Fotosíntesis - Biología - PDF

BIOLOGIA 1. FOTOSINTESIS Definición: Proceso anabólico mediante el cual, a partir de materia inorgánica, obtenemos materia orgánica simple monosacáridos (glucosa), aminoácidos, ácidos grasos y nucleótidos. Gracias a los pigmentos fotosintéticos y así gastando energía....

BIOLOGIA 1. FOTOSINTESIS Definición: Proceso anabólico mediante el cual, a partir de materia inorgánica, obtenemos materia orgánica simple monosacáridos (glucosa), aminoácidos, ácidos grasos y nucleótidos. Gracias a los pigmentos fotosintéticos y así gastando energía. Realización: Plantas, Algas y bacterias fotosintéticas (cianobacterias) Fases: 1. Fase Luminosa: consiste en una serie de reacciones que capturan la energía luminosa. La luz incide sobre la clorofila y otros pigmentos fotosintéticos impulsando, por un lado, la formación de ATP (poder energético), y por otro lado la rotura del agua en oxígeno (1/2 O2) e hidrógeno (2H+ + 2e-), que al combinarse con el NADP+ forma NADPH (poder reductor). 2. Fase Oscura (independiente de la luz / Ciclo de Calvin): En esta fase el ATP y el NADPH suministran la energía necesaria para impulsar una serie de reacciones en las que, a partir de sustancias inorgánicas, se forman compuestos orgánicos Localización: En los cloroplastos (partes aéreas de las plantas; tallo y hojas) 1. F. Luminosa: Membrana tilacoidal d ellos cloroplastos 2. F. Oscura: estroma (interior depósito) de los cloroplastos Reacción: Plantas convierten energía solar a energía química. FOTONES (LUZ SOL) ↓ Almacena E química 6𝐻2 𝑂 + 6𝐶𝑂2 → 𝐶6 𝐻12 𝑂6 + 6𝑂2→ Liberado al medio por fotólisis REACTIVOS CLOROFILA, CAROTENOIDES, PRODUCTOS (azúcares→ fuente de E) XANTOFILAS → pigmentos fotosintéticos que se excitan con la luz FASE LUMINOSA Función principal: convertir energía solar en energía química utilizable (ATP) y poder reductor (NADPH), que se utilizaran en la fase oscura, para la síntesis de glucosa. (Oxidación: perdida e- y Reducción: ganancia de e-) Localización: ▪ Tilacoides: Son sacos membranosos donde se encuentran los fotosistemas, las proteínas de la cadena transportadora de electrones y el complejo enzimático ATP-sintasa. El espacio dentro de los tilacoides se llama lumen o espacio intratilacoidal. 1. Fotosistemas: ▪ Complejo antena: pigmentos como clorofila a, b carotenos y xantofilas. Alrededor del centro de reacción Actúa como antena: captura los fotones y transfiere energía de un pigmento a otro tras llevarle al centro de reacción (proceso de resonancia) ▪ Centro de reacción: Clorofila a diana (diferente a clorofila a complejo antena) Núcleo fotosistema Clorofila diana excita y libera un electrón y lo pierde (será repuesto) Este electrón entra en cadena transportadora de e- para producir ATP Y NADPH. ▪ Tipos: Fotosistema I (PS I): La clorofila a capta luz de 700 nm. Fotosistema II (PS II): La clorofila a capta luz de 680 nm. ▪ ▪ Estroma: Es el líquido que rodea los tilacoides. Aquí es donde se acumulan el ATP y el NADPH después de su formación.  FASES: 1.FOTOEXCITACION: 1. Absorción de luz: La clorofila (y otros pigmentos fotosintéticos) absorben luz a una longitud de onda específica. Esta luz excita un electrón en la clorofila, llevándolo a un nivel de energía más alto. 2. Transferencia de energía: La energía liberada por el electrón excitado se transfiere de una molécula de clorofila a otra, aumentando gradualmente la longitud de onda (una forma de transferencia de energía entre pigmentos). 