Fermentación
Las células de su cuerpo normalmente se someten a respiración celular aeróbica , o un proceso que usa oxígeno para convertir los alimentos en energía. Sin embargo, hay momentos en que las células se someten a una respiración celular anaeróbica , o un proceso que no utiliza oxígeno para convertir los alimentos en energía. Las células de sus músculos, cuando se les priva de aire, utilizarán la respiración celular anaeróbica. La levadura, que es un organismo que se usa para hacer cerveza y vino, también seguirá un camino similar cuando se le priva de oxígeno.
 |
Revisión de la respiración celular aeróbica
Antes de profundizar en cómo funciona este proceso, revisemos primero la respiración celular en su conjunto. Recuerde que en la respiración celular aeróbica hay tres etapas: la glucólisis , el ciclo del ácido cítrico y la cadena de transporte de electrones . En la glucólisis , se produce una red de dos moléculas de ATP o energía química. El ciclo del ácido cítrico produce otras dos moléculas, mientras que la cadena de transporte de electrones produce la friolera de 28 moléculas de ATP. El oxígeno se usa en la respiración celular aeróbica como el aceptor final de electrones en la cadena de transporte de electrones, que es parte de por qué es capaz de crear tanto ATP.
Pero, ¿qué pasa cuando el oxígeno no existe? ¿Como cuando corres tan fuerte que no puedes recuperar el aliento durante el juego? La cadena de transporte de electrones ya no se puede usar porque hay escasez de oxígeno. En cambio, en la respiración celular anaeróbica, el único paso de este proceso que ocurre es la glucólisis. Esto es lamentable porque el ATP es como la moneda química de la célula y perdemos la capacidad de «pagar» por todos los procesos celulares cuando nos quedamos sin ATP. La glucólisis solo proporciona dos moléculas de ATP. Al omitir los dos últimos pasos de este proceso, perdemos mucho dinero en efectivo.
Sin embargo, a veces es mejor un poco de energía que ninguna energía. Por lo tanto, en condiciones anaeróbicas, algunos organismos realizan la fermentación , que es un proceso que genera ATP de forma anaeróbica al realizar la glucólisis y un paso adicional. Hay dos tipos de fermentación que discutiremos en esta lección: fermentación con ácido láctico y fermentación alcohólica .
Fermentación de ácido láctico
La glucólisis ocurre en el citosol. Junto con 2 ATP, también produce 2 portadores de electrones NADH + H + y dos moléculas de piruvato de 3 carbonos . Normalmente, las moléculas de piruvato continuarían en el ciclo del ácido cítrico, mientras que los portadores de electrones continuarían en la cadena de transporte de electrones. Aquí, estos portadores de electrones dejarían caer sus electrones y se oxidarían de nuevo a NAD +. Entonces las moléculas de NAD + podrían volver a la glucólisis para realizar la respiración celular de nuevo. Pero cuando no hay una cadena de transporte de electrones a la que dirigirse, ¿qué puede hacer un portador de electrones pobre con sus electrones?
Reacciones Ácido-Base en Química: Fundamentos, Teorías y Aplicaciones
 |
Veamos específicamente cómo sucede esto en sus células musculares cuando está jugando un buen juego de defensa en la cancha de baloncesto. Durante una actividad alta, su sangre no transporta oxígeno con la suficiente rapidez y se queda sin aliento. Aún desea poder moverse, por lo que su cuerpo se convierte en respiración celular anaeróbica. En algunas células animales y microorganismos, las células pueden realizar la fermentación del ácido láctico . En este proceso, el piruvato es reducido por NADH + H +. Al hacerlo, los portadores de electrones vuelven a su estado NAD + para que puedan volver a entrar en el ciclo de glucólisis. Mientras tanto, el piruvato se convierte en la molécula de ácido láctico de 3 carbonos (lactato).
Fermentación alcohólica
La fermentación de levadura se utiliza para hacer vino y cerveza, así como para hornear pan. Este proceso se basa en un principio similar al de la fermentación del ácido láctico. En condiciones anaeróbicas, estas células no pueden atravesar el ciclo del ácido cítrico y la cadena de transporte de electrones. Por lo tanto, también necesitan oxidar sus portadores de electrones después de la glucólisis.
 |
En la fermentación alcohólica , el piruvato se convierte en una molécula de 2 carbonos llamada acetaldehído. El tercer carbono se libera como dióxido de carbono. Este es un efecto secundario encantador que puede agregar burbujas a la cerveza y hacer que el pan suba. Mientras tanto, el acetaldehído se reduce a etanol (alcohol etílico) mientras que los portadores de electrones NADH + H + se oxidan. Esto los devuelve a NAD +, que luego puede volver a entrar en la glucólisis.
Resumen de la lección
En esta lección, aprendimos cómo algunas células y organismos realizan la respiración celular anaeróbica , o un proceso que convierte los alimentos en energía sin oxígeno. El oxígeno es normalmente el aceptor de electrones final en la cadena de transporte de electrones. Sin oxígeno, estas células solo se someten a glucólisis y producen 2 ATP por molécula de glucosa. Luego, necesitan reducir el piruvato para regenerar NAD + a partir de NADH + H +.
La fermentación es el proceso que realiza este trabajo. En la fermentación del ácido láctico , el piruvato se reduce a ácido láctico. Esto ocurre en las células, como nuestros músculos, cuando hacemos ejercicio. En la fermentación alcohólica , el piruvato se reduce a alcohol y libera dióxido de carbono. Este tipo de fermentación se usa comúnmente con levadura para hacer bebidas alcohólicas y hacer que el pan suba.
¿Qué es la Fermentación en Ingeniería Bioquímica?
Resultado de aprendizaje
Al final de este video, podrá describir, comparar y contrastar la fermentación del ácido láctico con la fermentación alcohólica.
Explora más sobre este tema
Selecciona un tema y sigue aprendiendo...
