Definición de levadura y respiración celular
Imagínese un domingo tranquilo en la cocina. El olor a pan recién horneado sale del horno. Al mezclar levadura, harina, azúcar y agua, pudo convertir estos simples ingredientes en una barra de pan. Si alguna vez ha hecho pan, sabe que lleva mucho tiempo. Después de mezclar la masa, necesita tiempo para que suba. Casi como por arte de magia, su pan duplica o incluso triplica su tamaño en una o dos horas. ¿Como sucedió esto?
El ingrediente clave para hacer pan esponjoso es la levadura. La levadura es un hongo unicelular, que está vivo y debe producir su propia energía para sobrevivir. La levadura en su pan utiliza un proceso llamado respiración celular , donde la glucosa se convierte en ATP y dióxido de carbono. El dióxido de carbono es lo que hace que el pan suba. La levadura produce este gas y el pan se hincha, incorporando el gas entre la harina. Hoy aprenderemos sobre este proceso, que requiere oxígeno, llamado respiración aeróbica, y otro proceso de levadura llamado respiración anaeróbica.
Respiración celular aeróbica
La respiración celular aeróbica es la respiración celular que requiere oxígeno. Hay tres pasos principales en este proceso: glucólisis, ciclo del ácido cítrico y fosforilación oxidativa. Aquí, veremos cada paso con más detalle.
Paso 1: glucólisis
Durante el primer paso de la respiración celular, la glucosa , un azúcar simple, ingresa a la célula. La levadura usa la glucosa y crea dos ATP, dos NADH (una molécula que transporta electrones que se usarán más adelante) y dos piruvato necesarios para el siguiente paso.
Paso 2: el ciclo del ácido cítrico
En el ciclo del ácido cítrico, el piruvato se convierte en una molécula llamada acetil-CoA en la mitocondria , la fuente de energía de la célula. Esta molécula se regenera durante este paso, de ahí la parte del ciclo del nombre. Durante esta conversión, cada piruvato libera una molécula de dióxido de carbono. A continuación, la acetil-CoA se convierte en varias otras moléculas antes de regenerarse. Durante estas reacciones, se producen dos GTP, que luego se convierten en ATP. Este paso también produce seis NADH, la mayor cantidad de cualquier paso en la respiración celular, y un FADH2, una molécula similar. En esta etapa, se liberan dos dióxido de carbono adicionales.
Paso 3: fosforilación oxidativa
La fosforilación oxidativa es la gran recompensa energética de la levadura. Este paso ocurre en la membrana interna de las mitocondrias. Todo el NADH y FADH2 creado llegan a la membrana para soltar sus electrones. Los entregan a proteínas en la cadena de transporte de electrones . A cada proteína le gusta más cada electrón que la anterior, por lo que los electrones siguen pasando por la cadena. Al final de la cadena está el oxígeno, el último aceptor de electrones. El oxígeno toma dos electrones y dos iones de hidrógeno de las mitocondrias y los convierte en agua.
Quizás todavía se pregunte cómo se produce la energía. El secreto es la cadena de transporte de electrones. A medida que los electrones se transmiten, utilizan la energía para bombear iones de hidrógeno al espacio intermembrana entre la membrana mitocondrial interna y externa. Estos iones de hidrógeno se acumulan como agua detrás de una presa. Como una presa, solo hay una forma de fluir: su gradiente de concentración para liberar la energía almacenada. Los iones de hidrógeno fluyen a través de una proteína llamada ATP sintasa, que gira como una turbina para crear ATP. La respiración aeróbica es la más eficiente y libera la mayor cantidad de energía, de 36 a 38 ATP por molécula de glucosa.
Respiración anaerobica
La respiración anaeróbica debe tener lugar sin oxígeno. La levadura es especial porque puede realizar respiración aeróbica y anaeróbica; la mayoría de los organismos solo pueden hacer uno u otro. Por ejemplo, los humanos somos aerobios obligados, lo que significa que debemos tener oxígeno para producir energía.
La respiración anaeróbica es mucho menos eficiente que la respiración aeróbica. La glucosa se convierte en ácido pirúvico para producir dos ATP, de manera similar a la glucólisis. Pero aquí no hay oxígeno, por lo que los siguientes dos pasos no suceden. El ácido pirúvico se convierte en etanol y dióxido de carbono. Este etanol es el mismo etanol que se encuentra en las bebidas alcohólicas como el vino y la cerveza. La respiración anaeróbica en la levadura también se llama fermentación y es un proceso común en la industria alimentaria. El etanol le da a las bebidas el contenido de alcohol y el dióxido de carbono proporciona la carbonatación en la cerveza.
Resumen de la lección
En resumen, la levadura es un hongo unicelular que utiliza la respiración celular , que convierte la glucosa y el oxígeno en dióxido de carbono y ATP. Recuerde que la glucosa es un azúcar simple que proporciona energía a la mayoría de las formas de vida. Este proceso se llama respiración aeróbica porque utiliza oxígeno.
La glucólisis crea dos ATP y dos NADH, mientras que el segundo paso, el ciclo del ácido cítrico, crea seis moléculas de NADH, dos ATP y dos de dióxido de carbono. El NADH se transporta a la membrana de las mitocondrias , la central eléctrica de la célula, donde los electrones fluyen a través de la cadena de transporte de electrones , en la que a cada proteína le gusta cada electrón más que a la anterior, por lo que los electrones siguen pasando por la cadena. y finalmente al oxígeno. A medida que los electrones fluyen a través de la cadena, las proteínas bombean iones de hidrógeno a través de la membrana, creando un gradiente. La ATP sintasa usa la energía en el gradiente para producir ATP. La respiración aeróbica produce la mayor cantidad de ATP, entre 36 y 38.
La fermentación es respiración anaeróbica y ocurre sin oxígeno. La glucosa se convierte en dos ATP, etanol y dióxido de carbono. La fermentación de levadura se usa para hacer cerveza y vino.
Continúa con:
- Biologia
División celular: avances médicos y tecnología
¿Qué es la división celular? ¿Alguna vez se ha caído y se ha raspado? En...
- Biologia
¿Cuál es el propósito de la respiración celular?
El propósito de la respiración celular La respiración celular es el proceso mediante el cual...
- Biologia
Crecimiento celular: fases y factores
Cortes y raspaduras Hace unos años, estaba en mi laboratorio de biología limpiando cristalería. Como...
- Biologia
Adaptación celular: aumentos en número o tamaño
Cada vez más grande o más numeroso Cuando eras pequeño, simplemente te hacías más grande,...