La segunda etapa de la respiración celular
¿Qué es la respiración celular?
Mientras se sienta y lee estas palabras, los músculos de sus ojos se contraen, lo que le permite escanear esta página. Sus pulmones se expanden y contraen, su corazón late y los músculos de sus manos se flexionan cada vez que mueve el mouse de la computadora. ¿De dónde obtiene su cuerpo la energía para realizar estos movimientos? En parte, proviene de los alimentos que consume. Pero, más específicamente, proviene de la respiración celular . La respiración celular es el proceso que utiliza su cuerpo para convertir la energía química de los alimentos en energía celular utilizable. Nuestra primera ilustración muestra el proceso general de la respiración celular.
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Como se muestra en la ilustración, la respiración celular consta de varias vías diferentes. El enfoque de esta lección es el ciclo de Krebs . El ciclo de Krebs es el segundo paso en la respiración celular. Ahora, echemos un vistazo más de cerca a cómo funciona este proceso.
Cómo funciona el ciclo de Krebs
Antes de sumergirnos en esto, primero reconozcamos que el ciclo de Krebs es un proceso complejo. Por lo tanto, intentaremos simplificarlo en la mayor medida posible sin omitir ninguna información clave. Básicamente, el ciclo de Krebs usa ácido pirúvico y crea el gas CO2 y las sustancias químicas NAHD, FADH2 y ATP . El ATP, o trifosfato de adenosina, es la molécula de alta energía que utilizan las células. Básicamente, el ATP es como una moneda celular. Si una célula quiere realizar una función como la digestión, el crecimiento, la replicación del ADN o el mantenimiento del metabolismo básico (por nombrar algunos), necesitará ATP.
El ciclo de Krebs juega un papel vital en la producción de esta molécula de ATP. Aquí verá una ilustración que muestra el funcionamiento interno del ciclo de Krebs.
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Reacciones tempranas del ciclo de Krebs
Como puede ver, el proceso comienza con ácido pirúvico (o piruvato), que se produjo durante el paso inicial de la respiración celular (glucólisis). Este ácido pirúvico es una molécula de 3 carbonos, junto con algo de hidrógeno (no se muestra en la imagen). Al comienzo del ciclo de Krebs, una de estas moléculas de carbono se elimina. La eliminación de este carbono libera hidrógeno que solía ser parte del ácido pirúvico. Este hidrógeno libre puede luego unirse con el químico NAD + para formar NADH. El carbono en sí puede unirse al oxígeno para producir gas CO2. Después de esta transición, nuestra molécula inicial de ácido pirúvico de 3 carbonos se ha convertido en una molécula de 2 carbonos llamada acetil-CoA. ¿Tener sentido? La acetil-CoA recién formada está lista para entrar en la parte cíclica real del ciclo de Krebs, que exploraremos a continuación.
Si ha entendido las fases iniciales de este ciclo, los siguientes pasos deberían ser relativamente fáciles de entender porque son similares. En este punto del proceso, nuestra acetil-CoA de 2 carbonos se combinará con un compuesto de 4 carbonos ya presente en el ciclo de Krebs. Esta unión crea una molécula de ácido cítrico de 6 carbonos. Por esta razón, el ciclo de Krebs a veces se denomina ciclo del ácido cítrico.
Reacciones del ciclo de Krebs medio
Este ácido cítrico luego se descompone durante una serie de pasos. Durante el primer paso, el carbono se elimina, liberando simultáneamente algo de hidrógeno. Este es el mismo proceso que ocurrió durante la descomposición del ácido pirúvico. Una vez más, el carbono se combina con el oxígeno para formar CO2 y el hidrógeno se combina con NAD + para formar NADH. Esta ruptura inicial luego nos deja con una molécula de 5 carbonos.
Esta molécula de 5 carbonos luego se descompone en una molécula de 4 carbonos. Una vez más, esta reacción libera carbono e hidrógeno para producir más CO2 y NADH. Después de que esto ocurra, estamos trabajando con una molécula de 4 carbonos. Esta molécula de 4 carbonos conservará su estructura de 4 carbonos, pero cambiará de otras formas. Estos cambios son sutiles, pero vitales para completar el ciclo de Krebs.
Finalizar las reacciones del ciclo de Krebs
Para ayudarlo a comprender el conjunto final de reacciones, es importante recordar que la molécula de 4 carbonos conserva su estructura de 4 carbonos. Sin embargo, esta estructura está doblada y modificada de tal manera que se libera hidrógeno. Este hidrógeno puede luego unirse con NAD + y formar NADH, mientras que también permite que otro químico llamado FAD agregue dos hidrógenos y se convierta en FADH2. Observe cómo ambas reacciones ocurren sin alterar la integridad de la molécula de 4 carbonos.
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La pieza final de nuestro rompecabezas de Krebs, que ocurre simultáneamente con la producción de FADH2, es que mientras se modifica la molécula de 4 carbonos, también se liberan electrones. Estos electrones se utilizan para unir una molécula de fosfato libre al ADP, difosfato de adenosina, y convertirlo en ATP, trifosfato de adenosina, nuestra molécula de moneda de energía.
Después de este torbellino de reacciones, la molécula de 4 carbonos restante está lista para volver a unirse con otra acetil-CoA para recrear el ácido cítrico, permitiendo así que el ciclo continúe. El NADH y FADH2 se envían a la cadena de transporte de electrones, que es el paso final de la respiración celular. El ATP se utiliza como energía celular donde sea que se necesite, y el CO2 producido al principio del ciclo de Krebs se exhala a la atmósfera.
Resumen de la lección
Para terminar, recuerde que su cuerpo necesita energía para sobrevivir. Leer estas palabras y contemplar su significado requiere que se desvíen grandes cantidades de energía a su cerebro. Esta energía celular se encuentra en forma de ATP o trifosfato de adenosina. El ATP es la moneda energética de las células. Su cuerpo depende de la respiración celular para producir ATP. El segundo paso en la respiración celular se llama ciclo de Krebs . El ciclo de Krebs usa ácido pirúvico para crear ATP, junto con moléculas adicionales como NADH, FADH2 y CO2. Las moléculas de NADH y FADH2 se utilizan durante el paso final de la respiración celular, mientras se exhala el CO2.
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