3. Pérdida de un electrón en la clorofila a: Finalmente, esta energía llega a la clorofila a en el centro de reacción. La clorofila a pierde un electrón, que es transferido a un aceptor primario de electrones, iniciando el proceso de transferencia de electrones. - Desde PSII, → PH (feofitina) (al perder electrón, hace fotolisis para conseguir energía y repetir proceso las veces necesarias.) → PQ (plastoquinona) → PQH2 (Plastoquinol, al ceder e- a la cita libera 2h+ al lumen, creando gradiente protones) → Cyt b6f (citocromo b6f) → PC (Plastocianina, aquí creando también gradiente) → PSI (aquí no hay más energía de e- por lo que se necesita la abocino de otro fotón (700nm) 2. FOTOLISIS: El Fotosistema II (PSII) necesita reponer los electrones que pierde cuando absorbe la luz. Aquí entra en juego la fotólisis del agua. Para conseguir la energía de los electrones y recuperar sus e- perdidos en la clorofila, se rompe la molécula de agua dando lugar a 1 Reacción de la fotolisis: 𝐻2 𝑂 → 2𝐻+ + 2𝑒 − + 2 𝑂2 → El agua (H₂O) se divide en: o 2 protones (H⁺): Se liberan al espacio intratilacoidal, contribuyendo al gradiente de protones necesario para la síntesis de ATP. o 2 electrones (e⁻): Estos se transfieren al PSII para reponer los electrones perdidos. o Oxígeno (1/2 O₂): Se libera como subproducto y es el oxígeno que respiramos. - Esta es la base de la fotosíntesis oxigénica. Antes de que evolucionaran las plantas y cianobacterias, la fotosíntesis no liberaba oxígeno (anoxigénica) y usaba otros donadores de electrones, como el ácido sulfhídrico (H₂S). 3.FOTOFOSFORILACIÓN 1. Generación de ATP (a partir de ADP Y fosfato (fosforilación)) o Durante el transporte de electrones, se libera energía que bombea protones (H⁺) del estroma al interior del tilacoide. o Esto crea una concentración gradiente electroquímico con respecto, con el interior del tilacoide cargado positivamente y el estroma negativamente. o Los protones regresan al estroma a través de las ATPasas (proteína de canal que permite paso de un lado a otro de la membrana sin gasto de energía y que utilizan esta energía de los protones. para sintetizar ATP a partir de ADP y Pi (fosfato inorgánico) - Tipos de Fotofosforilación: o Fotofosforilación Acíclica: ▪ Involucra los Fotosistemas I y II. ▪ El Fotosistema I pierde electrones que pasan por la cadena de transportadores hasta reducir NADP⁺ a NADPH + H⁺. ▪ Los electrones perdidos por el Fotosistema I se reemplazan con electrones del agua, gracias al Fotosistema II. ▪ Por cada par electrones, se producen 1 ATP y 1 NADPH + H⁺. Fotofosforilación Cíclica (transporte cíclico de protones) ▪ como en el Calvin necesitamos 12 NADPH y 18 ATP, necesitamos 6 de ATP más. por lo tanto, la ferredoxina manda los dos electrones de vuelta al citocromo b6f el cual los transmitirá a la quinona b (qb) y esta capta los e-, capta 2 H+ y los bombea al lumen hasta la turbina, es decir liberando y creando más energía. ▪ Solo participa el Fotosistema I. ▪ Los electrones cedidos por el Fotosistema I regresan por la cadena transportadora, liberando energía para sintetizar ATP. ▪ No se realiza la fotólisis del agua ni la reducción de NADP⁺, por lo que no se produce NADPH ni O₂, solo ATP. ▪ Este proceso ajusta la proporción de ATP y NADPH necesaria para la fase oscura (3 ATP por cada 2 NADPH). 4. FOTOREDUCCIÓN - Después de que los electrones pasen por el PS700, de vuelta con más energía gracias al fotón transmitido, hasta la ferredoxina transmitiendo 2 e- excitados a la NADP+ REDUCTASA (Para reducir esta molécula necesita 2e-) →. NAD𝑃 + + 2𝑒 − + 2𝐻 + → NADPH + 𝐻+.  