Fundamentos del Metabolismo Celular: Rutas Catabólicas y Respiración


Estudios sobre rutas catabólicas

  • a) Denominación de la ruta: Glucólisis.
  • b) ¿En qué espacio celular se produce?: En el citosol (citoplasma).
  • c) Posibles destinos del piruvato: Dependen de la disponibilidad de O₂:
    • Aerobiosis: se transforma en acetil-CoA y entra en el ciclo de Krebs.
    • Anaerobiosis (fermentación): Fermentación láctica (lactato) o fermentación alcohólica (etanol + CO₂).
  • d) Organización y tipo celular: Se da en todas las células, tanto procariotas como eucariotas (ruta universal).

Oxidación de los ácidos grasos

  • a) Orgánulo donde se desarrolla (eucariotas): En la mitocondria (matriz mitocondrial; activación previa en el citosol).
  • b) Productos liberados en cada vuelta: En cada ciclo de β-oxidación se obtiene: 1 acetil-CoA, 1 NADH, 1 FADH₂ y un ácido graso acortado (−2C).
  • c) Procesos que continúan para obtener CO₂, H₂O y ATP: Ciclo de Krebs (oxida el acetil-CoA a CO₂) y cadena de transporte electrónico con fosforilación oxidativa (forma H₂O y ATP).

Enfermedades mitocondriales y respiración

  • a) Tipo de organismo que tiene mitocondrias: Eucariotas aerobios (algas, hongos, protozoos y células animales/vegetales).
  • b) Función principal de las mitocondrias: Producción de ATP mediante respiración celular (fosforilación oxidativa).
  • c) ¿Dónde se produce la fermentación?: En el citosol.
  • d) Objetivo y resultado final de la fermentación en célula humana: Objetivo: regenerar NAD⁺ para mantener la glucólisis. Resultado: formación de ácido láctico (lactato) y baja producción de ATP.

Procesos metabólicos en el picudo (Diocalandra frumenti)

  • a) Identificación de procesos: 1. Ciclo de Krebs, 2. Cadena de transporte de electrones, 3. Fosforilación oxidativa / síntesis de ATP.
  • b) Condiciones: Aerobias (requieren O₂ como aceptor final de electrones).
  • c) Orgánulo donde se producen: Mitocondria.
  • d) ¿Vía anabólica o catabólica?: Catabólica (degradación de moléculas para obtener energía).

Esquema del metabolismo celular

  • a) Rutas metabólicas identificadas: 1. Ciclo de Krebs, 2. Fermentación láctica, 3. Fermentación alcohólica, 4. β-oxidación de ácidos grasos, 5. Glucólisis.
  • b) Localización (célula animal): 1: Matriz mitocondrial, 2: Citosol, 4: Matriz mitocondrial, 5: Citosol.
  • c) Tipo de unidad celular que realiza la vía 3: Levaduras (células eucariotas unicelulares) y algunos microorganismos.

Fermentación en café y cacao

  • a. ¿En qué condiciones se produce?: En condiciones de anaerobiosis (ausencia de oxígeno).
  • b. ¿Proceso anabólico o catabólico?: Catabólico, ya que se degradan moléculas complejas para obtener energía (ATP).
  • c. ¿En qué lugar celular se desarrolla?: En el citoplasma (o citosol).
  • d. ¿Qué tipo de organismo realiza la fermentación alcohólica?: Principalmente levaduras (como Saccharomyces cerevisiae), bacterias y ciertos tejidos vegetales.

Esquema de Piruvato a Etanol

  • a. Proceso metabólico: Fermentación alcohólica.
  • b. Condiciones: Anaeróbicas.
  • c. Compartimento celular: Citoplasma (citosol).
  • d. Organismos: Levaduras y algunas bacterias.

Función de la mitocondria

  • a. Degradación del acetil-CoA: En la matriz mitocondrial (Ciclo de Krebs).
  • b. Coenzimas sintetizadas: NADH y FADH₂.
  • c. Localización de la cadena respiratoria: En las crestas mitocondriales (membrana mitocondrial interna).
  • d. Finalidad del proceso: Síntesis de ATP mediante fosforilación oxidativa.

Dinámica de concentraciones en cultivo

  • a. Procesos en t1 y t2: t1: Respiración celular aeróbica; t2: Fermentación alcohólica.
  • b. Compartimientos celulares: Respiración: Citoplasma y Mitocondrias; Fermentación: Citoplasma.
  • c. Proceso con mayor energía: Respiración celular aeróbica (t1).
  • d. ¿Anabólicos o catabólicos?: Ambos son procesos catabólicos.

Tabla comparativa de procesos metabólicos

ProcesoLocalizaciónCélula AnimalCélula Vegetal
β-oxidaciónMatriz mitocondrial
Ciclo de KrebsMatriz mitocondrial
Ciclo de CalvinEstroma del cloroplastoNo
GlucólisisCitoplasma
Fermentación lácticaCitoplasmaNo*
Fosforilación oxidativaCrestas mitocondriales

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