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Ciclo de Krebs

Aprende la relación del ciclo de Krebs y cadena respiratoria

Ciclo de Krebs y cadena respiratoria

Ciclo de Kbres y cadena respiratoria son dos procesos que ocurren en simultaneo dentro de la célula. Es el mecanismo por el cual se produce la respiración celular y se libera energía.

Los resultados de la glucólisis en una ganancia neta de 2 ATP y 2 moléculas NADH de una molécula de glucosa. Ten en cuenta que esta ganancia representa una transferencia efectiva de 20 kcal de energía a ATP (aproximadamente 10 kcal cada una) y aproximadamente 80 kcal de energía a NADH (aproximadamente 40 kcal cada una), para un total de aproximadamente 100 kcal.

La oxidación completa de la glucosa da como resultado la liberación de 684 kcal de energía, por lo tanto, aún queda una buena cantidad de energía en el piruvato.

En los eucariotas, el piruvato se transporta a través de la membrana mitocondrial y luego se convierte en acetil CoA (con la producción de NADH y dióxido de carbono).

El acetil CoA es oxidado por diferentes enzimas que forman una serie de reacciones cíclicas conocidas como el ciclo de Krebs.

Durante el ciclo de Krebs, los electrones se eliminan de la acetil CoA y estos electrones reducen más NAD +, junto con otro portador de electrones, FAD . El ATP que se produce se genera a través de la fosforilación a nivel de sustrato, tal como lo fue en la glucólisis.

Cada molécula de NADH y FADH 2 que se forma es una fuente importante de energía que se utilizará para generar ATP.

Ciclo de Krebs y cadena respiratoria
Ciclo de Krebs y cadena respiratoria

Cadena respiratoria

Los electrones de alta energía (es decir, los electrones con bajo potencial redox) del NADH liberan energía lentamente a través de aproximadamente 20 tipos de portadores de electrones, y eventualmente reaccionan con el oxígeno en condiciones moderadas. Este proceso se llama la cadena respiratoria.

De estos portadores de electrones, la molécula de bajo peso molecular ubiquinona y proteína pequeña El citocromo c actúa como portador de electrones móviles, mientras que los portadores restantes se clasifican en cuatro tipos de complejos de proteínas (I-IV) como cofactores.

Los cofactores que se unen fuertemente a las proteínas también se llaman grupos protésicos. Centrándose en el redox de los sustratos, los cuatro complejos de proteínas se nombran de la siguiente manera:

  • Complejo I o NADH deshidrogenasa,
  • Complejo II o succinato deshidrogenasa,
  • Complejo III o citocromo bc1 complejo (también llamado ubiquinona / citocromo c oxidorreductasa) y
  • Complejo IV o citocromo c oxidasa.
Ciclo de Krebs y cadena respiratoria
Ciclo de Krebs y cadena respiratoria

Aunque los cambios deenergía librede NADH (ΔG ° = –218 kJ ∙ mol -1 ) durante la oxidación completa son equivalentes a los de aproximadamente 7 moléculasde ATP (30,5 kJ ∙ mol -1 ), sólo 3 moléculas de ATP son realmente producidas.

El electrón (FADH 2) que puede ser retirado de ácido succínico tiene menor energía de NADH, y por lo tanto, 2 ATP moléculas se produce. La energía electrónica de estas sustancias se puede estimar en base a su potencial redox.

La cantidad total que se forma de moléculas de ATP es de 38 por cada molécula de glucosa, es decir, 2 en glucólisis, 2 en el ciclo del ácido de Krebs, 4 en la oxidación de 2 moléculas de FADH2 y 30 en la oxidación de 10 moléculas de NADH.

En otras palabras, en la reacción de succinato → ubiquinona catalizada por el complejo II (succinato deshidrogenasa), no hay más o menos cambio de energía libre. Sin embargo, en el succinato → intercambio de electrones de oxígeno, aprox. 69% de la energía producida en NADH → oxígeno puede ser obtenida.

Ciclo de Krebs y cadena respiratoria
Ciclo de Krebs y cadena respiratoria

Relación entre ciclo de Krebs y cadena respiratoria

La respiración aeróbica en las mitocondrias puede usar el NADH y el FADH2 generados por la degradación de los aminoácidos y ácidos grasos para la producción de energía, además de los producidos por la descomposición de la glucosa.

Los ácidos grasos se descomponen mediante la eliminación de dos carbonos a la vez a través de la deshidrogenación (β-oxidación) ingresando al ciclo del Krebs como acetil-CoA, donde se oxidan completamente a dióxido de carbono.

Al final los grupos amino se transforman en urea, y los esqueletos de carbono restantes se oxidan completamente mediante la glucólisis y el ciclo de Krebs y se utilizan para la producción de ATP.

De esta forma, la cadena respiratoria mitocondrial. Sirve como el componente clave para la producción de energía.