Introducción a la respiración celular

lo que quiero hacer en este vídeo es brindar una visión general de lo que es la respiración celular la cual puede ser un proceso bastante bastante complejo incluso digamos lo que lo que mostraré a continuación ya es bastante complicado ya que iremos por ejemplo desde la molécula de glucosa veremos cómo se producen digamos atp durante la glucólisis y también veremos por ejemplo el ciclo de krebs también veremos un poco de la fosforilación oxidativa pero en realidad todas digamos todas estas moléculas pueden pueden estar saltando a distintas partes de la cadena y seguir otro tipo de rutas verdad aquí yo simplemente mostraré lo que sería digamos la la versión tradicional de lo que es la respiración celular así que empecemos con la glucosa verdad podemos ver esta cadena de 6 carbonos verdad tenemos una cadena de 6 carbonos y tenemos el proceso de la glucólisis verdad que ocurre en el sito sol de las células así que vamos a escribir eso la glucólisis ocurre justamente en el sito sol muy bien así que por ejemplo si nos vamos a la célula que tenemos por ejemplo de este lado aquí tenemos nuestra célula entonces la glucólisis ocurre justamente en el sito sol verdad aquí es en donde ocurre la glucólisis y esto lo pongo así para que veamos realmente dónde es que se lleva a cabo a cabo verdad entonces en realidad la glucólisis verdad si regresamos digamos a esta parte inicial la glucólisis consiste en romper la molécula de glucosa en dos moléculas de tres átomos de carbono cada cada una de ellas verdad y estas moléculas tienen un nombre muy particular y se les conoce como piruvato muy bien los piru batos son estas dos moléculas que tienen tres átomos de carbono y ahora bien la glucólisis digamos una de las características más importantes es que produce dos moléculas de verdad dos moléculas netas verdad en realidad porque produce cuatro moléculas de atp pero requiere 22 moléculas de atp para llevarse a cabo entonces por cada digamos moléculas de glucosa tendremos dos moléculas de atp muy bien así que vamos a ir digamos llevando la cuenta en esta tabla que he pintado aquí verdad para que digamos tengamos una mejor noción de qué es lo que va ocurriendo a lo largo de la respiración celular entonces aquí en la glucólisis vamos a poner que hay 2 atp es que se producen y es una producción neta verdad en este proceso también estamos reduciendo dos moléculas de nada más aunque íbamos a llamarlo sido 2n ade-más muy bien lo vamos a reducir en dos moléculas de nh verdad así que recordemos que la reducción verdad es la ganancia de electrones así que en realidad estamos yendo de una molécula que tiene una carga positiva a una carga neutral así que estamos gana y electrones verdad entonces este proceso que tenemos aquí de hecho lo voy a poner más arriba este proceso que tenemos aquí es una reacción de reducción reducción porque estamos ganando electrones verdad entonces vamos a agregar también a nuestra tabla que estamos consiguiendo dos moléculas de nh vamos a poner aquí dos moléculas de n de h muy bien ahora bien hay una especie de digamos de decisión digamos si suponemos que no hay mucho oxígeno alrededor verdad o digamos estamos hablando de de algún organismo que no puede hacer digamos la respiración celular por alguna razón entonces el piruvato se puede utilizar para la fermentación que puede ser una fermentación láctica o puede ser fermentación alcohólica y el punto de la fermentación es usar los piruvato es verdad para oxidar nh de vuelta n además muy bien entonces lo que está ocurriendo con la fermentación es que vamos a oxidar nh de vuelta a enea de más muy bien para poder utilizarse nuevamente en el proceso de la glucólisis por otro lado digamos si suponemos que no nos vamos por la ruta de la fermentación y por ejemplo seguimos con la respiración celular aeróbica verdad es decir cuando cuando hay presencia de oxígeno entonces lo próximo que va a ocurrir es que para cada uno de estas para cada una de estas moléculas de piruvato lo que ocurre es que este grupo car box y lo que tenemos por aquí este grupo car box y lo que se separan del piruvato y esencialmente se libera como dióxido de carbono entonces este grupo car box y lo aquí es lo que aquí digamos ya se ha convertido en dióxido de carbono muy bien entonces se libera el dióxido de carbono y digamos el resto del piruvato verdad que que en esencia es un grupo estilo se une a la coenzima y muy bien esta es la coenzima ha y solo para que quede más claro este sería nuestro nuestro grupo acetil o verdad que es lo que quedó del piruvato cuando removimos digamos este grupo car box y lo y ese mismo grupo es este que tenemos aquí verdad que está unido a nuestra coenzima verdad y aquí de hecho tenemos un átomo de azufre que es lo que está uniendo a la coenzima y al grupo acetil o muy bien de hecho