Ejercicio resuelto de Respiración celular · Biología · 2021

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a) ¿Cómo se llama el proceso A? Describa brevemente dónde ocurre y en qué consiste.

b) Identifique la molécula 2 y diga qué papel juega en el catabolismo celular. ¿Mediante qué otros procesos catabólicos se obtiene también la molécula 2?

c) ¿Qué proceso es el señalado con la letra B? ¿Cuál es su principal función en el metabolismo?

d) ¿Qué proceso es C y qué molécula es 1? ¿Qué papel juega el oxígeno en este proceso?

$\textbf{a) ¿Cómo se llama el proceso A? Describa brevemente dónde ocurre y en qué consiste.}$

El proceso A es la glucólisis.

Ocurre en el citosol o hialoplasma, fuera de la mitocondria, y no necesita oxígeno, lo que explica que sea una ruta universal y probablemente muy antigua.

Consiste en la oxidación parcial de una molécula de glucosa hasta dos moléculas de ácido pirúvico, a lo largo de diez reacciones enzimáticas. En una primera fase se consumen 2 ATP para fosforilar la glucosa y romperla en dos triosas; en la segunda, cada triosa se oxida y se obtienen 4 ATP y 2 NADH. El balance neto es, por tanto, de 2 ATP y 2 NADH por glucosa.

$\textbf{b) Identifique la molécula 2 y diga qué papel juega en el catabolismo celular. ¿Mediante qué otros procesos catabólicos se obtiene también la molécula 2?}$

La molécula 2 es el acetil-CoA, que se forma en la matriz mitocondrial por descarboxilación oxidativa del piruvato.

Su papel es el de encrucijada del catabolismo: es la forma en que el carbono de los nutrientes entra en el ciclo de Krebs, donde se oxidará por completo. Todas las rutas degradativas convergen en ella.

Además de la descarboxilación del piruvato, se obtiene acetil-CoA en la $\beta$-oxidación de los ácidos grasos, en la degradación de los aminoácidos cetogénicos y en el catabolismo del etanol y de los cuerpos cetónicos.

$\textbf{c) ¿Qué proceso es el señalado con la letra B? ¿Cuál es su principal función en el metabolismo?}$

La letra B es el ciclo de Krebs, ciclo del ácido cítrico o de los ácidos tricarboxílicos, que transcurre en la matriz mitocondrial.

Su principal función es oxidar por completo el grupo acetilo: en cada vuelta sus dos carbonos se desprenden como $\text{CO}_2$ y los electrones arrancados quedan recogidos en 3 NADH y 1 $\text{FADH}_2$, que los llevarán a la cadena respiratoria; se obtiene además 1 GTP. Es también una ruta anfibólica, pues varios de sus intermediarios sirven de precursores para sintetizar aminoácidos, grupos hemo o ácidos grasos.

$\textbf{d) ¿Qué proceso es C y qué molécula es 1? ¿Qué papel juega el oxígeno en este proceso?}$

El proceso C es la cadena de transporte electrónico y la fosforilación oxidativa acoplada a ella, que tienen lugar en la membrana mitocondrial interna. La molécula 1 es el ATP.

El papel del oxígeno es el de aceptor final de los electrones: tras recorrer los complejos de la cadena, los electrones son entregados por el complejo IV al oxígeno, que junto con los protones se reduce a agua. Es un papel imprescindible, porque si el oxígeno falta la cadena se satura, los transportadores quedan reducidos, el NADH no puede reoxidarse y el gradiente de protones se disipa, con lo que se detiene también el ciclo de Krebs y la célula debe recurrir a la fermentación.