Resultado final: o Al finalizar la fase luminosa, tanto el ATP como el NADPH + H⁺ se acumulan en el estroma y se utilizarán en la fase oscura para la fijación del CO₂. FASE OSCURA O CICLO DE CALVIN: 2ª Fase independiente de la luz, puede ocurrir en cualquier momento del día. - Localización: estroma de los cloroplastos - Fases: 1. Fijación del carbono o 6 CO₂ (cada uno con 1 carbono) → 6 carbonos en total TOTAL: 36 C o 6 RuBP (cada una con 5 carbonos) → 30 carbonos en total - REACCION: La enzima RuBisCO cataliza la reacción entre CO₂ y RuBP, une C y O. o Cada CO₂ se une a una RuBP, formando 12 (3PGA) 2. Reducción: Aquí usamos energía (ATP y NADPH) para convertir el 3-PGA en Gliceraldehído-3-fosfato (G3P). o 12 moléculas de 3-PGA (3 carbonos cada una) → 36 carbonos - REACCIÓN: Se usan 18 ATP y 12 NADPH para transformar el 3-PGA en 12 G3P (cada uno con 3 carbonos). Al ser la estructura inestable, se divide la molécula en 2 inmediatamente: o 2 G3P sale del ciclo para convertirse en glucosa 2 G3P = 6 carbonos. (Necesita 12 ATP y 12 NADPH) o Las moléculas restantes se utilizan para regenerar RuBP, 10 G3P (Necesita ATP) 3. Regeneración de RuBP: Para que el ciclo continúe. o Quedan 10 G3P (después de que 2 salieran para formar glucosa). o 10 G3P x 3 carbonos = 30 carbonos. o Se utilizan los 6ATP restantes de 18ATP para reorganizar los Carbonos y formar 6C𝑂2 : C1.3: - Para que haya vida se necesita: o 𝐻2 𝑂, 𝑂2 o 𝐿𝑢𝑧: Gracias al sol, los organismos autótrofos, es decir los que producen su propio alimento, son capaces de quebrar materia orgánica a partir de inorgánica. Además, el sol les da calor a los seres vivos (Q) la temperatura ambiente de unos 15 Grados. Los organismos autótrofos pueden utilizar 2 tipos de energía para llevar a cabo procesos metabólicos y obtener energía. o Energía luminosa: A partir de luz→ plantas, bacterias fotosintéticas (cianobacterias) y algas o Energía química: obtienen energía de la oxidación de compuestos químicos inorgánicos como el hidrogeno o el azufre. → bacterias quimiosintéticas y arqueas. RESPIRACION CELULAR: proceso mediante el cual las células obtiene energía a partir de compuestos orgánicos, como la glucosa. Esta energía es almacenada en forma de ATP, para que la célula pueda utilizarla y hacer sus funcione svitales. ATP: El ATP (adenosín trifosfato), el ADP (adenosín difosfato) y el AMP (adenosín monofosfato) son nucleótidos que desempeñan un papel fundamental en el metabolismo celular. Almacenan energía en sus enlaces fosfato, usando un enlace fosfato se rompe (hidrolisis) se libera energía. Es un Proceso anabólico. Estructura: ATP: Ácido nucleico formado por una pentosa (ribosa), 3 fosfatos y una base nitrogenada (Adenina) y tres enlaces altamente energéticos pero muy inestables (mucha energía para que se queden unidos) ADP: dos grupos fosfato AMP: un grupo fosfato. - Cantidad de energía almacenada: ATP: es la forma de almacenamiento de energía más alta en las células. Cuando se hidroliza, se libera energía y se convierte en ADP o AMP. ADP: tiene menos energía almacenada que el ATP AMP: menor cantidad de energía almacenada. - Función: ATP: actúa como una fuente principal de energía inmediata para las células. Cuando se hidroliza a ADP o AMP, se libera energía que se utiliza para llevar a cabo diversas actividades celulares, como la contracción muscular, la síntesis de proteínas y el transporte activo de moléculas a través de las membranas celulares. - Reciclaje: El ADP y el AMP pueden ser reciclados para formar ATP