algo importante que hay que mencionar de la coenzima es que en realidad es una molécula muy compleja de hecho aquí tengo una imagen de lo que ocurre una vez que ya hemos digamos digamos unido el acetil con la cuenta y mapa de verdad esta es una imagen de que de qué es lo que ocurre verdad y podemos ver que en realidad es una molécula muy compleja verdad de hecho por aquí nada más esta parte es nuestra cuenta el perdón es nuestro grupo acetil y en realidad el resto de esta molécula es una coenzima verdad el que juega es transferir esencialmente este grupo hace ti lo verdad y somos bastante observadores podemos ver aquí algunas cosas muy importantes por ejemplo esto que tenemos aquí es una adenina verdad aquí por ejemplo tenemos una ribosa verdad acá tenemos dos grupos fosfato verdad y si uno digamos tiene ya mucha habilidad distinguiendo este tipo de estructuras biológicas puede darse cuenta que en esencia lo que tenemos en el extremo es a bp todo todo lo que hemos hablado digamos hasta este momento ha sido facilitado por enzimas verdad las cuales tienen sus propias con enzimas y una vez que tenemos digamos esta unión esta unión del acetil con la verdad podemos entonces entrar al ciclo del ácido cítrico pero antes de adentrarnos en el ciclo del ácido cítrico vamos a seguir el conteo de lo que hemos producido verdad en este proceso de separar el grupo car box y lo verdad del del piruvato también se reduce una molécula de n además muy bien se reduce por supuesto en nh y eso pasa por cada uno de estos pilotos que teníamos aquí verdad pero digamos de la molécula inicial de glucosa obtuvimos 22 piru gatos así que en realidad aquí todo esto hay que multiplicarlo por 2 verdad y así vamos a estar multiplicando por 2 en varias ocasiones debido a que tenemos la producción de dos moléculas de piruvato verdad entonces en este proceso de ir de piruvato acetil coa vamos a tener una producción de 2 n a de h muy bien eso es digamos nuestra producción neta en este proceso verdad ahora sí vamos a adentrarnos en lo que es el ciclo de krebs vamos a ir más abajo por supuesto ustedes dirán bueno que es el ciclo de crepes ya lo había mencionado es el ciclo de el ácido cítrico verdad eso es exactamente lo mismo y es en donde se va a producir la mayor cantidad de atp es verdad ya este ciclo se le conoce de esta forma como el ciclo del ácido cítrico porque vamos a transferir el grupo acetil lo que teníamos acá arriba este grupo acetil o verdad que está unido con la coenzima verdad una vez que entra digámoslo a lo que sería el ciclo de krebs verdad se va a unir con el ácido oxálico muy bien y lo que va a ocurrir es que estos dos átomos de carbono se van a unir a estos cuatro átomos de carbono que ya estaban en el ácido entonces por ejemplo aquí estaba uno dos tres cuatro y al unirse esos átomos de carbono vamos a producir ácido cítrico que ya tiene seis átomos de carbono verdad es 1 2 3 4 5 y este de en medio son 6 átomos de carbono muy bien entonces el ácido cítrico que es la molécula que tenemos aquí es la molécula que tienen los limones y las naranjas que utilizamos digamos no sé cuando comemos cosas de ese estilo verdad entonces esta de aquí esta molécula de aquí es el ácido cítrico y en general el ciclo de krebs es bastante complicado pero voy a tratar de dar un panorama de qué es lo que ocurre en el entonces el ciclo de krebs o el ciclo del del ácido cítrico verdad digamos aquí ocurre que el ácido se va a romper en una serie de pasos verdad cuyo cuyo detalle no estoy mostrando aquí verdad pero al final al final del ciclo regresa a ser nuevamente ácido oxálico y puede aceptar nuevamente carbono es verdad de el digamos del grupo acetil lo que teníamos acá arriba y repetir el ciclo de crepes así que aquí vale la pena mencionar que una vez que se ha tomado el grupo acetil o verdad entonces nos quedan nuevamente la coenzima a y esta coenzima puede usarse nuevamente para descarbonizar piruvato es verdad que era lo que teníamos en este proceso entonces esta coenzima puede regresar a descarboxilasa el piruvato verdad ahora bien algo importante que hay que mencionar es que a medida que pasamos por las distintas etapas del ciclo de krebs a medida que pasamos por las distintas etapas de este ciclo se van a estar reduciendo tiene además en nh verdad y esto ocurre tres veces a lo largo del ciclo de krebs muy bien ocurre tres veces por cada ciclo pero recordemos que esto pasa por cada acetil co a verdad y cada uno de estos digamos en realidad tenemos dos verdad porque teníamos dos piruvato originales entonces si todo esto ocurre por cada una de estas moléculas por cada grupo acetil o que venía en la coenzima a entonces en realidad vamos a tener seis moléculas de nh al final verdad son tres veces por el ciclo de krebs y esto ocurre dos veces por cada uno de los pilotos que teníamos así que aquí