Respiración celular y fermentación

Desde cero: obtener ATP

La respiración celular transfiere energía de moléculas orgánicas a formas utilizables como ATP, con pérdidas como calor. La glucólisis degrada glucosa en el citosol y produce piruvato, ATP neto y transportadores reducidos.

La respiración aerobia usa oxígeno como aceptor final de electrones en su cadena de transporte. No es lo mismo que ventilación pulmonar: la ventilación mueve aire hacia dentro y fuera de los órganos respiratorios; el intercambio de gases es otro proceso relacionado. La respiración celular es un conjunto de rutas bioquímicas.

Aplicación: mitocondria y cadena

En eucariotas, tras la oxidación del piruvato, el ciclo de Krebs ocurre principalmente en la matriz mitocondrial. Libera CO₂ y genera transportadores reducidos que entregan electrones a una cadena en la membrana interna.

La cadena contribuye a establecer un gradiente de protones. La ATP sintasa aprovecha ese gradiente para formar ATP. No debe suponerse que todo el ATP se produce por una sola reacción ni asignar un rendimiento universal fijo sin indicar organismo y condiciones.

Reto: fermentación y balance

La fermentación regenera NAD⁺ para que pueda continuar la glucólisis cuando la reoxidación por una cadena respiratoria no cubre la demanda o no se utiliza. En los modelos clásicos no añade una gran producción de ATP más allá de la glucólisis.

La fermentación láctica produce lactato; la alcohólica produce etanol y CO₂. No toda ruta sin oxígeno es fermentación: existe respiración anaerobia con otros aceptores finales en ciertos microorganismos. Conviene especificar el proceso y organismo.

Sigue el razonamiento

Una célula muscular puede usar glucosa para generar ATP. La glucólisis ocurre en el citosol y no necesita oxígeno directamente.

Si las condiciones permiten respiración aerobia, el piruvato puede continuar en rutas mitocondriales. No toda obtención de ATP se limita a una sola estructura.

Sigue el razonamiento

En una mitocondria funcional, el transporte electrónico ayuda a acumular protones a un lado de la membrana interna. Su retorno por ATP sintasa impulsa síntesis de ATP.

Si la membrana pierde su capacidad de mantener el gradiente, puede disminuir la síntesis aunque todavía existan moléculas de combustible.

1. La glucólisis en una célula eucariota ocurre principalmente en:

1. Citosol
2. Núcleo
3. Pared celular
4. Aparato de Golgi

2. El ciclo de Krebs en células eucariotas ocurre principalmente en:

1. Núcleo exclusivamente
2. Exterior de la pared vegetal
3. Lumen del retículo rugoso
4. Matriz mitocondrial

3. Una función central de la fermentación es:

1. Duplicar necesariamente cromosomas
2. Crear oxígeno a partir de luz
3. Regenerar NAD⁺ para sostener glucólisis
4. Eliminar la necesidad de toda enzima