Quimiosmosis

La quimiosmosis es el movimiento de atomos de hidrogeno a traves de una membrana mitocondrial, o de los cloroplastos ( en el caso de las plantas) es el ultimo proceso de la respiracion celular. Este movimiento se da de areas mas concentradas a menos concentradas de la membrana.
Una enzima se encarga de fosforilizar estos protones y convertirlos en ADP que luego sera sinteziado en ATP

La Quimiosmosis es diferente en plantas en bacterias y en organismos poseedores de mitocondria.

En Mitocondrias: Las ultimas etapas de la respiracion celular ocurren en la mitocondria donde el NADH generado en el ciclo de Krebs liberan los electrones hacia una cadena transportadora de electrones para crear una gradiente de protones de hidrogeno a traves de la membrana mitocondiral interior, y luego las enzimas se encargan de procesar el ATP, este proceso tambien es conocido como fosforilación oxidativa.

En Plantas ( cloroplastos): la clorofila pierde un electron debido a la excitacion producida por la luz, este electron viaja a traves de una cadena transportadora de electrones terminando en NADPH una molecula de alta energia, que luego es sintetizada en ATP por la enzima correspondiente despues de pasar por la gradiente electroquimica de la membrana.

Fermentación

La fermentación se refiere a la obtención de energía en ausencia de oxígeno y generalmente lleva agregado el nombre del producto final de la reacción.

-Fermentación láctica:
Fermentación láctica se llama al proceso celular donde se utiliza glucosa para obtener energía y donde el producto de desecho es el ácido láctico. La fermentación láctica se produce en las bacterias. Es responsable de la producción de productos lácteos como: yogurt, quesos, cuajada, etc. El ácido láctico tiene excelentes propiedades conservantes de los alimentos.
La fermentacion lactica es un proceso de oxidacion incompleto como el de la fermentacion alcoholica, mas este proceso es un proceso aerobico, lo cual lo diferencia de la alcoholica.



-Fermentación alcohólica:
Es un proceso anaeróbico que se realiza por las levaduras y algunas bacterias, los cuales transforman el azúcar en alcohol etílico y dióxido de carbono. De la fermentación alcohólica se obtienen muchos productos como: vino, cerveza, alcohol, chocolate, pan, etc.
La fermentacion alcoholica comienza cuando la glucosa entra en la celula, y esta es descompuesta en acido piruvico, y este acido pierde un carbono para formar acetaldehido, el cual es reducido a alcohol etílico, el NADH se convierte en NAD+ (es oxididado).

El ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs, que tiene lugar dentro de las mitocondrias, completa la ruptura de la glucosa al descomponer un derivado del ácido pirúvico hasta dióxido de carbono.

-Reacciones que se llevan a cabo en el ciclo de Krebs:

*Reacción 1: Citrato sintasa.
El sitio activo de la enzima, activa el acetil-CoA para hacerlo afín a un centro carbonoso del oxalacetato. Como consecuencia de la unión entre las dos moléculas, el grupo tioéster (CoA) se hidroliza, formando así la molécula de citrato.

*Reacción 2: Aconitasa.
La aconitasa cataliza la isomerización del citrato a isocitrato, por la formación de cis-aconitato. La enzima cataliza también la reacción inversa, pero en el ciclo de Krebs tal reacción es unidireccional a causa de la ley de acción de masa.

*Reacción 3: Isocitrato deshidrogenasa.
La isocitrato deshidrogenasa mitocondrial es una enzima dependiente de la presencia de NAD+ y de Mn2+ o Mg2+. Inicialmente, la enzima cataliza la oxidación del isocitrato a oxalsuccinato, lo que genera una molécula de NADH a partir de NAD+.

*Reacción 4: α-cetoglutarato deshidrogenasa.
Después de la conversión del isocitrato en α-cetoglutarato se produce una segunda reacción de descarboxilación oxidativa, que lleva a la formación de succinil CoA. La descarboxilación oxidativa del α-chetoglutarato es muy parecida a la del piruvato, otro α-cetoácido.

*Reacción 5: Succinil-CoA sintetasa
La citrato sintasa se sirve de un intermediario con tal unión a alta energía para llevar a cabo la fusión entre una molécula con dos átomos de carbono (acetil-CoA) y una con cuatro (oxalacetato). La enzima succinil-CoA sintetasa se sirve de tal energía para fosforilar un nucleósido difosfato purinico como el GDP.

*Reacción 6: Succinato deshidrogenasa
La parte final del ciclo consiste en la reorganización de moléculas a cuatro átomos de carbono hasta la regeneración del oxalacetato. Para que eso sea posible, el grupo metilo presente en el succinato tiene que convertirse en un carbonilo.

*Reacción 7: Fumarasa
La fumarasa cataliza la adición en trans de un protón y un grupo OH- procedentes de una molécula de agua.

