Ejercicio resuelto de Respiración celular · Biología · 2022

a) ¿Qué rutas metabólicas están implicadas en la respiración aeróbica de la glucosa y en qué compartimentos celulares se producen? ¿En qué rutas de las anteriores se originan NADH y $\text{FADH}_2$? (1,2)

b) La β-oxidación ¿Es un proceso anabólico o catabólico? ¿Cuál es su finalidad? Señalar los sustratos y productos de esta ruta. (0,8)

$\textbf{a) ¿Qué rutas metabólicas están implicadas en la respiración aeróbica de la glucosa y en qué compartimentos celulares se producen? ¿En qué rutas de las anteriores se originan NADH y FADH2? (1,2)}$

$\text{Ruta}$	$\text{Compartimento}$	$\text{Coenzimas que produce}$
Glucólisis	Citosol	2 NADH
Descarboxilación oxidativa del piruvato	Matriz mitocondrial	2 NADH
Ciclo de Krebs	Matriz mitocondrial	6 NADH y 2 $FADH_2$
Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa	Membrana mitocondrial interna (crestas)	Ninguna: aquí se consumen

Las cifras están referidas a una molécula de glucosa, y por eso van por duplicado a partir de la glucólisis: una glucosa da dos piruvatos.

El NADH se origina, por tanto, en la glucólisis, en la descarboxilación oxidativa del piruvato y en el ciclo de Krebs; el $FADH_2$ se origina únicamente en el ciclo de Krebs. En la cadena respiratoria no se produce ninguna coenzima reducida: es justamente donde las doce ceden sus electrones y se reoxidan a $NAD^{+}$ y FAD, mientras el oxígeno, aceptor final, se reduce a agua.

$\textbf{b) La }\boldsymbol{\beta}\textbf{-oxidación ¿Es un proceso anabólico o catabólico? ¿Cuál es su finalidad? Señalar los sustratos y productos de esta ruta. (0,8)}$

Es un proceso catabólico: parte de moléculas orgánicas complejas —los ácidos grasos— y las degrada en otras más sencillas, liberando energía que se conserva en forma de coenzimas reducidas. No consume energía, salvo la de la activación previa del ácido graso.

Su finalidad es obtener energía a partir de las grasas: degradar los ácidos grasos hasta unidades de dos carbonos que puedan incorporarse al ciclo de Krebs y oxidarse allí por completo, y llenar de electrones las coenzimas que alimentan la cadena respiratoria.

El sustrato son los ácidos grasos, previamente activados en el citosol en forma de acil-CoA e introducidos en la matriz mitocondrial por la lanzadera de la carnitina.

Los productos son acetil-CoA, NADH y $FADH_2$: en cada vuelta de la hélice de Lynen se separan dos carbonos en forma de acetil-CoA y se obtienen un NADH y un $FADH_2$. El acetil-CoA entra en el ciclo de Krebs y las coenzimas reducidas, en la cadena de transporte electrónico.