por fosforilación ATP → ADP→AMP (A medida que la célula utiliza energía, el ATP va disminuyendo, por lo tanto, hay que recargarla)  Cuando se quiere almacenar E → Reacción de condensación (reacc. De síntesis, anabólica) Cuando se quiere liberar E → Reacción de hidrolisis (reacc de degradación, catabolismo) Para cambiar de tipo de moléculas se siguen unos procedimientos: E 𝐻2 𝑂 𝐻2 𝑂 E AMP + Pi ADP + Pi ATP E 𝐻2 𝑂 E 𝐻2 𝑂 RESPIRACION AEROBICA CELULAR 2 Etapas: 1. Citoplasmática 1.1 Glucólisis (en el citoplasma de la célula general) 2. Mitocondrial 2.1 Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico (en la matriz mitocondrial) 2.2 Ciclo de Krebs (en la matriz mitocondrial) 2.3 Fosforilación oxidativa (CTE y Quimiosmosis (ATP sintasa)) (en la membrana interna / crestas mitocondriales) 1.1 GLUCOLISIS: ▪ En la glucólisis se degrada una molécula de glucosa en una serie de reacciones catalizadas enzimáticamente ▪ Ocurre en el citoplasma de la célula ▪ Es un proceso catabólico: se degradan moléculas complejas (glucosa) para obtener moléculas más sencillas (piruvato) ▪ No requiere oxígeno (es anaeróbica). 1. Inversión Inicial de Energía (Activación de la Glucosa) 1.1. La célula utiliza 2 ATP (adenosín trifosfato, "baterías cargadas") para activar la glucosa (C6H12O6). 1.2 Cada ATP libera energía al perder un fosfato (Pi), convirtiéndose en ADP (adenosín difosfato): ATP -> ADP + Pi + Energía 1.3 Esta energía se utiliza para hacer que la glucosa sea más reactiva y fácil de romper. 2. Ruptura de la Glucosa 2. 2 La glucosa (6 carbonos) se divide en dos moléculas de G3P (gliceraldehído-3-fosfato), cada una con 3C. 3. Obtención de Energía 3.1 A partir de las dos moléculas de G3P, se generan 4 ATP. 3.2 Como inicialmente se usaron 2 ATP, la ganancia neta es de 2 ATP. 3.3 Los ADP generados se recargan con los Pi libres para formar ATP. ADP + Pi -> ATP 4. Obtención de Poder Reductor (NADH) 4.1 Simultáneamente, dos moléculas de NAD+ (nicotinamida adenina dinucleótido) actúan como "transportadores de electrones" (como "camiones vacíos" buscando recoger energía). 4.2 Durante la oxidación de la glucosa (al formar las dos moléculas de G3P), se liberan protones (H+) y electrones (e-). 4.3 Cada NAD+ acepta 2 electrones (2e-) y un protón (H+), convirtiéndose en NADH + H+. NAD+ + 2e- + H+ -> NADH + H+ 4.4 El NADH + H+ transporta estos electrones a la cadena de transporte de electrones en la mitocondria para generar más ATP.  5 obtención de Piruvato 5.1 Luego de más reacciones se obtienen dos moléculas de ácido pirúvico (piruvato). RESULTADO NETO DE LA GLUCÓLISIS: 2 moléculas de piruvato (o ácido pirúvico) 2 moléculas de ATP (ganancia neta) 2 moléculas de NADH + H+ 2. MITOCONDRIAL 2.1 Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico ← Son 2 pirúvicos y 2 Acetil CoA - Ubicación: La descarboxilación ocurre cuando el ácido pirúvico entra en la mitocondria. - Proceso: a) Ácido Pirúvico: Cada molécula de ácido pirúvico (3 carbonos) pierde una molécula de dióxido de carbono (CO2). Este es el proceso de descarboxilación. b) Acetil-CoA: El fragmento de dos carbonos restante se une a la coenzima A (CoA) para formar Acetil-CoA. c) NADH: Durante este proceso, el NAD+ se reduce a NADH + H+. - Ecuación simplificada: Á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑃𝑖𝑟ú𝑣𝑖𝑐𝑜 + 𝐶𝑜𝐴 + 𝑁𝐴𝐷+ → 𝐴𝑐𝑒𝑡𝑖𝑙 − 𝐶𝑜𝐴 + 𝐶𝑂2 + 𝑁𝐴𝐷𝐻 + 𝐻 + - Importancia: La descarboxilación del piruvato es crucial porque: o Convierte el piruvato en Acetil-CoA, que es la molécula que puede entrar en el ciclo de Krebs. o