*Reacción 8: Malato deshidrogenasa
La última reacción del ciclo de Krebs consiste en la oxidación del malato a oxalacetato. La reacción, catalizada por la malato deshidrogenasa, utiliza otra molécula de NAD+ como aceptor de hidrógeno, produciendo NADH.

La Glucólisis

Glucólisis quiere decir rompimiento de la glucosa. Es la principal ruta bioquimica para la descomposición de la glucosa en sus componentes más simples dentro de las células del organismo. La glucólisis se caracteriza porque, si está disponible, puede utilizar oxígeno (ruta aerobia) o, si es necesario, puede continuar en ausencia de éste (ruta anaerobia), aunque a costa de producir menos energía.

La glucólisis es una secuencia lineal de reacciones catabólicas o degradativas, concretamente compuesta por 10 reacciones; son secuencias oxidativas que liberan cierta cantidad de energía.

La Glucolisis consta de 2 etapas, en cada una de estas etapas se presentan 5 reacciones

1. Fase de inversión de energía:
etapa en la que se activa la glucosa agregando 2 grupos fosfatos provenientes del ATP, se gastan 2 moleculas de ATP para este proceso.La molécula de glucosa se divide en dos moléculas de tres carbonos: el gliceraldehido-3-fosfato (G3P) y la dihidroxiacetona fosfato ésta última luego se transforma en G3P.

2. Fase de "cosecha" de energía:
Las 2 molculas de G3P se convierten en moleculas de acido piruvico, que luego van a oxidarse para generar NADH que sera temporalmente almacenado, y el resto de la energia se libera como calor.

Y ya que una molecula de glucosa produce 4 moleculas de ATP y se utilizan 2 en el proceso, la ganancia neta de ATP en la glucolisis es de 2 moleculas de ATP

Respiracion Celular

Proceso químico en el cual el oxígeno se usa para producir energía a partir de los carbohidratos. También se le puede llamar metabolismo aeróbico, metabolismo oxidativo, o respiración aeróbica.

La respiracion celular es un proceso de combustion bilogica que puede compararse por ejemplo con la combustion de una vela. En los dos casos, moleculas ricas en energia y mas complejas se degradan a moleculas mas simples, y esto tiene como consecuencia la liberacion de energia.

Sin embargo existen diferencias entre estos dos ejemplos de combustion, para empezar la combustion de una vela es un procesos incontrolado en el cual todas las moleculas rompen sus enlaces al mismo tiempo liberando toda su energia, mientras que en la respiracion celular esta liberacion de energia se hace lenta y paulatinamente controlado por enzimas.

Otra diferencia entre estas dos combustiones son sus productos, en una la energia liberada es calorica y luminosa ( podriamos llamarlo una llama), mientras que en la respiracion celular la energia liberada es utilizada fundamentalmente para la sintetizacion de moleculas de ATP ( Adenosin Trifosfato) .

En conclusion la respiracion celular puede ser considerada una serie de reacciones de oxido reduccion en las cuales las moleculas a combustionar son lenta y paulatinamente oxidadas y degradadas libernado energia que luego sera usada para sintetizar ATP.

La respiracion celular puede ser:

Aerobica: respiracion en la cual el O2 esta presente y ocurre en las mitocondrias.

Anaerobica: respiracion celular con ausencia de O2 y ocurre en el citoplasma.

La Mitocondria Y Su Estructura

Las mitocondrias son un organelo celular, fundamental para la celula en el cual sucede el importante e indispensable proceso de la respiracion celular.Las mitocndrias tambien regulan todos los procesos metabolicos de la celula, muerte celular programada, generar ATP,señalisacion celular entre otras.

El numero de mitocondrias presentes en una celula varia dependiendo del organismo, algunos organismos no poseen mitocondrias otros poseen solo una y algunos poseen muchas.

La Mitocondria tiene la siguiente estructura:

1.-Membrana externa
Contiene numerosas proteínas que regulan los intercambios de sustancias con el citosol. Es la membrana que cubre a todas las demás.

2.-Espacio Intermembrana
De composición muy similar a la del citosol debido a la permeabilidad de la membrana externa, es el espacio que viene antes de la membrana interna.

3.-Membrana Interna
Con repliegues hacia al interior o crestas que aumentan la superficie de la membrana. Contiene numerosas proteínas de transporte, y otras con funciones muy especializadas como los complejos que forman la cadena respiratoria y la ATP sintetasa, es la membrana que viene después del espacio intermemembrana.

4.-Matriz mitocondrial
Es el espacio interior de la mitocondria y está rodeado por membrana interna. Contiene varios elementos, es el centro de la mitocondria.


*Citosol: medio acuoso del citoplasma, es de lo que se compone el citoplasma.