1er teo FUNDAMENTOS QUIMICOS

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Existen dos grandes grupos de células → PROCARIONTES y EUCARIONTES. 
Las células PROCARIOTAS son células 
anucleadas que poseen ADN circular; 
tienen ribosomas, pared celular y una 
copia de cada gen; no poseen sistema de 
endomembranas ni mitocondrias. 
Las células EUCARIOTAS son células con 
núcleo, ADN lineal ; tienen sistema de 
endomembranas, mitocondrias, ribosomas 
y dos copias de cada gen; no tienen 
pared celular (a excepcion de las células 
vegetales). 
 
TODO LO QUE OCURRE DENTRO DE LA CÉLULA OCURRE SIMULTÁNEAMENTE EN UN MISMO ESPACIO → 
muchos tipos de biomoléculas interaccionan y reaccionan en numerosas y complejas vías para 
formar células y organismos funcionales. Sin embargo, se necesita una cantidad relativamente 
pequeña de principios químicos que permiten entender los procesos a nivel molecular. 
 
 
 
 
Fundamentos químicos 
1° T E O R I C O 
Complementariedad molecular 
Cuando dos moléculas interaccionan por 
INTERACCIONES NO COVALENTES y encajan 
perfectamente por su forma y por las 
uniones que se permiten formar entre 
ambas. 
A partir de moléculas pequeñas, 
por UNIONES COVALENTES se 
forman macromoléculas que 
serán las formadoras de células. 
BLOQUES DE CONSTRUCCIÓN 
4 fundamentos clave 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Una célula está compuesta por un 70% DE AGUA Y EL 30% CORRESPONDE A OTRAS MOLÉCULAS → 
como proteínas, polisacáridos, ácidos nucleicos, fosfolípidos e iones y moléculas pequeñas. 
 Si se habla a nivel de elementos químicos, el 99% de las células están formadas por → 
hidrógeno, carbono, nitrógeno y oxígeno. El número atómico de este 99% es menor a 20. 
 Un 0.9% de las células están formadas por → fósforo, azufre, cloro, sodio, magnesio, potasio y 
calcio. 
 
 
 
Hay REACCIONES REVERSIBLES que ocurren 
hacia un lado o hacia al otro y que 
otorgan un equilibrio. 
Equilibrio químico Energía en enlaces químicos 
LA ENERGÍA NECESARIA PARA QUE LA CÉLULA 
REALICE TRABAJO → a menudo se 
almacena en enlaces de alta energía; la 
molécula por excelencia que almacena 
energía en sus enlaces es → el ATP. 
Relación de los seres vivos con los alimentos 
HAY CIERTAS MOLÉCULAS QUE INGRESAN A NUESTRO ORGANISMO MEDIANTE LOS ALIMENTOS → luego del 
proceso de digestión, éstas moléculas son degradadas → las proteínas a aminoácidos; los ácidos 
nucleicos a bases; los fosfolípidos y triglicéridos a ácidos grasos; y los polisacáridos y disacáridos a 
azucares simples → son absorbidos e importados dentro de la célula para luego formar las 
moléculas complejas dentro del organismo → nuevamente proteínas, ácidos nucleicos, 
fosfolípidos, triglicéridos y polisacáridos. 
 
 
Existen dos tipos grandes de uniones → enlaces covalentes y enlaces no covalentes. 
 ENLACES COVALENTES → se encargan de formar las estructuras → por ejemplo, uniones entre 
aminoácidos para formar proteínas. 
 ENLACES NO COVALENTES → estabilizan las estructuras y le permiten obtener a la estructura la 
forma que adopta en el espacio. Dentro de los enlaces no covalentes se encuentran: 
o UNIONES HIDRÓGENO. 
o INTERACCIONES IÓNICAS. 
o FUERZAS DE VAN DER WAALS. 
o EFECTO HIDRÓFOBO → no es una unión 
en sí en la que interaccionen dos 
moléculas; sino que se genera 
cuando dos moléculas no polares se 
organizan en el espacio y se atraen 
por expulsión de agua del medio. 
 
