Respiración celular: Diferenzas entre revisións

A '''respiración celular''' é o conxunto de reaccións metabólicas por medio das cales as células obteñen enerxía dos nutrientes por medio da súa oxidación utilizando múltiples reaccións encimáticas, unha cadea de transportadores de electróns e o encima [[ATP sintase]]. A forma máis estendida de respiración celular entre os seres vivos é a '''respiración aeróbicaaerobia''' ou '''respiración aerobia''', que ten lugar nas mitocondrias dos eucariotas e na maioría das bacterias e que require osíxeno. Nunhas poucas especies de bacterias existe unha modalidade de respiración celular moi similar, pero que non require osíxeno, chamada [[respiración anaeróbicaanaerobia]].

O [[aceptor final de electróns]], que está ao final da cadea de transporte electrónico respiratoria e recolle os electróns desprendidos dos [[substrato encimático|substratos]] que están sendo oxidados, é o osíxeno case sempre, que no proceso se transforma en auga, e este tipo de respiración denomínase aeróbicaaerobia. En casos moito máis raros o aceptor final non é o osíxeno, senón outra molécula, como o nitrato, sulfato, Fe³⁺ etc., e este tipo de respiración denomínase anaeróbicaanaerobia (non precisa osíxeno), a cal é moi minoritaria e está restrinxida a uns poucos grupos de bacterias.

Neste artigo centrarémonos principalmente na respiración aeróbicaaerobia, pero comentaremos algo tamén da respiración anaeróbicaanaerobia, e tamén falaremos brevemente das diferenzas coa fermentación, a cal non é unha respiración.

= Respiración aeróbicaaerobia =

[[Ficheiro:Auto-and heterotrophs-gl.svg|miniatura|220px|A ''respiración aeróbicaaerobia'' (<font color="red">frechas vermellas</font>) é a forma principal pola que os seres vivos obteñen enerxía dos seus nutrientes. Os compostos orgánicos en último extremo foron sintetizados durante a [[fotosíntese]] basicamente (<font color="green">frechas verdes</font>).]]

[[Ficheiro:Respiracion balance 1 miguelferig.jpg|miniatura|dereita|350 px|Balance enerxético da respiración aeróbicaaerobia dunha molécula de glicosa.]]

A '''respiración aeróbicaaerobioa''' é un proceso metabólico que consiste en oxidar os nutrientes e obter enerxía deles en forma de ATP, para o cal se require [[osíxeno]]. Poden ser procesados e consumidos como fonte de enerxía os [[carbohidrato]]s, [[lípido]]s, e [[proteína]]s, que acaban sendo completamente oxidados e reducidos a dióxido de carbono e auga, que son os produtos finais da respiración. Nalgúns raros casos (en bacterias) poden oxidarse substancias inorgánicas na respiración aeróbicaaerobia. Nos eucariotas a respiración celular aeróbicaaerobioa ten lugar nas mitocondrias, aínda que a fase previa [[glicólise|glicolítica]] é [[citosol|citosólica]]. Nas bacterias ten lugar no seu citosol e membrana <ref name="Lehninger">{{Cita libro|autor=Lehninger A.|título= Principios de Bioquímica.|editor= Omega.|ano= 1988.|páxinas=397-445| isbn= 84-282-0738-0}}</ref>.

Na respiración aeróbicaaerobia deben entrar grupos de dous carbonos en forma de [[acetil-CoA]] no [[ciclo de Krebs]]. Este acetil-CoA pode ter varias procedencias. Pode obterse a partir da [[glicosa]], que sofre no [[citosol]] un proceso chamado [[glicólise]], que a transforma en piruvato e este despois orixina o acetil-CoA. Para "respirar" (oxidar) a glicosa sempre debe haber esta fase glicolítica previa. Pode obterse tamén dos [[ácido graxo|ácidos graxos]], por medio do proceso catabólico mitocondrial da beta-oxidación dos ácidos graxos, que orixina grandes cantidades de acetil-CoA. Por último, pode obterse menos frecuentemente do catabolismo dos [[aminoácido]]s.

O metabolismo aeróbicoaerobio é 19 veces máis eficiente ca o anaeróbicoanaerobio fermentativo (que só produce 2&nbsp;mol ATP por mol de glicosa). Na oxidación da glicosa os procesos respiratorios aeróbicosaerobios e os fermentativos anaeróbicosanaerobios comparten a fase inicial de glicólise. As fases postglicolíticas son diferentes.

