Respiración Celular: Proceso Energético en las Células, Esquemas y mapas conceptuales de Medicina Veterinaria

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UNIDAD NUEVE:

RESPIRACIÓN CELULAR:

MITOCONDRIAS

Requerimientos de energía celular

Las células necesitan energía para realizar los siguientes trabajos:

• Sintetizar y degradar moléculas
• Transportar solutos en contra de gradientes electroquímico
• Incorporar macromoléculas y partículas desde el exterior
• Secretar macromoléculas al medio extracelular
• Trasladarse o contraerse
• Desplazar sus propios componentes
• multiplicarse

Reacciones endergonicas aquellas que requieren energia.

Respiración celular

• Proceso por el cual la energía química de las moléculas de "alimento" es liberada y parcialmente capturada en forma de ATP
• Los carbohidratos , grasas y proteínas son usados como fuentes de energía en respiración celular
• La glucosa es el ejemplo más común para examinar las reacciones y caminos involucrados

1. Degradación enzimatica de los

alimentos en el aparato digestivo

Separación inicial es extracelular, mediante enzimas

Las moleculas se degradan en partículas pequeñas:

• Carbohidratos monosacáridos (glucosa)
• Lípidos ácidos grasos y glicerol
• Proteínas aminoácidos.

Mitocondrias

• Orgánulos autorreplicables, productores de energía.
• Aportan la energía que necesita la célula, mediante la descomposición de moléculas de los alimentos.
• Descomposición: se realiza con consumo de O2 y la producción de (CO2) dióxido de carbono.
• Sin mitocondrias, organismos no serían capaces de utilizar oxígeno para extraer toda la energía de los alimentos y mantener con ella el crecimiento, funciones metabólicas y la capacidad de reproducirse.

Por su parecido con las bacterias aeróbicas se plantean teoria endosimbiótica.

Las mitocondrias han evolucionado a partir de una relación simbiótica o de cooperación entre una bacteria aeróbica y una célula eucarióticas ancestral. teoría endosimbiotica afirma que las mitocondrias.

TAREA Investigar sobre: Teoría endosimbiotica ¿que afirma? ¿Cuales es las base de esta teoría?

Origen: Teoria Endosimbiótica.

• El número de mitocondrias depende de la función celular. Variable de un tipo celular a otro. Incluso dentro del mismo tipo celular puede variar el número de mitocondrias.
• Las células con demandas de energía particularmente elevadas.
• Hepatocitos presentan alrededor de 1000 mitocondrias por célula. Son más abundantes en células musculares, túbulos del riñón.
• Distribuidas en el citoplasma. El conjunto de mitocondrias que posee una célula se denomina condrioma.

Cantidad y distribución

Estructura de Mitocondria

Membrana interna

Ribosomas

Orgánulos citoplasmáticos rodeados por dos membranas capaces de llevar a cabo todos los procesos de oxidación de la célula para formar ATP

Membrana mitocondrial externa

Permeable. Compuesta por:  40-50% de lípidos y  60-50% de proteínas.  Estructura bicapalipidica de unidad de membrana.  Los lípidos son muy saturados y tienen poco colesterol.  En la membrana mitocondrial externa se encuentra el acil-CoA- sintetasa que lleva una NADH-reductasa asociada.  También hay un transportador que es el TOM, moléculas de monoamino oxidasa.  Porinas, proteínas que permiten, el transporte de iones y de moléculas pequeñas a través de la membrana mitocondrial externa, le confiere permeabilidad.

Camara intermembranas

 Espacio perimitocondrial  La composición en cuanto a iones y moléculas pequeñas es similar a la del citoplasma Hialoplasma.  Alta concentración de protones como resultado del bombeo de los mismos por los complejos enzimáticos de la cadena respiratoria.  En él se localizan diversas enzimas que intervienen en la transferencia del enlace de alta energía del ATP, como la adenilato kinasa o la creatina quinasa, adenilato ciclasa ,enzima que sintetiza ADP.  También se localiza la carnitina, una molécula implicada en el transporte de ácidos grasos desde el citosol hasta la matriz mitocondrial, donde serán oxidados (beta-oxidación).

Matriz mitocondrial

Contiene ribosomas: mitorribosomas, especiales ADN mitocondrial, circular y desnudo, genes que codifican para 13 proteínas (que intervienen en la formación de las membranas, en la cadena transportadora de electrones y algunas también en la fosforilación oxidativa, síntesis de ATP), 22 ARNt y 2 ARNr. Enzimas que intervienen en la oxidación de los ácidos grasos y en el ciclo de Krebs. Además hay el enzima superoxido dismutasa que reduce parcialmente el oxígeno y también hay gránulos de fosfato cálcico y acúmulos de lípidos. Esas proteínas tienen que atravesar las dos membranas hasta llegar a la matriz mitocondrial, llevan una secuencia de aminoácidos (entre 20 y 35 aminoácidos) denominadas presecuencia, que ayuda a entrar las proteínas a las mitocondrias.

Matriz mitocondrial- componentes

Autoreplicables, tienen toda su maquinaria de sintesis de proteinas:

• ADN mitocondrial
• Ribosoma mitocondrial
• ARN mitocondrial

Vías Metabólicas

Anaeróbicas : El metabolismo anaerobio de cada molécula de glucosa produce sólo dos moléculas de ATP Glucólisis, el paso inicial del metabolismo de la glucosa, Tiene lugar en el citosol.

Aeróbicas : Consumen oxígeno libre

La oxidación aerobia completa de cada molécula de glucosa produce 6 moléculas de CO 2 y síntetiza hasta 30 moléculas de ATP :

Fermentación Alcohólica

 Protozoarios, Protistas (levaduras)  Cuando falta de oxígeno , el ácido pirúvico puede convertirse en etanol (alcohol etílico) o ácido láctico según el tipo de célula  El ácido pirúvico formado en la glucólisis se convierte anaeróbicamente en etanol.  En el primer caso se libera dióxido de carbono, y en el segundo se oxida el NADH y se reduce a acetaldehído.

Alcohólica: 2 ácido pirúvico + 2 NADH  2 etanol + 2 CO2 + 2 NAD+