Respiracion aerobia y fermentacion mitocondria

Respiracion aerobia y fermentacion mitocondria

¿Cuáles son las etapas de la respiración celular?

IntroducciónLos eucariotas poseen un orgánulo citoplasmático llamado mitocondria, ya sea completamente funcional o vestigial [1], [2]. Se cree que las mitocondrias se originan a partir de la endosimbiosis entre los ancestros de los eucariotas y las α-proteobacterias. Este evento endosimbiótico, propuesto por primera vez por Wallin [3] y popularizado por Sagan [4], podría haber surgido hace más de dos mil millones de años [5]. Sin embargo, los genomas mitocondriales actuales contienen muchos menos genes que los genomas de las α-proteobacterias [6]. Tras la endosimbiosis, la mayoría de los genes del endosimbionte se perdieron o se transfirieron al genoma de la célula huésped durante la evolución [7]. Aunque las mitocondrias son orgánulos complejos que requieren varios centenares de proteínas para funcionar correctamente, la mayoría de ellas (>99%) son ahora producto de genes nucleares. Los genomas mitocondriales codifican muy pocos genes, entre 3 y 96 genes en animales, plantas, hongos y protistas [7], [8] y la proporción de genes codificados por el ADNmt en Eucariotas suele representar menos del 0,5% del número total de genes.

Fermentación

Los organismos vivos necesitan un aporte continuo de energía para mantener las funciones celulares y del organismo, como el crecimiento, la reparación, el movimiento, la defensa y la reproducción. Las células sólo pueden utilizar energía química para alimentar sus funciones, por lo que necesitan cosechar energía de los enlaces químicos de las biomoléculas, como los azúcares y los lípidos. Los organismos autótrofos, es decir, las plantas, las algas y las bacterias fotosintéticas y quimiosintéticas, convierten los materiales inorgánicos en este tipo de biomoléculas aprovechando la energía del entorno, por ejemplo, de la luz solar durante la fotosíntesis. Los organismos heterótrofos son incapaces de sintetizar biomoléculas de alta energía a partir de materiales inorgánicos, por lo que obtienen energía consumiendo compuestos de carbono producidos por otros organismos, principalmente de los autótrofos. Cuando se necesita energía, se rompen los enlaces químicos de los compuestos de carbono para cosechar la energía almacenada en estos enlaces. Los procesos para cosechar energía de las biomoléculas se denominan respiración celular.

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La respiración celular se produce tanto en los organismos autótrofos como en los heterótrofos, y la energía se pone a disposición del organismo normalmente a través de la conversión de difosfato de adenosina (ADP) en trifosfato de adenosina (ATP). Existen dos tipos principales de respiración celular: la respiración aeróbica y la respiración anaeróbica. La respiración aeróbica es un tipo específico de respiración celular, en la que se necesita oxígeno (O2) para crear ATP. En este caso, la glucosa (C6H12O6) puede oxidarse completamente en una serie de reacciones enzimáticas para producir dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O).

Metabolismo microbiano

Cuando se dispone de glucosa, muchos organismos reprimen la respiración mitocondrial en favor de la glucólisis aeróbica, o fermentación en la levadura, que es suficiente para la producción de ATP. Sin embargo, las células de levadura de fisión dependen parcialmente de la respiración para una rápida proliferación en condiciones fermentativas. Aquí, determinamos los factores limitantes que requieren la función respiratoria durante la fermentación. Al inhibir la cadena de transporte de electrones, la suplementación con arginina fue necesaria y suficiente para restaurar la proliferación rápida. En consecuencia, un cribado sistemático de mutantes que crecen mal sin arginina identificó mutantes defectuosos en el metabolismo oxidativo mitocondrial. La inhibición genética o farmacológica de la respiración desencadenó un descenso de los niveles intracelulares de arginina y aminoácidos derivados del metabolito del ciclo de Krebs alfa-cetoglutarato: glutamina, lisina y ácido glutámico. La conversión de arginina en estos aminoácidos era necesaria para una rápida proliferación cuando se bloqueaba la cadena respiratoria. El bloqueo respiratorio desencadenó una respuesta de expresión génica inmediata de diagnóstico de la inhibición de TOR, que fue silenciada por la suplementación de arginina o sin la quinasa activadora de AMPK Ssp1. Las proteínas controladas por TOR presentaban una composición sesgada de aminoácidos que reflejaba su escasez tras la inhibición respiratoria. Llegamos a la conclusión de que la respiración favorece la rápida proliferación de las células de levadura de fisión en fermentación al aumentar el suministro de aminoácidos derivados del ciclo de Krebs.

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Respiración celular

En la respiración aeróbica, el aceptor final de electrones es una molécula de oxígeno, el O2. Si se produce la respiración aeróbica, se producirá ATP utilizando la energía de los electrones de alta energía transportados por NADH o FADH2 a la cadena de transporte de electrones. Si no se produce la respiración aeróbica, el NADH debe ser reoxidado a NAD+ para ser reutilizado como transportador de electrones para que la vía glicolítica continúe. ¿Cómo se hace esto? Algunos sistemas vivos utilizan una molécula orgánica como aceptor final de electrones. Los procesos que utilizan una molécula orgánica para regenerar NAD+ a partir de NADH se denominan colectivamente fermentación. En cambio, algunos sistemas vivos utilizan una molécula inorgánica como aceptor final de electrones. Ambos métodos se denominan respiración celular anaeróbica, en la que los organismos convierten la energía para su uso en ausencia de oxígeno.

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Algunos procariotas, incluidas algunas especies de los dominios Bacteria y Archaea, utilizan la respiración anaeróbica. Por ejemplo, un grupo de arqueas llamado metanógeno reduce el dióxido de carbono a metano para oxidar el NADH. Estos microorganismos se encuentran en el suelo y en el tracto digestivo de los rumiantes, como las vacas y las ovejas. Del mismo modo, las bacterias reductoras de sulfato, la mayoría de las cuales son anaerobias ((Figura)), reducen el sulfato a sulfuro de hidrógeno para regenerar NAD+ a partir de NADH.

Cordero Canales Aitor

Soy Aitor Cordero y me apasiona probar diferentes recetas, me gusta estudiar posibles mezclas para experimentar nuevos sabores. Obviamente todo esto teniendo en cuenta las ventajas de cada plato, trato de llevar una vida saludable, por lo que intento cuidar siempre lo que como.

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