Biología: Ciclo dekrebs y Respiración Celular

Cellular Respiration

Glycolysis

• Occurs in the cytosol of cells
• Converts glucose (6-carbon sugar) into pyruvate (3-carbon molecule)
• Produces 2 ATP and 2 NADH molecules
• Prepares glucose for entry into the Citric Acid Cycle
• Can occur in the absence of oxygen (anaerobic)

Citric Acid Cycle (Krebs Cycle)

• Occurs in the mitochondria
• Converts pyruvate into acetyl-CoA, which enters the cycle
• Produces 2 ATP, 6 NADH, and 2 FADH2 molecules
• Also known as the Krebs Cycle or tricarboxylic acid (TCA) cycle
• Generates more ATP than Glycolysis, but still relatively small amount

Oxidative Phosphorylation

• Occurs in the mitochondria
• Uses electrons from NADH and FADH2 to generate ATP
• Produces most of the ATP during cellular respiration (~32-34 ATP)
• Involves the electron transport chain and chemiosmosis
• Requires oxygen (aerobic)

Fermentation

• Occurs in the absence of oxygen (anaerobic)
• Converts pyruvate into lactic acid (in muscle cells) or ethanol and CO2 (in yeast)
• Produces only 2 ATP per glucose molecule
• Used by some organisms, such as yeast, to generate energy
• Also occurs in muscle cells during high-intensity, short-duration activities

ATP Synthesis

• Occurs in the mitochondria
• Involves the combination of ADP and Pi to form ATP
• Driven by the energy generated from the electron transport chain
• ATP synthase enzyme catalyzes the reaction
• ATP is the primary energy currency of the cell

Respiración Celular

Glicólisis

• La glicólisis ocurre en el citosol de las células
• Convierte la glucosa (azúcar de 6 carbonos) en piruvato (molécula de 3 carbonos)
• Produce 2 ATP y 2 moléculas de NADH
• Prepara la glucosa para entrar en el Ciclo de Ácido Cítrico
• Puede ocurrir en ausencia de oxígeno (anaeróbico)

Ciclo de Ácido Cítrico (Ciclo de Krebs)

• El Ciclo de Ácido Cítrico ocurre en las mitocondrias
• Convierte el piruvato en acetil-CoA, que entra en el ciclo
• Produce 2 ATP, 6 NADH y 2 moléculas de FADH2
• También conocido como el Ciclo de Krebs o ciclo del ácido tricarboxílico (TCA)
• Genera más ATP que la glicólisis, pero todavía una cantidad relativamente pequeña

Fosforilación Oxidativa

• La fosforilación oxidativa ocurre en las mitocondrias
• Utiliza electrones de NADH y FADH2 para generar ATP
• Produce la mayoría del ATP durante la respiración celular (~32-34 ATP)
• Involucra la cadena de transporte de electrones y la quimiosmosis
• Requiere oxígeno (aeróbico)

Fermentación

• La fermentación ocurre en ausencia de oxígeno (anaeróbico)
• Convierte el piruvato en ácido láctico (en células musculares) o etanol y CO2 (en levaduras)
• Produce solo 2 ATP por molécula de glucosa
• Utilizada por algunos organismos, como la levadura, para generar energía
• También ocurre en células musculares durante actividades de alta intensidad y duración corta

Síntesis de ATP

• La síntesis de ATP ocurre en las mitocondrias
• Involucra la combinación de ADP y Pi para formar ATP
• Está impulsada por la energía generada por la cadena de transporte de electrones
• La enzima sintasa de ATP cataliza la reacción
• El ATP es la moneda energética principal de la célula

Desarrollo de la Doble Hélice

• La replicación del ADN comienza con la desenrolación de la doble hélice en una región específica llamada origen de replicación.
• Las enzimas helicasas desenrolan la doble hélice, creando un tenedor de replicación.
• Otra enzima, topoisomerasa, relaja la tensión en la molécula de ADN a medida que se desenrola.

Primers e Inicio

• Antes de que pueda ocurrir la replicación del ADN, una molécula de ARN corta llamada primer debe unirse a la hebra templada en el origen de replicación.
• El primer proporciona un grupo hidroxilo 3' para que comience la síntesis de ADN.
• La enzima primasa sintetiza el primer.
• La unión del primer a la hebra templada es facilitada por una proteína iniciadora.
• Una vez que el primer está en su lugar, la enzima ADN polimerasa puede comenzar a sintetizar nuevas cadenas de ADN.

Síntesis de la Hebra Líder

• La hebra líder es la nueva cadena de ADN que se sintetiza continuamente en la dirección 5' a 3'.
• La ADN polimerasa lee la hebra templada y empareja los nucleótidos entrantes con las reglas de emparejamiento de bases (A-T y G-C).
• La hebra líder se sintetiza en un proceso continuo y unidireccional.

Síntesis de la Hebra Rezagada

• La hebra rezagada es la nueva cadena de ADN que se sintetiza en segmentos cortos y discontinuos llamados fragmentos de Okazaki.
• Cada fragmento de Okazaki tiene unos 1000-2000 nucleótidos de longitud.
• La hebra rezagada se sintetiza en la dirección 5' a 3', pero en segmentos cortos y discontinuos.
• Los fragmentos de Okazaki se unen entre sí mediante la enzima ADN ligasa para formar una cadena continua.

Revisión y Edición

• Durante la replicación del ADN, pueden ocurrir errores debido a la incorporación incorrecta de nucleótidos.
• La ADN polimerasa tiene capacidades de revisión y edición para corregir estos errores.
• La revisión ocurre durante la síntesis de ADN, donde la polimerasa verifica los nucleótidos recién agregados por errores.
• La edición ocurre después de la síntesis de ADN, donde la polimerasa corrige cualquier error que se haya pasado por alto durante la revisión.
• La alta fidelidad de la replicación del ADN se debe a las capacidades de revisión y edición de la ADN polimerasa.