Antes de comenzar a ver qué es la respiración celular aeróbica, explicaremos algunos de los componentes y procesos básicos de la célula.
La célula
El metabolismo se divide en dos procesos. En primer lugar, el catabolismo, que consiste en la degradación de moléculas complejas a otras más simples liberando así energía. Esta energía es empleada para labores que van desde producir calor hasta llevar a cabo la contracción muscular. En segundo lugar, el anabolismo, consiste en la síntesis de moléculas complejas a partir de otras más simples consumiendo energía, es decir, lo contrario al catabolismo.
La respiración celular aeróbica, como componente del metabolismo, es un proceso catabólico, en otras palabras, un conjunto de reacciones bioquímicas por las que compuestos orgánicos se degradan por oxidación hasta inorgánicos liberando energía.
Todas las células vivas tienen que llevar a cabo la respiración celular aeróbica, sin embargo, no todas son iguales. Puede ser respiración aeróbica (respiración mitocondrial) en presencia de oxígeno, o respiración anaeróbica, en medios sin oxígeno. Algunos microorganismos como las levaduras son capaces de utilizar el oxígeno y dejar de emplearlo cuando este escasea.
Durante la respiración celular, una molécula de glucosa se degrada poco a poco en dióxido de carbono y agua. Esto ocurre en un total de 4 etapas que veremos muy simplificadas a continuación.
Índice de contenido:
Primera etapa de la respiración celular aeróbica: Glucólisis
Todo comienza en el citoplasma de la célula con una molécula de glucosa(C6H12O6), el principal azúcar que circula en nuestra sangre y la primera fuente de energía en nuestro cuerpo. En esta fase esta glucosa se “divide” en dos moléculas de ácido pirúvico (también llamado piruvato) produciendo energía. Como hemos visto anteriormente esto sería un proceso catabólico.
Si una vez realizada la glucólisis hubiera una falta de oxígeno, nos encontraríamos ante una fermentación. Las fermentaciones más conocidas son la fermentación láctica utilizada en la fabricación de yogures y la fermentación etílica empleada en la fabricación de algunas bebidas alcohólicas. Para las siguientes etapas es necesaria la presencia de oxígeno.
Segunda etapa de la respiración celular aeróbica: Descarboxilación oxidativa.
La molécula de ácido pirúvico ingresa en la matriz mitocondrial donde se transforma en otra molécula llamada Acetil-CoA, la molécula intermediaria más importante en el metabolismo. En este proceso se libera CO2 (dióxido de carbono) e interviene una enzima llamada piruvato deshidrogenasa. Las enzimas son moléculas de los seres vivos (proteínas) que aceleran o ralentizan la velocidad a la que ocurren las reacciones químicas.
Tercera etapa de la respiración mitocondrial: Ciclo de Krebs
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Una vez obtenida la molécula de Acetil-CoA, comienza el Ciclo de Krebs localizado también en la matriz mitocondrial. La molécula de Acetil-CoA atraviesa el ciclo transformándose en distintas moléculas para finalmente regenerar la inicial. Se genera ATP, NADH y FADH2. El Ciclo de Krebs es una ruta central en la que convergen otras. El ciclo de krebs es un proceso complejo, al igual que toda la bioquímica.
Cuarta etapa de la respiración celular: Fosforilación oxidativa.
Finalmente, en la fosforilación oxidativa, el NADH + H+ y FADH2 producidos en la fase anterior depositan los electrones en una cadena de transporte. Estos electrones fluyen por la cadena mediante reacciones químicas. El transporte de estos es <<cuesta abajo>>, espontaneo, hasta llegar al compuesto químico que los recoge, el O2. Cuando se juntan con el oxígeno se forma agua (H2O).
Durante este proceso, protones de H+ se han quedado dentro del espacio intermembranoso y necesitan salir de alguna manera. Para salir solo pueden hacerlo por “túneles” que forman las ATP-asas. Al pasar por ellas se produce energía. A este fenómeno se le conoce como gradiente electroquímico.
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