Libera CO2, que es un producto de desecho de la respiración celular. o Genera NADH, que transporta electrones a la cadena de transporte de electrones para la producción de ATP. 2.2 Ciclo de Krebs: procesa el Acetil-CoA (derivado del piruvato) para generar CO2, NADH, FADH2 y ATP. Estos productos son cruciales para la producción de energía en la célula. El NADH y el FADH2 alimentan la cadena de transporte de electrones, donde se genera la mayor parte del ATP. - Ubicación: La imagen indica que el ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz mitocondrial. - Entrada del Acetil-CoA: Las moléculas de ácido pirúvico (procedentes de la glucólisis) entran en la mitocondria → Cada molécula de ácido pirúvico sufre una descarboxilación oxidativa, perdiendo un carbono en forma de CO2 y uniéndose a la Coenzima A (CoA) para formar Acetil-CoA. Así se forman 2 Acetil-CoA. - Productos del Ciclo (por cada Acetil-CoA): Por cada vuelta del ciclo (es decir, por cada molécula de Acetil-CoA que entra), se producen: o 2 moléculas de CO2 o 3 moléculas de NADH + H+ o 1 molécula de FADH2 o 1 molécula de ATP - Productos totales del ciclo (por cada glucosa): Dado que cada molécula de glucosa produce 2 moléculas de Acetil-CoA, el ciclo ocurre dos veces por cada glucosa, multiplicas cada producto x2: o 4 moléculas de CO2 o 6 moléculas de NADH + H+ o 2 moléculas de FADH2 o 2 moléculas de ATP NADH + H+ & FADH2 → Moléculas de alto poder reductor → Liberan H+ & e- 2.3 Fosforilación oxidativa: etapa final de la respiración celular aeróbica, donde se utiliza la energía liberada durante el transporte de electrones para generar un gradiente de protones (H+) a través de la membrana interna mitocondrial. Este gradiente impulsa la síntesis de ATP a través de la ATP sintasa en un proceso llamado quimiosmosis 2.3.1 CTE: Es una serie de complejos de proteínas que transfieren electrones, liberando energía que se utiliza para bombear protones (H+) y crear un gradiente electroquímico. - Ubicación: Membrana interna de la mitocondria. - Componentes: Complejos proteicos I, II, III, IV Coenzimas Q (ubiquinona) Citocromo c (Cyt c) que transportan electrones entre los complejos. - Proceso: 1. NADH y FADH2 donan electrones: o NADH + H⁺ dona sus electrones al Complejo I (convirtiéndose en NAD⁺), que regresa al ciclo de Krebs o la glucólisis para reutilizarse. o FADH2 dona sus electrones al Complejo II (succinato deshidrogenasa), convirtiéndose en FAD, que también regresa al ciclo de Krebs. 2. Transferencia de electrones y liberación de energía: o Los electrones donados por NADH y FADH2 se transfieren a lo largo de la CTE, pasando por los Complejos I, II, III y IV, con la ayuda de transportadores móviles como la ubiquinona (Coenzima Q) y el citocromo c o A medida que los electrones pasan de un complejo a otro, se libera energía. 3. Bombeo de protones (H⁺): o La energía liberada por el flujo de electrones se utiliza para bombear protones (H⁺) desde la matriz mitocondrial hacia el espacio intermembrana. Todos los complejos bombean protones o Este bombeo crea un gradiente electroquímico (alta concentración de H⁺ en el espacio intermembrana y baja concentración en la matriz). 4. Oxígeno como aceptor final de electrones: o Los electrones que han pasado por toda la cadena llegan al Complejo IV, donde son transferidos al oxígeno molecular (O₂), el aceptor final de electrones. El oxígeno se combina con los protones (H⁺) para formar agua (H₂O), cerrando el ciclo. 