Respiración celular [Repaso] (Tema 10)

Como bien sabemos la respiración celular es un proceso que se lleva a cabo en células eucariotas y procariotas cuya función es la obtención de energía por medio de ATP. Este proceso se lleva a cabo en las mitocondrias. Podemos considerar principalmente tres fases dentro de la respiración celular: la glucólisis, el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria. 

La glucólisis es un conjunto de reacciones que se lleva a cabo en el citosol y transforma la glucosa (6C) en piruvato (ácido pirúvico) (3C). Estas reacciones producen una pequeña parte de ATP y H2O. Se distinguen dos etapas: la de gasto de ATP y la de creación de ATP. A partir de la 5ª reacción, todos los productos que se producen se multiplican por 2, debido a la división de la Fructosa-1,6-difosfato en Gliceraldehído-3-fosfato y en Dihidroxiacetona fosfato; por lo que obtendremos finalmente 2 moléculas de Piruvato.

Una vez tenemos las 2 moléculas de Piruvato (3C), estas pasan a la mitocondria, pero antes de que se lleve a cabo el Ciclo de Krebs, deben transformarse en 2 moléculas de Acetil-CoA (2C). Esto se produce ya que cada molécula de piruvato desprende una molécula de CO2, dando lugar a 2 moléculas de Acetato (2C) a las que se le añade la enzima CoA-SH, creando 2 moléculas de Acetil-CoA. Ahora sí, estas moléculas pueden entrar en el ciclo de Krebs.

El ciclo de Krebs es un conjunto de reacciones cíclicas, las cuales nos permiten obtener energía en forma de NADH, FADH2 y GTP, que al fin y al cabo, nos proporcionan ATP. Partimos de una molécula de Oxalacetato (4C) a la que se le añade el Acetil-CoA (2C) y da Citrato (6C) que por medio de unas determinadas reacciones perderá 2C hasta volver a dar Oxalacetato. Cada vuelta del Ciclo utiliza un Acetil-CoA, por lo que para que se produzca esta reacción con las 2 moléculas, el ciclo producirá 2 vueltas.

La cadena respiratoria está constituida por tres procesos: el transporte de electrones, la quimiósmosis y la fosforilación oxidativa.

El transporte de electrones se lleva a cabo por una cadena transportadora, que consiste en un conjunto de proteínas llamadas citocromos que permiten el paso de electrones a niveles más cercanos al núcleo. Este movimiento se produce gracias a la energía (ATP) desprendida de las enzimas reducidas obtenidas en la glucólisis y el ciclo de Krebs, por ejemplo: NADH y FADH2 (se oxidan NADH y FADH2 --> NAD+ y FAD; se reducen NAD+ y FAD  --> NADH y FADH2). Por otra parte la cadena respiratoria está formada por grandes complejos proteicos I, II, III y IV; por una molécula lipídica llamada Ubiquinona (Q) y por proteínas, Citocromo C.

Bibliografía:

· Nelson y Cox, Lehninger Principios de Bioquímica. Quinta edición. Editorial Omega 2009.