Respiración celular es el proceso por el cual las células convierten la glucosa (un azúcar) en dióxido de carbono y agua. En el proceso, la energía en forma de molécula llamada trifosfato de adenosina, o ATP, se libera. Debido a que se requiere oxígeno para impulsar esta reacción, la respiración celular también se considera un tipo de Reacción de "combustión" en la que una molécula orgánica (glucosa) se oxida o quema, liberando energía en el proceso.
Las células requieren energía ATP para realizar todas las funciones necesarias para la vida. Pero, ¿cuánto ATP necesitamos? Si nuestras propias células no reemplazaran el ATP constantemente a través de la respiración celular, consumiríamos casi todo nuestro peso corporal en ATP en un día.
La respiración celular se lleva a cabo en tres pasos: glucólisis, el ciclo del ácido cítrico y fosforilación oxidativa.
Enzimas
Enzimas son proteínas que catalizan, o afectan la velocidad, de reacciones químicas sin que ellas mismas se alteren en el proceso. Enzimas específicas catalizan cada reacción celular.
El papel principal de las enzimas durante la reacción respiratoria es ayudar a transferir electrones de una molécula a otra. Estas transferencias se denominan reacciones “redox”, donde la pérdida de electrones de una molécula (oxidación) debe coincidir con la adición de electrones a otra sustancia (reducción).
Glucólisis
Este primer paso de la reacción respiratoria tiene lugar en el citoplasma, o fluido, de la célula. La glucólisis consta de nueve reacciones químicas separadas, cada una catalizada por una enzima específica.
Los actores clave en la glucólisis son la enzima deshidrodgenasa y una coenzima (auxiliar no proteica) llamada NAD +. La deshidrodgenasa oxida la glucosa al quitarle dos electrones y transferirlos a NAD +. En el proceso, la glucosa se "divide" en dos moléculas de piruvato, que continúan la reacción.
El ciclo del ácido cítrico
El segundo paso de la reacción respiratoria tiene lugar dentro de un orgánulo celular llamado mitocondrias, que por su papel en la producción de ATP se denominan “fábricas de energía” para la célula.
Justo antes de que comience el ciclo del ácido cítrico, el piruvato se "prepara" para la reacción al convertirse en una sustancia de alta energía llamada acetil coenzima A o acetil-CoA.
Las enzimas específicas ubicadas en las mitocondrias impulsan las muchas reacciones que componen el ácido cítrico. ciclo (también conocido como ciclo de Krebs) reorganizando enlaces químicos y participando en más redox reacciones.
Al finalizar este paso, las moléculas portadoras de electrones abandonan el ciclo del ácido cítrico y comienzan el tercer paso.
Fosforilación oxidativa
El paso final de la reacción respiratoria, también llamado cadena de transporte de electrones, es donde se produce la recompensa energética de la célula. Durante este paso, el oxígeno impulsa una cadena de movimiento de electrones a través de la membrana de las mitocondrias. Esta transferencia de electrones potencia la capacidad de la enzima ATP sintasa para producir 38 moléculas de ATP.