MOVIMIENTOS TÉRMICOS → normalmente las moléculas en nuestro cuerpo, a 37°, están en 
movimiento → la energía, el calor del cuerpo → hacen que las moléculas estén en movimiento → 
sin embargo, la energía de estos movimientos es muy pequeña → no permite, por ejemplo, 
romper un enlace covalente. 
LOS ENLACES COVALENTES SON MUCHO MÁS FUERTES QUE LOS ENLACES NO COVALENTES → POR LO TANTO 
LOS ENLACES COVALENTES SERÁN LOS QUE FORMEN LAS ESTRUCTURAS DE LAS BIOMOLÉCULAS DENTRO DE LA 
CÉLULA; Y LOS NO COVALENTES SERÁN LOS ENCARGADOS DE ESTABILIZAR ESTAS ESTRUCTURAS QUE SE 
FORMARON POR ENLACES COVALENTES. 
LOS ÁTOMOS TIENEN A SUS ELECTRONES ORGANIZADOS EN ORBITALES → los 
orbitales más externos pueden estar incompletos → este átomo, para 
estabilizarse → necesita completar esos orbitales con electrones que 
puede tomar de otro átomo. EN LAS UNIONES COVALENTES, DOS ÁTOMOS 
PASAN A COMPARTIR ELECTRONES PARA ALCANZAR LA ESTABILIDAD. 
Las uniones covalentes pueden ser de dos tipos → polares o no polares. 
Enlaces químicos 
Longitud entre moléculas cuando se establece un 
enlace covalente y los distintos tipos de enlaces 
no covalentes. 
Fuerza de los 
enlaces 
 POLARES → si uno de los átomos atrae más a los electrones que el otro átomo → alrededor de 
éste átomo que tiene mayor electronegatividad, y que por lo tanto atrae más a los 
electrones → habrá una densidad de carga negativa; y hacia el lado de los átomos menos 
electronegativos habrá una densidad de carga positiva. SE FORMA UN DIPOLO → UNA 
DIFERENCIA DE CARGAS EN LA MOLÉCULA. 
 NO POLARES → átomos con electronegatividades similares. 
 
 
SON UN TIPO DE INTERACCIÓN NO COVALENTE → se forman por la 
interacción entre un átomo de hidrógeno unido covalentemente 
a un elemento más electronegativo que él → ESTO HACE QUE SE 
FORME UN DIPOLO QUE PERMITE QUE EL ÁTOMO DE H CON DENSIDAD DE 
CARGA POSITIVA SE UNA ELECTROESTÁTICAMENTE A OTRO ÁTOMO MÁS 
ELECTRONEGATIVO. 
EL AGUA ES UNA MOLÉCULA MUY POLAR → característica que permite 
que otras sustancias también polares, como los alcoholes, se 
disuelvan fácilmente en agua → ya que formarán enlaces puente 
de hidrógeno. LO POLAR DISUELVE A LO POLAR. 
 
 Moléculas que foman PdH fácilmente → MOLÉCULAS HIDROFÍLICAS. 
 Moléculas que no forman PdH → MOLÉCULAS HIDROFÓBICAS. 
 Puede haber uniones PdH entre distintas moléculas → INTERMOLECULAR. 
 También puede haber uniones PdH dentro de una misma molécula → INTRAMOLECULAR → 
permiten que esta adopte una forma en el espacio. 
LOS PUENTES DE HIDRÓGENO, DENTRO DE LOS ENLACES NO COVALENTES, SON FUERTES → PERO SON MUCHO 
MÁS DÉBILES QUE UN ENLACE COVALENTE. 
 
 
Las uniones iónicas son uniones de tipo NO COVALENTE → se da entre 
átomos con cargas opuestas → UNA DE LAS MOLÉCULAS TOMA EL ELECTRÓN 
DE LA OTRA QUEDANDO UNA CON CARGA NEGATIVA (ANIÓN) Y UNA CON 
CARGA POSITIVA (CATIÓN). Se da, por ejemplo, en las sales. 
ESTE TIPO DE ENLACE, EN EL VACIÓ ES MUCHO MÁS FUERTE QUE EN PRESENCIA DE 
AGUA → ya que, el agua hidrata cada uno de los iones e impide que se 
atraigan el negativo y el positivo por estar solvatados → rodeados por 
moléculas de agua. 
 