2.3.2 Quimiosmosis / Proceso Michaells: proceso mediante el cual la energía almacenada en un gradiente de protones (creado en la CTE) se utiliza para sintetizar ATP. - Proceso: 1. Bombeo de protones (contra gradiente): o Cuando en La CTE los complejos utilizaban energía liberada por el transporte de electrones para bombear protones desde la matriz mitocondrial al espacio intermembrana movimiento contra el gradiente  electroquímico, ya que los protones se acumulan en el espacio intermembrana, donde ya hay una alta concentración de protones 2. Gradiente electroquímico (fuerza protón-motriz): o Un gradiente químico: diferencia en la concentración protones (pH) o Un gradiente eléctrico: diferencia de carga entre el espacio intermembrana (positivo) y la matriz mitocondrial (negativa). 3. Flujo de protones (a favor del gradiente): o Los protones regresan a la matriz mitocondrial a través de la ATP sintasa, que actúa como una turbina molecular. → A favor del gradiente libera energía almacenada en el gradiente electroquímico, (que se utiliza para fosforilar ADP y formar ATP) ▪ Por cada NADH + H+, la energía liberada impulsa la producción de unos 3 ATP ▪ Por cada FADH2, la energía liberada impulsa la producción de unos 2 ATP. ▪ Este ATP se sintetiza en la ATP sintetasa a partir de ADP+Pi (listos para ser utilizados en la matriz mitocondria PROCESOS Moléculas obtenidas (generadas Cad. De Transp. e- (Cuantos Balance de e- (suma de directamente en cada etapa) ATP se estima que producen a ATP generados en cada partir de los NADH y FADH2 etapa) generados en cada etapa) 1 NADH = 3 ATP 1FADH2 = 2ATP Glucolisis 2ATP → 2ATP 2 NADH + H+ 2 NADH + H+ x 3= 6ATP 6 ATP Tot= 8 ATP Descarboxilación oxidativa 2NADH + H+ 2 NADH + H+ x 3= 6ATP Tot=6ATP Ciclo de Krebs 6NADH +H+ 6 NADH +H+ x 3= 18ATP 18 ATP 2FADH2 2FADH2 x 2= 4ATP 4ATP 2ATP → 2ATP TOT= 24ATP RESPIRACION CELULAR ANAEROBICA: es un proceso metabólico que permite a las células obtener energía (ATP) en ausencia de oxígeno. Este proceso se lleva a cabo mediante la fermentación, que puede ser de dos tipos principales: -Por: Levaduras y bacterias y células musculares (en fermentación láctica al hacer ejercicio) A) Fermentación láctica: Un proceso catabólico anaeróbico en el citoplasma de las células 00 A.1) Células musculares: - Localización. En el citoplasma de las fibras (células musculares) Durante el ejercicio intenso, el organismo demanda más energía de la que sesta acostumbrada mediante al respiración anaeróbica (ya que requiero más oxigeno) las celula recurren a fermentación láctica apara obtener esta energía rápidamente. → la acumulación de ácido láctico en las fibras musculares produce cristalización y provoca dolor (agujetas) - Proceso: 1.- La glucosa comienda el proceso, gracias al glucolisis, se convierte en 2 Ácidos Pirúvicos (generando así 2 ATP). 2.- El ácido pirúvico acepta los electrones del NADH +H+ (creado en el glucolisis) →Ácido láctico. 3.- Al dar sus electrones se convierte en NAD+ (regenerándose) Imagina que tienes un coche de juguete que funciona con baterías. La glucólisis es el motor del coche, y las baterías (NAD⁺/NADH + H⁺) son su fuente de energía. La glucólisis usa las baterías (NAD⁺) pero las agota (las convierte en NADH + H⁺). La fermentación láctica es como un pequeño cargador de baterías que recarga las baterías agotadas (regenera NAD⁺), permitiendo que el coche siga moviéndose un poco más, aunque no a máxima velocidad. A.2) Bacterias: Presentes en la leche (Lactobacillus casei, Lactobacillus vulgaris y Streptococus casei) - Estas tienen la capacidad de