Ten lugar no [[citosol]] de todos os organismos vivos. Pode producirse en condicións anaerobias (sen osíxeno), e é similar a unha fermentación. Consta de 10 reaccións encimáticas nas cales a [[glicosa]] (molécula de 6 carbonos) se converte en dúas moléculas de [[piruvato]] (molécula de 3 carbonos), polo que na glicólise non hai perda de carbonos en forma de CO₂. O piruvato é unha molécula máis oxidada ca a glicosa. Durante esas reaccións teñen lugar dúas [[fosforilación a nivel de substrato|fosforilacións a nivel de substrato]], grazas ás que se orixinan 2 ATP netos, que é o único ATP producido de forma directa na glicólise. Prodúcense tamén dúas moléculas do [[coencima]] reducido [[NADH]], que poden despois ser levadas á mitocondria por medio duns sistemas de transporte chamados lanzadeiras ([[lanzadeira do malato]] e do [[lanzadeira do glicerol-fosfato|glicerol-fosfato]]) e alí poden ceder os seus electróns á cadea de transporte electrónico e orixinar máis ATP (ata 3 ATP por NADH, en total 6 ATP). Tamén se forman dúas moléculas de auga. Despois, en condicións aeróbicasaerobias o piruvato será levado ás mitocondrias para seguir coa seguinte fase da respiración.

Nos eucariotas en condicións aeróbicasaerobias o piruvato entra nas mitocondrias por medio dun sistema de transportadores de membrana. Unha vez alí o encima piruvato descarboxilase cataliza a súa descarboxilación e a unión do resto da molécula ao [[coencima A]]. Na reacción prodúcese unha molécula de CO₂, que procede do grupo carboxilo do piruvato, e que é o primeiro carbono procedente da glicosa que se perde. Nos seres humanos saírá da célula, pasará ao sangue e será expulsado polos pulmóns durante a [[respiración pulmonar]] (noutros seres sae polas branquias, traqueas, estomas das plantas...). O resto de dous carbonos do piruvato únese ao coencima A, formando [[acetil-CoA]], que cederá eses dous carbonos despois ao ciclo de Krebs na fase seguinte. Prodúcese tamén unha molécula do coencima reducido [[NADH]], que vai á cadea de transporte electrónico, onde orixinará a formación de 3 ATP por molécula. Lembremos que cada glicosa orixinou dous piruvatos, polo que todos os produtos desta fase están duplicados en realidade se os contabilizamos por glicosa. A descarboxilación do piruvato é, pois, unha reacción de conexión entre a glicólise e o ciclo de Krebs. A reacción é:

Cando hai osíxeno o piruvato formado na glicólise é transportado ás mitocondrias e entra na respiración celular mitocondrial (ou segue a respiración aeróbicaaerobia bacteriana no propio citosol). Pero en ausencia de osíxeno, o piruvato permanece no citosol e sofre unhas poucas reaccións máis que se denominan fermentacións. Estas reaccións adicionais do piruvato serven para reoxidar os coencimas formados na glicólise, e orixinan os produtos finais da fermentación. Algunhas células humanas (o músculo durante o exercico intenso, por exemplo) poden facer a fermentación homoláctica, que converte o piruvato en [[lactato]]. A fermentación só orixina os dous ATP netos formados na glicólise, polo que é un proceso pouco rendible enerxeticamente, pero permite obter enerxía en [[anaerobiose]]. É un proceso metabólico típico de bacterias e lévedos principalmente. Entre as bacterias hai moitas rutas fermentativas posibles. Hai bacterias anaerobias facultativas, que poden cambiar de metabolismo segundo as condicións do medio, e respiran cando hai osíxeno e fermentan cando non hai; consomen máis glicosa durante os períodos de fermentación porque esta ten menor rendemento enerxético.

* Non usa un aceptor de electróns externo (papel que exerce o osíxeno na respiración aeróbicaaerobia). Nas reaccións fermentativas acostuman ser coencimas formados nas reaccións previas os que recollen os electróns.

= Respiración anaeróbicaanaerobia =

{{Artigo principal|Respiración anaeróbicaanaerobia}}

A respiración anaeróbicaanaerobia dáse esencialmente nuns poucos grupos de bacterias. É similar á respiración aeróbicaaerobia, pero coa grande diferenza de que non utiliza o osíxeno como aceptor final de electróns, senón outra substancia como o nitrato, sulfato, carbonato, Fe³⁺, [[fumarato]]... Por tanto, pode funcionar en condicións anaerobias. Non ten nada que ver coa fermentación, aínda que en ambos os procesos non se precise osíxeno.