Puentes de Hidrógeno 
Uniones iónicas 
 
 
Es un tipo de unión NO COVALENTE → se da entre dos 
moléculas o dos regiones de moléculas no polares → 
cuando están mezcladas, la sustancia no polar se 
encuentra rodeada de moléculas de agua que la 
envuelven formando una estructura muy ordenada → 
si las moléculas no polares están separadas entre sí → 
se necesitan más moléculas de agua ordenadas en 
esta estructura de jaula que si esas moléculas no 
polares estuviesen juntas. 
LOS SISTEMAS TIENDEN A ESTABILIZARSE EN LA ESTRUCTURA 
QUE GENERE MÁS DESORDEN → EN ESTE CASO, ES LA 
ESTRUCTURA EN QUE LAS MOLÉCULAS NO POLARES ESTÉN 
JUNTAS Y SE NECESITE MENOS AGUA ORDENADA 
ALREDEDOR. 
 
 
Las fuerzas de Van der Waals son las más débiles → ocurren entre dipolos eléctricos inducidos 
transitorios o permanentes → son pequeñas variaciones que hay en la densidad de carga en 
átomos no unidos covalentemente → ÉSTOS ÁTOMOS DEBEN ESTAR MUY CERCA PARA PODER ATRAERSE 
ENTRE SÍ; PERO SI SE JUNTAN MUCHO MÁS COMIENZAN A REPELERSE → HAY UN DELGADO EQUILIBRIO 
LLAMADO RADIO DE VAN DER WAALS → es la distancia a la cual los átomos se pueden sentir atraídos 
y unirse por uniones no muy fuertes. 
GRÁFICO → se muestra la energía de atracción o repulsión entre 
dos átomos y la distancia entre ellos. 
SI LAS MOLÉCULAS ESTÁN MUY SEPARADAS → los átomos no se 
encuentran y no se sienten ni atraídos ni repelidos. 
CUANDO EMPIEZAN A ACERCARSE→ sus radios comienzan a juntarse 
y comienzan a atraerse hasta el punto de estar muy cerca, pero si 
se acercan más → la energía aumenta y se repelen. 
DISTANCIA ÓPTIMA → PUNTO DE EQUILIBRIO → RADIO DE VAN DER WAALS. 
ENTONCES → las uniones covalentes permiten que moléculas sencillas se unan covalentemente 
para formar moléculas complejas como → ácidos nucleicos, proteínas, lípidos y polisacárido → 
MONÓMEROS FORMAN POLÍMEROS. Las interacciones no covalentes forman y estabilizan las 
estructuras. 
TOMANDO COMO EJEMPLO AL ADN → los enlaces químicos covalentes permiten la unión de las 
distintas bases para formar la cadena de ADN → pero lo que estabiliza esta estructura en el 
espacio conocida como la doble hélice → son las fuerzas no covalentes → los PdH, el efecto 
hidrófobo entre las bases apiladas y las fuerzas de Vander Waals → si se suman todas estas 
uniones no covalentes de baja energía a lo largo de un cromosoma humano → dan una 
estructura muy estable como lo es el ADN → encargado de transmitir la información genética. 
Efecto hidrófobo 
Fuerzas de Van der Waals 
 
 
DOS MOLÉCULAS PUEDEN ENCASTRAR PERFECTAMENTE → se da por las formas de las moléculas y por las 
uniones que ocurren entre ellas. Cuando esto ocurre se dice que entre las dos moléculas hay 
complementariedad molecular. 
SI DOS MOLÉCULAS SE ENCUENTRAN EN EL ESPACIO → puede ocurrir que se repelan y no se unan; 
También puede ocurrir que se unan → y estén unidas por un montón de uniones no covalentes 
que individualmente son débiles pero que globalmente pueden ser fuertes. 
 
