Respiración celular
Esta es una hamburguesa. Y este es Butch el culturista. Butch es muy fuerte y tiene muchos músculos, pero para crear esos músculos, su cuerpo tiene que ser capaz de tomar esta hamburguesa, extraer la energía contenida dentro de las proteínas y carbohidratos y usar esa energía para construir nuevos tejidos musculares. Este proceso es tan complejo como parece, y hay varias cosas en juego aquí. Lo más importante es la respiración celular , el proceso mediante el cual las células liberan la energía en las moléculas de los alimentos y la ponen a disposición para su uso.
El objetivo principal de la respiración celular es la creación de ATP, una molécula que empaqueta y transporta energía de una manera que el resto de la célula puede utilizar. La creación de ATP requiere una serie de vías metabólicas , cadenas de reacciones químicas en las que el producto de una reacción impulsa la siguiente. Las vías metabólicas incluyen la glucólisis y el ciclo del ácido cítrico. Estas vías son fabricadas por enzimas, moléculas que aceleran las reacciones químicas. Entonces, una enzima está a cargo de la primera parte de la ruta y crea un producto que se usa para iniciar la segunda reacción, y así sucesivamente. Eso es lo básico, pero ¿qué dices si lo miramos más de cerca? Veamos de qué se trata el culturismo real.
Glucólisis
Entonces, las células convierten las moléculas orgánicas en energía utilizable a través de la respiración celular. Ese es el panorama general. Pero, podemos dividir esto aún más en algunas vías metabólicas que hacen posible la respiración. La primera es la glucólisis , la vía responsable de descomponer la glucosa en una molécula aún más simple llamada piruvato. La glucosa es una forma básica de carbohidrato llamada azúcar simple y una de las fuentes de energía más comunes. Entonces, el cuerpo ingiere alimentos, de esos alimentos se extraen carbohidratos y de ellos obtenemos glucosa. Ahora ocurre la glucólisis. A través de la glucólisis, una molécula de glucosa se convertirá en dos moléculas de piruvato. Este proceso ocurre en el citoplasma de la célula.
La glucólisis realmente tiene dos fases distintas. En la fase uno , el ciclo consume dos moléculas de ATP para generar la energía necesaria para descomponer la glucosa en una molécula llamada gliceraldehído 3-fosfato. Luego, en la fase dos , esta molécula se convierte en piruvato. Romper las moléculas libera la energía dentro de los enlaces moleculares, y eso es lo que se empaqueta como ATP. Ahora, la fase dos produce cuatro ATP, pero recuerde que tuvimos que usar dos ATP para iniciar este proceso, por lo que la ganancia neta es realmente dos ATP. La glucólisis también produce dos moléculas de NADH, una molécula importante para muchas vías como donante de electrones, pero la función principal de este ciclo es crear una ganancia neta de dos ATP y esas dos moléculas de piruvato.
El ciclo del ácido cítrico
Una vez que hayamos terminado con la glucólisis, podemos pasar a la etapa dos de la respiración, el ciclo del ácido cítrico , también llamado ciclo de Krebs por el científico que lo descubrió. El objetivo de esta vía es liberar la energía dentro de las moléculas de piruvato creadas por la glucólisis. ¿Recuerda cómo definimos estas vías como reacciones que impulsan otras reacciones? La glucólisis produce las moléculas que son procesadas por el ciclo del ácido cítrico. El ciclo del ácido cítrico ocurre en las mitocondrias de la célula y eventualmente romperá el piruvato hasta llegar a sustancias inorgánicas como el dióxido de carbono y el agua, liberando así toda la energía dentro de la molécula.
Al igual que con la glucólisis, el ciclo del ácido cítrico tiene dos fases. En la primera fase , el piruvato se oxida para formar Acetil CoA. Básicamente, esto significa que se utilizan moléculas de oxígeno para quemar el piruvato. Las nuevas moléculas de Acetil CoA luego entran en la segunda fase y se someten a una serie de reacciones que liberan toda la energía que contienen.
Cuando todo está dicho y hecho, el ciclo del ácido cítrico produce ocho moléculas de NADH y dos ATP y algunos otros compuestos básicos por molécula de glucosa. Las moléculas producidas por el ciclo del ácido cítrico entrarán en otra fase de la respiración celular llamada cadena de transporte de electrones, en la que los protones se bombean a través de una membrana para liberar la energía en las moléculas. La ganancia neta total de energía a través de todas estas moléculas diferentes es igual a aproximadamente 38 moléculas de ATP, aunque la mayoría se empaquetará de diferentes maneras y no solo como ATP o NADH. Aún así, este es un ciclo productivo y, en realidad, no ha terminado. Algunas de las moléculas producidas por el ciclo del ácido cítrico en realidad terminarán reiniciando la vía y viajando a través de ella nuevamente, y otras se usarán para impulsar otros conjuntos de reacciones químicas.
Resumen de la lección
¿Cómo tomamos una hamburguesa y la convertimos en músculos y tejidos y todo lo demás que necesitamos? Nuestras células tienen que poder extraer la energía de los alimentos, y eso significa la respiración celular , el proceso por el cual la célula libera la energía en las moléculas de los alimentos y la pone a disposición para su uso. La respiración consta de dos vías metabólicas principales , cadenas de reacciones químicas en las que el producto de una reacción impulsa la siguiente.
La primera es la glucólisis , la vía responsable de descomponer la glucosa en piruvato. Las dos moléculas de piruvato de cada glucosa ingresan al ciclo del ácido cítrico , que libera la energía dentro de los piruvatos al descomponerlos en moléculas inorgánicas. A continuación, las moléculas de este proceso pasan por la cadena de transporte de electrones para completar el proceso de respiración celular.
La ganancia neta de este proceso total es igual a aproximadamente 38 moléculas de ATP , una molécula que se usa para transportar energía, aunque la mayor parte se empaquetará de diferentes maneras. Aún así, es un proceso muy eficiente y, a partir de ahí, la energía se puede usar para impulsar todas las demás funciones de la célula, desde copiar material genético hasta activar genes, incluso hasta el culturismo.
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