decir, en presencia de oxígeno, pero es una oxidación aeróbica
incompleta, como la producción de ácido acético a partir de etanol.
Las fermentaciones pueden ser: naturales, cuando las condiciones ambientales permiten la interacción de los
microorganismos y los sustratos orgánicos susceptibles; o artificiales, cuando el hombre propicia condiciones y el contacto r
11. El beneficio industrial primario de la fermentación es la conversión del mosto en vino, cebada en cerveza y carbohidratos en
dióxido de carbono para hacer pan. Otros usos de la fermentación son la producción de suplementos de vitamina B12, etc. De
acuerdo 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 los
alimentos.
Preservación de cantidades substanciales de alimentos a través de ácido láctico, etanol, ácido acético y fermentaciones
alcalinas.
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 eliminar
antinutrientes. Los alimentos pueden preservarse por fermentación, la fermentación hace uso de energía de los alimentos y
puede crear condiciones inadecuadas para organismos indeseables. Por ejemplo, avinagrando el ácido producido por la
bacteria 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, la
fermentación es a menudo lo mismo que putrefacción, significando permitir el pudrimiento o la descomposición natural de la
sustancia.
USOS