 
REACTIVOS COMIENZAN A REACCIONAR FORMANDO 
PRODUCTOS → reacción directa; la reacción 
reversible es la reacción indirecta → productos 
reaccionan formando reactivos. Esto ocurre 
hasta que en determinado momento se alcanza 
un equilibrio dinámico → no hay conversión neta 
sino que el número de moléculas queda fijo → las 
concentraciones de reactivos y productos en 
este momento de equilibrio definen la constante 
de equilibrio → no quiere decir que sean iguales, sino que son constantes. CUANDO LA VELOCIDAD 
DE LA REACCIÓN DIRECTA ES IGUAL A LA VELOCIDAD DE LA REACCIÓN INDIRECTA → EQUILIBRIO QUÍMICO. 
EN LAS CÉLULAS OCURREN REACCIONES REVERSIBLES; 
generalmente en las células las reacciones no 
llegan a un estado de equilibrio → lo que ocurre en 
las células es que → X se trasforma en Y e Y en Z → 
la reacción va a estar desplazada hacia ese lugar 
→ siempre se están transformando productos en 
otros productos → la reacción siempre está 
desplazada a la formación de X en Y y no al revés (como si podría hacerlo en un equilibrio 
químico). En este caso → también se llega a un momento en que las concentraciones de 
reactivos y productos no se modifican en el tiempo → este punto es llamado ESTADO 
ESTACIONARIO → cuando las reacciones secuenciales llegan a un punto en que las 
concentraciones de reactivos y productos no cambian con el tiempo. 
 
Complementariedad molecular 
Equilibrio químico 
 
 
Existen distintos tipos de energías en las células → se pueden agrupar en dos grupos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LA CÉLULA SIGUE LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA → LA ENERGÍA NO SE CREA NI SE DESTRUYE, SE 
TRANSFORMA. 
EJEMPLOS QUE OCURREN EN LA CÉLULA EN LOS CUALES SE TRANSFORMA ENERGÍA: 
 FOTOSÍNTESIS: se transforma energía radiante → en energía química potencial (formación de 
enlaces covalentes). 
 
 CONTRACCIÓN MUSCULAR: se transforma energía química potencial de enlaces covalentes → 
en energía cinética (movimiento). 
 
 TRANSMISIÓN NERVIOSA: energía química potencial de enlaces covalentes → en energía 
eléctrica. 
 
 TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANAS: energía almacenada en gradientes químicos o 
potencial eléctrico → en transporte de nutrientes a través de membrana plasmática. 
 
 
Energías en sistemas biológicos 
Energía cinética 
Es la energía del movimiento 
Energía térmica 
Energía radiante 
Energía mecánica 
Energía eléctrica 
Energía potencial 
Es la energía almacenada 
para su posterior utilización 
Energía química potencial 
Gradiente de concentración 
Potencial eléctrico 
Con el calor se mueven las 
moléculas. 
Energía del sol. 
Moléculas que se 
desplazan sobre otras 
moléculas. 
Energía de los electrones. 
Es la energía que se almacena en 
enlaces → cuando se libera el ATP 
se libera un montón de energía. 
Energía por acumulación del 
gradiente de alguna molécula. 
Se acumulan cargas a un lado o a 
otro de una membrana. 
En las células ocurrirán dos tipos de 
:reacciones 
 REACCIONES EXERGÓNICAS → liberan energía. En 
estas, la energía libre de los reactivos es mayor que 
la de los productos → se pasa de reactivos de alta 
energía a productos de baja energía (energía libre 
es función de estado). Si se hace el ΔG (energía 
productos – energía reactivos) dará menor a 0. 
ΔG < 0 → cuando ocurre esto se habla de una REACCIÓN DIRECTA O ESPONTÁNEA → ocurre sí o 
sí. 
 
