Respiración Celular: Qué es, Definición y Significado
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¿Has oído hablar alguna vez de la respiración celular? ¿Sabes qué es, cuál es su definición y su significado? Es probable que en tu clase de biología te estén hablando sobre este término y no lo comprendas muy bien. Si este es tu caso, ¡ha llegado al lugar adecuado! Desde doncomos vamos a explicarte todo lo que tienes que saber sobre Respiración celular; qué es, definición y significado. Averigüemos todo lo referente a la respiración celular y vayamos paso a paso.
¿Qué es la respiración celular?
¿Sabías que la respiración celular es considerada como uno de los procesos más importantes que llevan a cabo las células? ¿Sabías que este proceso sirve para obtener energía por medio de la degradación de ciertas sustancias orgánicas, como por ejemplo los azúcares o los ácidos?
El término respiración celular se compone de dos pablaras:
- Respiración, palabra que proviene del latín respiratio y que hace referencia a aquel proceso fisiológico por medio del cual se absorbe el aire y posteriormente se expulsa modificado y tras haber obtenido lo necesario para la supervivencia. Este proceso sirve para intercambiar gases con el medio ambiente. Estos gases nos permiten vivir.
- Célula, que hace referencia a aquella unidad anatómica fundamental del organismo que dispone de la capacidad de la reproducción independiente.
Ambas palabras se complementan y unifican para dar lugar al término respiración celular. Conocemos como respiración celular al conjunto de reacciones bioquímicas que se llevan a cabo en la mayor parte de las células de los organismos. Este proceso sirve para que las células reduzcan el oxígeno que contienen y a partir de él puedan generar energía y agua. Este proceso supone el desdoblamiento del ácido pirúvico que produce la glucólisis. Este se separa en agua y dióxido de carbono además de producirse moléculas de ATP o adenosín trifosfato. Es decir, que a la vez que generan energía liberan productos de deshecho.
La respiración celular es imprescindible para la nutrición celular y el único método que existe para generar energía útil de cara a la actividad celular. Por medio de la respiración celular se libera energía que pasa a formar parte de las moléculas de ATP. A partir de este momento dicha energía puede utilizarse para mantener y desarrollar adecuadamente el organismo.
Tipos de respiración celular. La respiración celular anaeróbica y la respiración celular aeróbica
La respiración celular se puede dividir en dos tipos:
- Respiración anaeróbica. En este proceso se oxido reducen los azúcares y otros compuestos. Pero la respiración anaeróbica no incluye el oxígeno. En este caso los electrones no se asocian al oxígeno sino a otros aceptores. No hay que confundir la respiración anaeróbica con la fermentación, la cual es considerada como un proceso de reducción interna de la molécula que ha sido procesada. La respiración anaeróbica es la primera fase de la respiración celular. En ella se oxida la glucosa por medio de aceptores diferentes al oxígeno y se lleva a cabo en el citoplasma de la célula. La respiración anaeróbica, a su vez, se divide en dos etapas. La glucólisis y la fermentación.
- Respiración aeróbica. En esta respiración el componente clave es el oxígeno que funciona como aceptor de los electrones que se encargan de liberar las sustancias orgánicas. Es considerada como la segunda fase de la respiración celular. También es conocida como el ciclo de Kreb y se lleva a cabo en las mitocondrias.
La respiración celular anaeróbica, la glucólisis y la fermentación
Como hemos explicado unas líneas más arriba, la glucólisis y la fermentación forman parte de la primera fase de la respiración celular: la respiración anaeróbica.
Veamos con más calma ambas etapas
La glucólisis
Si revisamos literalmente el significado de la palabra estamos hablando de una división de azúcares. Esta etapa de la respiración celular es también conocida como lisis o escisión de la glucosa. Para que la glucólisis se efectúe es necesario que se desarrollen un total de nueve fases. En estas nueve fases se producen a su vez nueve reacciones sobre nueve enzimas diferentes. Cuando la glucólisis llega a su fin se obtienen un total de dos moléculas de ATP por cada molécula de glucosa y dos de NADH.
Estudiemos con más calma las nueve fases en las que se divide la glucólisis.
- Fase i de la glucólisis: glucosa + ATP= glucosa 6- fostafo + ADP. En esta primera fase se produce la activación de la glucosa, un azúcar de seis carbonos que se divide en dos moléculas de azúcar de tres carbonos. En el porcentaje de energía que se libera cuando se produce la glucosa 6 – fosfato y ADP se enlaza la molécula de glucosa con el fosfato.
- Fase ii de la glucólisis. En este paso se crea la formación de fructosa 6 – fosfato. Se consigue por medio de una reacción que reordena esta glucosa 6 – fostato en una isomerasa.
- Fase iii de la glucólisis. En esta tercera fase el ATP añade a la fructosa 6 – fosfato otro fosfato más que le da la capacidad de producir fructosa 1,6 – difosfato. Este tipo de fructosa es aquella que contiene fosfatos en su primera y sexta posición. La enzima fosfofructocinasa es la encargada de regular esta reacción. En esta fase ya ha habido dos moléculas de ATP que se han invertido pero todavía no se ha recuperado nada de energía.