tenemos seis vamos a escribirlo en nuestra tabla en el ciclo de krebs tenemos la producción de seis moléculas de enea de h muy bien ahora también al recorrer el ciclo podemos ver algo muy particular verdad en realidad podemos ver que se produce dióxido de carbono y además vamos a tener una molécula llamada gp que está gp se puede convertir en gtp oa veces también podemos tener y pasa a convertirse en atp aunque son funcionalmente equivalentes así que para simplificar todo esto vamos a poner en la tabla que vamos a producir dos moléculas de atp tú dirás porque dos si sólo tenemos uno de estos pasos en el ciclo bueno otra vez recordemos que eso pasa por cada digamos grupo acetil o que entra al ciclo de krebs y recordemos que teníamos dos de estos verdad entonces tenemos la producción de 2 atp es verdad de esta parte ahora bien aquí tenemos otra coenzima otra coenzima que es fea de verdad fat que esta coenzima se va a reducir en fadh 2 muy bien y esto se mantiene unido digamos a las enzimas que el que están facilitando este proceso verdad y eso se usa para reducir la coenzima q h 2 muy bien así obtenemos dos moléculas de q h 2 verdad otra vez recordemos porque teníamos dos grupos hace tilos entonces aquí vamos a poner dos q h dos muy bien ahora vamos a pensar ahora si en el producto neto de todo este de todo este proceso verdad y vamos a utilizar la información que detallaremos en otros vídeos posteriores y hay que considerar que tanto nada h verdad n a dh como coche 2 se van a oxidar verdad se van a oxidar en la fosforilación oxidativa y en la cadena de transporte de electrones que también veremos en un vídeo posterior verdad entonces qué es lo que ocurre cuando se oxidan en realidad ocurre que van a crear un gradiente de protones a través de la membrana interna de la mitocondria y ese gradiente de protones se utilizará para producir más atp y una forma digamos resumida de pensarlo es desde la forma siguiente tenemos tenemos que cada uno de estos enea de h al final va a producir una cantidad de atp es que son aproximadamente de 2 a 3 atp es muy bien de 2 a 3 atp es esto por supuesto depende de la eficiencia de la célula de la que estemos hablando ahora bien si nos fijamos en q2 en q h 2 esto al final del día digamos va a producir entre 1.5 y 2 atp es muy bien entonces la coenzima q digamos vamos vamos a hacer la cuenta de vamos a hacer toda la cuenta digamos de atp s atp es digamos el solitos que hemos producido son 2 aquí y tenemos 2 acá en realidad tenemos 4 atp es verdad tenemos 4 atp muy bien ahora de los nh tenemos 2 4 y 6 son 10 enea de h muy bien y también de coche 2 tenemos 2 verdad entonces tenemos 2 4 2 muy bien y si consideramos esta conversión que va a haber al final del día entonces tenemos que de estos 10 n a de h vamos a tener entre digamos si son 10 por 2 vamos a tener entre 20 y 10 por 3 que son 30 atp es muy bien de estos dos coches 2 que tenemos bueno pues si multiplicamos a 2 por 1.5 vamos a tener entre 3 y 2 por 2 que son 4 atp muy bien así que si sumamos tenemos 20 20 atp es de esta parte 3 atp es de esta parte y 4 de esta parte digamos eso sería como el mínimo número de atp es que podríamos producir que son 27 atp es verdad 20 más 4 son 24 y 3 son 27 y el máximo que podríamos alcanzar son 4 aquí acá son 34 y 4 más son 38 atp esto sería el máximo número teórico de atp es que podríamos encontrar pero cuando digamos los biólogos se ponen a contar digamos en el laboratorio en realidad encuentran que hay una producción aproximada de entre 29 y 30 atp es de hecho por eso es que este número 38 verdad se le considera que es como el máximo teórico verdad cuando observamos realmente qué ocurre en la célula parece que se producen 20 entre 29 y 30 atp nuevamente todo depende de lo que esté tratando de hacer la célula del tipo de célula que esté realizando estos procesos y de los niveles de eficiencia involucrados y todo esto ocurre por la respiración celular así que para tener un poco de idea de qué es lo que está ocurriendo o más bien dónde es que está ocurriendo ya vimos que la glucólisis se lleva a cabo en el sito sol de la célula pero si nos fijamos en digamos ahora lo que es el ciclo de krebs el ciclo de krebs ocurre en lo que es la matriz de las mitocondrias entonces aquí tenemos la matriz de las mitocondrias muy bien esta es la matriz y puedes revisar el vídeo en khan academy que hicimos particularmente para hablar de la mitocondria verdad y lo que es la cadena de transporte de electrones que dijimos veremos en vídeos más digamos posteriores está este digamos esta cadena ocurre en la membrana de las crestas verdad que son este tipo de dobleces entonces aquí es en donde ocurre la cadena de transporte de electrones pero bueno todo esto todos estos detalles digamos vamos a vamos a entrar en más detalle de todos estos procesos en próximos vídeos