¿Qué es la respiración celular?
Imagina que estás visitando un pueblo costero y planeas caminar por el paseo marítimo, jugar juegos de arcade, comer pastel de embudo y helado y montar en la noria. Es un paseo marítimo solo en efectivo y necesita cambio para el billete de $ 100 que trajo de vacaciones. La caja registradora, el banco o la máquina expendedora de billetes en la que cambia el billete de $ 100 es como la respiración celular. ¿Suena loco? Sigue la historia.
Supongamos que recibe cambio del banco local en el paseo marítimo. El banco le da dos billetes de $ 20, cuatro billetes de $ 10, dos billetes de $ 5 y diez billetes de $ 1. El dinero que recuperas del banco es energía (definiremos en breve cuál es esa energía). Ahora que tienes el cambio (energía) que necesitas para hacer todas las cosas divertidas que quieras en el malecón, te reúnas con tu familia y el resto es historia.
Volver a la ciencia
La respiración celular es el proceso por el cual su cuerpo convierte la energía bioquímica de los nutrientes en los alimentos que consume en energía que el cuerpo puede utilizar. Es el término amplio que describe el conjunto de reacciones y procesos metabólicos que ocurren en el cuerpo y que nos permiten utilizar los alimentos como fuente de energía.
La respiración celular fue el banco en nuestro ejemplo porque tomó un billete grande y lo dividió en billetes más pequeños, que se utilizaron para diferentes actividades. La respiración celular oxida los alimentos en energía en forma de ATP , trifosfato de adenosina. ATP en nuestro ejemplo fue el cambio que nos dio el banco. El ATP se utiliza como energía a nivel celular en nuestros cuerpos.
El NADH también es una forma de energía celular, y aunque no es tan importante en nuestra lección como el ATP, sigue siendo un subproducto de la respiración celular. NADH significa dinucleótido de nicotinamida y adenina, pero por ahora puede recordarlo como NADH.
Carbohidratos: digestión, absorción, glucólisis y producción de ATP
Glucólisis
La glucólisis es uno de los principales procesos involucrados en la respiración celular. La glucólisis es la vía que convierte el azúcar en energía, o la glucosa (C6H12O6) en piruvato (CH3COCOO), generando ATP durante la conversión.
Un término importante a conocer es el catabolismo. El catabolismo es la descomposición de moléculas más grandes en moléculas más pequeñas (a la inversa, el anabolismo es la construcción de moléculas más grandes a partir de moléculas más pequeñas). La glucólisis es catabólica; descompone la glucosa, un azúcar de 6 carbonos en piruvato, un azúcar de 3 carbonos. La verdad está en el nombre: glico para glucosa y lisis , en griego para «desvincular». La glucólisis significa literalmente «descomponer la glucosa».
La glucólisis se produce en el citosol de la célula: el citosol es el componente líquido del citoplasma, el área dentro de la membrana celular que contiene los orgánulos. La glucólisis no necesita oxígeno para ocurrir; es completamente independiente del oxígeno molecular y puede continuar sin él. Sin embargo, los subproductos energéticos, ATP y NADH, requieren oxígeno para ser utilizados.
La glucólisis es única porque es completamente anaeróbica, lo que significa que no requiere oxígeno y continuará con o sin él. A diferencia de los siguientes pasos en la respiración celular, que requieren absolutamente oxígeno para ocurrir.
Revisemos. La glucólisis descompone la glucosa en piruvato, y los subproductos de esta reacción incluyen ATP y NADH, que nuestros cuerpos utilizan como fuentes de energía. Esta reacción es independiente del oxígeno y ocurre en el citosol de nuestras células.
¿Qué es la Respiración Celular? Concepto y experimento
Pasos
Hay una serie de diez reacciones que ocurren en una sola «ronda» de glucólisis (es decir, una molécula de glucosa) y tres etapas únicas.
Cada reacción está catalizada por una enzima específica. Una enzima es una proteína que acelera una reacción química y esencialmente permite que ocurra. En la imagen, las enzimas específicas se indican en azul.
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El propósito de las tres reacciones en la Etapa 1 de la glucólisis (glucosa a fructosa 1,6 bisfosfato) es atrapar la glucosa en la célula y convertirla en una molécula que se escinde fácilmente por la mitad en dos moléculas de 3 carbonos.
La etapa 2 es la división real de fructosa 1,6 bisfosfato (todavía un azúcar de 6 carbonos) en dos moléculas de gliceraldehído 3-fosfato.
La etapa 3 toma una molécula de gliceraldehído-3 fosfato a la vez y las oxida a piruvato, que a su vez genera ATP. En la figura, verá que a la izquierda se indica que todo en la Etapa 3 ocurre ‘2x’. La glucosa es una molécula de seis carbonos y, al final de la etapa 1, se convierte en 2 moléculas de tres carbonos. Por lo tanto, las Etapas 1 y 2 ocurren cada una solo una vez en una sola ‘ronda’ de glucólisis, pero la Etapa 3 ocurre dos veces. En resumen, una molécula de glucosa genera lo siguiente: dos moléculas de piruvato, 4 ATP y 2 NADH.
¿Qué es el Transporte Pasivo y Activo de la Membrana Celular?
Tenga en cuenta que, aunque 4 ATP es la cantidad neta generada por una molécula de glucosa, la vía glucolítica en realidad usa 2 ATP durante el proceso de conversión. Qué significa esto: aunque se generan 4 ATP al final, 2 ATP se consumen durante la glucólisis y el resultado final es 2 ATP, no 4.
¿Cuál es el punto de?
Volvamos a nuestro ejemplo del paseo marítimo. Cuando estaba en el banco recibiendo el cambio de su Benjamin Franklin, el cajero le devolvió x cantidad de billetes (podría haber recibido 5 billetes de $ 20,00 si no hubiera necesitado billetes más pequeños). En la respiración celular, siempre se obtiene una cierta cantidad de «cambio» (ATP): 38. Se generan 38 ATP cada vez que su cuerpo cambia, esencialmente. De esto, la glucólisis genera solo 4 ATP. De manera similar, la glucólisis es solo un pequeño jugador en el proceso más grande de la respiración celular.
Entonces, ¿qué sucede con el piruvato generado a partir de la glucólisis? Entra en el ciclo del ácido cítrico (también conocido como ciclo de Krebs) y produce aún más ATP. Dato interesante: el piruvato solo entrará en el ciclo del ácido cítrico en presencia de oxígeno. Si no hay oxígeno presente, se convertirá en lactato o etanol mediante un proceso conocido como fermentación.
Resumen de la lección
La respiración celular es el proceso por el cual nuestros cuerpos recolectan la energía almacenada en los alimentos. Es la forma en que obtenemos energía a nivel celular lo que permite que nuestros órganos y tejidos funcionen. La glucólisis es un componente de la respiración celular que es catabólico y no requiere oxígeno (características exclusivas de la glucólisis; otras vías de la respiración celular requieren oxígeno). La glucólisis comienza con una molécula de glucosa (una molécula de 6 carbonos) y da como resultado dos moléculas de piruvato de 3 carbonos. La conversión crea energía en forma de ATP o trifosfato de adenosina. Se generan 4 ATP y 2 NADH durante la glucólisis.
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