- Fase iv de la glucólisis. Llegados a esta fase la fructosa 1,6 – difosfato se divide en dos azúcares de tres carbonos: gliceraldehído 3 – fosfato y dihidroxiacetona fosfato.
- Fase v de la glucólisis. En esta fase de la glucólisis se produce la oxidación de las moléculas de gliceraldehído 3 – fosfato. Es el primer momento en el que se desencadena una reacción que produce cierta cantidad de energía. Durante esta fase se eliminan los átomos de hidrógeno y el NAD + se reduce a NADH. Por medio de estas reacciones se genera un nuevo compuesto, el fosfoglicerato. Cuando el fosfoglicerato reacciona con el fosfato inorgánico se genera 1,3 difosfoglicerato.
- Fase vi de la glucólisis. El fosfato reacciona con el ADP y da lugar al ATP. En total se generan dos por cada molécula de glucosa gracias a la fosforfiación.
- Fase vii de la glucólisis. En esta fase hay una transferencia enzimática del resto de grupo fosfato. Pasan de la posición tres a la dos.
- Fase viii de la glucólisis. En la fase ocho se elimina del compuesto 3 carbono una molécula de agua. Esto genera energía suficiente como para dar lugar al ácido fosfoenolpirúvico o PEP.
- Fase ix de la glucólisis. Para finalizar la glucólisis durante esta fase el ácido fosfoenolpirúvico da lugar al ácido pirúvico y ATP.
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En estas nueve fases de la glucólisis lo que se consigue es activar la glucosa y generar energía.
La fermentación
En cuanto a la fermentación, etapa de la respiración anaeróbica, se puede definir como un proceso catabólico de oxidación completa. Las levaduras, los metazoos y las plantas menores son capaces de producirla.
En cuanto al proceso de respiración anaeróbica la fermentación se produce cuando se da una ausencia de oxígeno como aceptor final de los electrones del NADH producido en la glucólisis. Al detectarse una ausencia de oxígeno se produce la fermentación del ácido pirúvico.
Se pueden dar dos tipos de fermentación en este caso.
- La fermentación láctica. Esta fermentación es la que se desarrolla en las células musculares cuando existe un esfuerzo físico importante. En estos casos se exige una alta demanda energética pero hay poco oxígeno.
- La fermentación etílica o etanol.
A partir de aquí, cuando la respiración pasa a un ambiente aeróbico, es decir, que hay presencia de oxígeno, el ácido pirúvico es capaz de entrar en las mitocondrias. Es el momento en el que se desencadena la respiración celular.
La respiración celular aeróbica
La respiración celular aeróbica se lleva a cabo en las mitocondrias. Para poder ejecutarse es necesario que haya oxígeno. Para que comience es necesario que la respiración anaeróbica haya terminado su ciclo y generado ácido pirúvico. Este ácido accede a la mitocondria. Es aquí donde le ácido pirúvico generado en la glucólisis se transforma en acetil coenzima A. En este proceso se libera una molécula de CO2. Esta sale de la célula.
El ciclo de Krebs o ciclo del Ácido Cítrico
A partir de este momento se inicia el ciclo de Krebs. Es en este momento cuando el acetil coenzima A se enfrenta a una serie de cambios por medio de los cuales se generan dos nuevas moléculas de CO2. Estas reacciones dan lugar a la creación de tres moléculas de NADH, una FADH2 (molécula portadora de electrones) y otra molécula de ATP.
No hay que olvidar que durante la respiración celular, en el proceso de glucólisis, se generan dos moléculas de ácido pirúvico. Es decir, que lo que hemos explicado ahora mismo se ha de multiplicar por dos. Por tanto se generarán dos moléculas de acetil coenzima A y por tanto:
- 6 NADH en total.
- 2 FADH
- 2 moléculas de ATP.
La cadena transportadora de electrones
Cuando el ciclo de Krebs llega a su fin comienza la cadena transportadora de electrones. Esta cadena está compuesta por un grupo de enzimas que se localizan en la membrana interna de la mitocondria. Estas enzimas están preparadas para transferir y aceptar electrones.
Es en este momento cuando las cadenas de NADH y FADH2 ceden sus electrones. Y de este modo se genera energía que bombea H+ al interior del compartimento intermembranoso. Y aquí se acumulan.
A partir de ahora los electrones se unirán al oxígeno, que es el aceptor final de la cadena, y crearán una molécula de agua. El flujo de electrones, junto a la energía que se ha ido generando gracias a los NADH y FADH2, crea moléculas de ATP. Cada NADH da lugar a 3 de estas moléculas mientras que cada FADH2 genera 2 moléculas de ATP.
En total podemos decir que se producen 38 ATP por cada molécula de glucosa que se degrada de manera íntegra.
Esperamos que esta explicación te sirva para conocer y comprender mejor la respiración celular. Estamos deseando leer tus comentarios y tus propios aportes unas líneas más abajo.
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