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8.1: ¿Qué es la respiración celular?
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What is Cellular Respiration?
 
TRANSCRIPCIÓN

8.1: What is Cellular Respiration?

8.1: ¿Qué es la respiración celular?

Organisms harvest energy from food, but this energy cannot be directly used by cells. Cells convert the energy stored in nutrients into a more usable form: adenosine triphosphate (ATP).

ATP stores energy in chemical bonds that can be quickly released when needed. Cells produce energy in the form of ATP through the process of cellular respiration. Although much of the energy from cellular respiration is released as heat, some of it is used to make ATP.

During cellular respiration, several oxidation-reduction (redox) reactions transfer electrons from organic molecules to other molecules. Here, oxidation refers to electron loss and reduction to electron gain. The electron carriers NAD+ and FAD—and their reduced forms, NADH and FADH2, respectively—are essential for several steps of cellular respiration.

Some prokaryotes use anaerobic respiration, which does not require oxygen. Most organisms use aerobic (oxygen-requiring) respiration, which produces much more ATP. Aerobic respiration generates ATP by breaking down glucose and oxygen into carbon dioxide and water.

Both aerobic and anaerobic respiration begin with glycolysis, which does not require oxygen. Glycolysis breaks down glucose into pyruvate, yielding ATP. In the absence of oxygen, pyruvate ferments, producing NAD+ for continued glycolysis. Importantly, several types of yeast use alcoholic fermentation. Human muscle cells can use lactic acid fermentation when oxygen is depleted. Anaerobic respiration ends with fermentation.

Aerobic respiration, however, continues with pyruvate oxidation. Pyruvate oxidation generates acetyl-CoA, which enters the citric acid cycle. The citric acid cycle consists of several redox reactions that release the bond energy of acetyl-CoA, producing ATP and the reduced electron carriers NADH and FADH2.

The final stage of cellular respiration, oxidative phosphorylation, generates most of the ATP. NADH and FADH2 pass their electrons through the electron transport chain. The electron transport chain releases energy that is used to expel protons, creating a proton gradient that enables ATP synthesis.

Los organismos cosechan energía de los alimentos, pero esta energía no puede ser utilizada directamente por las células. Las células convierten la energía almacenada en nutrientes en una forma más utilizable: trifosfato de adenosina (ATP).

ATP almacena energía en enlaces químicos que se pueden liberar rápidamente cuando sea necesario. Las células producen energía en forma de ATP a través del proceso de respiración celular. Aunque gran parte de la energía de la respiración celular se libera como calor, parte de ella se utiliza para hacer ATP.

Durante la respiración celular, varias reacciones de reducción de oxidación (redox) transfieren electrones de moléculas orgánicas a otras moléculas. Aquí, la oxidación se refiere a la pérdida de electrones y la reducción a la ganancia de electrones. Los portadores de electrones NAD+ y FAD— y sus formas reducidas, NADH y FADH2,respectivamente, son esenciales para varios pasos de respiración celular.

Algunos prokaryotes utilizan respiración anaeróbica, que no requiere oxígeno. La mayoría de los organismos utilizan respiración aeróbica (que requiere oxígeno), que produce mucho más ATP. La respiración aeróbica genera ATP al descomponer la glucosa y el oxígeno en dióxido de carbono y agua.

Tanto la respiración aeróbica como la anaeróbica comienzan con la glucólisis, que no requiere oxígeno. La glucólisis descompone la glucosa en piruvato, produciendo ATP. En ausencia de oxígeno, los fermentos de piruvato, produciendo NAD+ para la glucólisis continua. Es importante destacar que varios tipos de levadura utilizan fermentación alcohólica. Las células musculares humanas pueden utilizar la fermentación del ácido láctico cuando se agota el oxígeno. La respiración anaeróbica termina con la fermentación.

La respiración aeróbica, sin embargo, continúa con la oxidación de piruvato. La oxidación de piruvato genera acetil-CoA, que entra en el ciclo del ácido cítrico. El ciclo del ácido cítrico consiste en varias reacciones redox que liberan la energía de unión de acetil-CoA, produciendo ATP y los portadores de electrones reducidos NADH y FADH2.

La etapa final de la respiración celular, fosforilación oxidativa, genera la mayor parte de la ATP. NADH y FADH2 pasan sus electrones a través de la cadena de transporte de electrones. La cadena de transporte de electrones libera energía que se utiliza para expulsar protones, creando un gradiente de protones que permite la síntesis de ATP.


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