metabolizar lactosa, - Obtienen su energía de esta fermentación - Produce el ácido láctico → Esta producción reduce pH de la leche, provoca la coagulación d ellas proteínas y forman derivados de lácteos (Yogures y Quesos) Ocurre el mismo proceso solo que en este caso, son 4 de ácido piruvi, etc. Ya que la lactosa genera 2 glucosas no 1, por lo tanto 4 ac pirúvico y lácticos B) Fermentación Alcohólica: - Levaduras, Pan y reposterías & Bebidas Alcohólicas, y en las pieles de algunas frutas. - Proceso: Paso 1: Glucólisis (Ocurre igual en la Fermentación Láctica y Alcohólica) - Glucosa se convierte en 2 moléculas de ácido pirúvico. Se producen 2 ATP (energía) y 2 NADH + H⁺. Aquí es donde se genera el NADH + H⁺. Paso 2: Transformación del Ácido Pirúvico a Etanal (Acetaldehído) - Descarboxilación: El ácido pirúvico (CH₃-CO-COOH) pierde una molécula de dióxido de carbono (CO₂). - Esto es crucial: Al perder CO₂, el ácido pirúvico se transforma en etanal (CH₃CHO). - Esta reacción es catalizada por la enzima piruvato descarboxilasa. - Los electrones y protones del NADH + H⁺ NO están directamente involucrados en esta descarboxilación. La descarboxilación es un proceso independiente que libera CO₂. Paso 3: Transformación del Etanal (Acetaldehído) a Etanol (Alcohol) - Reducción: El etanal (CH₃CHO) acepta los electrones y protones del NADH + H⁺. - Al aceptar estos electrones y protones, el etanal se reduce y se transforma en etanol (CH₃CH₂OH). - Al donar sus electrones y protones, el NADH + H⁺ se regenera a NAD⁺, que vuelve a estar disponible para la glucólisis. - Esta reacción es catalizada por la enzima alcohol deshidrogenasa. (La reducción (ganancia de electrones e hidrógenos del NADH + H⁺) transforma el etanal en etanol. Esta reacción es crucial para regenerar NAD⁺ y permitir que la glucólisis continúe.) Resp, aeróbica Resp. Anaeróbica humanos humanos Oxigeno Con oxigeno Sin oxigeno Ubicación Citoplasma y Solo citoplasma mitocondrias  Rendimiento Alto Bajo ATP Productos de Dióxido de carbono Lactato/ Ácido láctico desecho y agua Sustratos Todo Solo carbohidratos respiratorios Res. Aeróbica: Glucosa + O2→ CO2 + H2O (+ATP) Resp. Anaeróbica: Glucosa→ lactato (+ATP) EL PAPEL DEL NAD: Es una coenzima que ayuda a la enzima a realizar sus funciones enzimáticas, (Sin el NAD, la enzima no podría funcionar bien) NAD⁺ + 2e⁻ + 2H⁺ → NADH + H⁺ Reacciones de oxido-reducción (redox) ▪ Transportador de electrones de una sustancia a otra (siempre que una se oxida otra se reduce) (fundamental resp. Celular, NAD+ oxida sustancia mientras se reduce a NADH) o Oxidación: Perdida de e- y protones de una sustancia, se llama REDUCTOR (porque causa la reducción de la otra sust) o Reducción: Ganancia de e- y protones, se llama OXIDANTE (causa la oxidación de la otra sustancia) NAD+ siempre es el oxidante (acepta electrones y se reduce) NADH+H+ siempre es el reductor p (porque siemrpe dona electrones y se oxida) - El proceso es cíclico: NAD+ se reduce a NADH + H+, y luego NADH + H+ se oxida de nuevo a NAD+, permitiendo que la molécula funcione como un transportador de electrones en las reacciones metabólicas. - FASES: (su papel en:) En la fase luminosa (fotosíntesis), el NADPH + H⁺ libera H⁺ y e⁻. En la respiración aeróbica celular, se produce NADH + H⁺ en el ciclo de Krebs (6 moléculas), en la glucólisis (2 moléculas) y en la descarboxilación oxidativa (2 moléculas). También se produce FADH₂ en el ciclo de Krebs. COMPARACION ENTRE LÍPIDOS Y CARBONOS: La glucosa es el sustrato por excelencia inmediato para la obtención de energía (ATP) inmediata, por lo tanto, es la que primero se consume. El humano tiene 2 reservas de glucosa en forma de glucógeno (Hígado (80%) y músculos (20%)). Cuando estas reservas se agotan, el cuerpo humano utiliza los ácidos grasos (triglicéridos, acilglicéridos y fosfolípidos, NO CERAS) Estos al tener cadenas de C con H más largas, son capaces de recudir mucho más. El NAD+ se reduce a NADH repetidamente, obteniendo un rendimiento energético muy alto (ATP). Aun así, la glucosa es preferida porque: 1. Se, metaboliza más rápido que los lípidos: genial en ejercicio intenso 2. Menor consumo de oxígeno: menor oxigeno por unidad de ATP producido que los lípidos 3. Disponibilidad directa: hígado y músculos Tabla contenido energético sustratos respiratorios (Los sustratos respiratorios son las moléculas orgánicas que se oxidan durante la respiración celular para obtener energía en forma de ATP ) Sustratos resp. Energía (KJ/g) Energía (Kcal/g) (por 1gr de energía= Numero moles ATP y KJ/Kcal) Carbohidratos 15,8 4 Lípidos 39,4 9 Proteínas 17,0 4 ESPECTROS DE ABSORCION, CROMATOGRAFIA Y PIGMENTOS. A) Pigmentos fotosintéticos: capaces de excitarse con la luz o Clorofila A y B: principales, capturan la luz para la fotosíntesis. Absorben luz en longitudes de onda azul-violeta y rojo, pero reflejan luz verde o Pigmentos accesorios: No queda clorofila (clorosis) →falta de luz, temperaturas extremas, nutrientes… →Carotenoides (rojizas) y Xantofilas (amarillo) B) Cromatografía: método para separar diferentes componentes en las hojas o Fases: Fase estacionaria: papel retiene los componentes más solubles o con mayor afinidad Fase móvil: Un disolvente que transporte estos pigmentos por el papel C) Espectros: Absición de la luz por los pigmentos fotosintéticos: o Fotones: Luz visible/blanca: longitud de onda 400-700 nm. Las ondas que no absorbe son las que emiten ellos mismos. Máximas (Mutagénicas; cambios en las mutaciones. Mínimas Ondas radio → Microondas → Infrarrojos → Luz blanca →UV → X-Rays → Rayos Gamma Son más intensos, por la tanto tienen menor longitud de onda Pigmento Long. Absorb (nm) Colores absob. Color reflejado Clorofila a 400-450, 650-700 Azul-violeta, rojo Verde Clorofila b 450-500, 600-650 Azul, rojo Verde amarillento Xantofila 400-350 Azul, verde Amarillo-naranja Carotenoide 400-500 Azul-violeta Amarillo - - NAD (Nicotinamida Adenina Dinucleótido): Es el término general para la molécula, que puede existir en forma oxidada o reducida - NAD+ (forma oxidada): Actúa como agente oxidante, aceptando electrones de otras moléculas Participa principalmente en reacciones catabólicas como la respiración celular - NADH (forma reducida): Es el resultado de la reducción de NAD+, habiendo ganado dos electrones y un protón. Actúa como agente reductor, donando electrones a la cadena de transporte de electrones. - NADH+H+: Es otra forma de representar el NADH, enfatizando que ha ganado dos electrones y dos protones (H+) - FADH2 (Flavina Adenina Dinucleótido, forma reducida): Es la forma reducida de FAD, otro importante transportador de electrones. Se produce principalmente en el ciclo de Krebs Dona electrones al Complejo II de la cadena de transporte de electrones - FAD (Forma Oxidada): Es la forma oxidada de esta coenzima. Actúa como un aceptor de electrones y protones en reacciones metabólicas. Se encuentra principalmente en el ciclo de Krebs, donde es reducido a FADH2 durante la conversión de succinato a fumarato por la enzima succinato deshidrogenasa.