 REACCIONES ENDERGÓNICAS → requieren energía, la absorben. La energía de los reactivos es 
mucho menor a la de los productos → para obtener los productos se debe aplicar energía. 
Si se plantea el ΔG dará mayor a 0 → ΔG > 0 → REACCIÓN NO ESPONTÁNEA. 
UNA REACCIÓN SIEMPRE SE VA A PRODUCIR EN EL SENTIDO QUE PASE DE MAYOR ENERGÍA A UNO DE MENOR 
ENERGÍA EN LOS PRODUCTOS. 
 SI Δ = 0 → se está en el EQUILIBRIO → reacción no ocurre para ningún lado. 
Se puede relacionar al ΔG con otras funciones de estado → la entalpía y la entropía. 
ENTALPÍA → es la energía del enlace → la energía que tienen los productos y la que tienen los 
reactivos; si se pasa de monómeros a un polímero → la energía de enlace en los monómeros es 
baja ya que no están enlazados, y la energía de enlace en el polímero es alta ya que están 
unidos por uniones covalentes. Si se plantea el ΔH = Hprod – Hreact dará mayor a 0. 
EL ΔH JUNTO CON LA TEMPERATURA Y EL ΔS (VARIACIÓN DE ENTROPÍA) → DEFINEN SI UNA REACCIÓN ES 
ESPONTÁNEA O NO. 
 Si ΔH < 0 → reacción es exotérmica → libera calor → energía de enlace de los productos es 
menor que la energía de enlace de los reactivos. Si ΔH < 0 → y ΔS > 0 → ΔG < 0 → reacción 
espontánea. 
 
 Si ΔH > 0 → reacción endotérmica → energía de enlace de los productos es mayor a la 
energía de enlace de los reactivos. Para ser espontánea debe ser → y ΔS > 0 → ΔS > ΔH → 
ΔG < 0. 
 
LE ENTROPÍA ES LA CANTIDAD DE DESORDEN QUE HAY EN UN SISTEMA. La segunda ley de la 
termodinámica dice → “LA CANTIDAD DE ENTROPÍA DEL UNIVERSO AUMENTA CON EL TIEMPO”. LA 
ENTROPÍA ES FUNCIÓN DE ESTADO. 
 
 
 
ΔG = ΔH – T ΔS 
LA CÉLULA ES MUY ORDENADA → sin embargo, gasta 
mucha energía para mantenerse ordenada → 
liberando calor al medio → ese calor liberado 
hace que las moléculas del entorno adquieran 
mucha energía cinética y produzcan desorden. 
DENTRO DE LA CÉLULA AUMENTA EL ORDEN; PERO FUERA 
DE ELLA AUMENTA EL DESORDEN. 
EL ΔG° (ESTÁNDAR) → es el ΔG en condiciones de 298K; 1 atm; pH = 7 y [ ] 1M de todos los reactivos 
y los productos; fuera de estas condiciones, el ΔG se calcula como: 
 
ΔG hidrolisis del ATP → es energéticamente favorable → se libera muchísima energía → es la 
energía que estaba almacenada en esos enlaces y que se podrá utilizar para otra cosa en la 
célula. GENERALMENTE E LA CÉLULA HAY MUCHO MÁS ATP QUE ADP. 
Si una célula está en el equilibrio (ΔG = 0) → relación ADP/ATP → la concentración de ADP es 
mucho mayor a la de ATP → aunque generalmente la célula tiene más ATP que ADP, ya que las 
células no están en equilibrio → SINO QUE ESTÁ EN ESTADO ESTACIONARIO → una célula gasta mucha 
energía para mantenerse ordenada; Y SI LLEGA AL EQUILIBRIO ES PORQUE ESA CÉLULA ESTÁ MUERTA → 
ya no tiene energía para mantener el orden y llega al equilibrio → Y EN ESTE EQUILIBRIO HAY UNA 
ALTA CONCENTRACIÓN DE ADP COMPARADA CON EL ATP. 
ENTONCES → ΔG define si una reacción es 
espontánea o no → sin embargo, no dicenada de la 
velocidad a la cual ocurrirá la reacción → LA 
VELOCIDAD ESTÁ DADA POR LA ENERGÍA DE ACTIVACIÓN 
QUE SE NECESITA PARA QUE OCURRA LA REACCIÓN. 
ENZIMAS → ayuda a que dos reactivos se encuentren 
y reaccionen más rápidamente, baja la energía de activación → cambia la velocidad de una 
reacción pero sin embargo NO PUEDE CAMBIAR LA ESPONTANEIDAD DE LA MISMA. 
 
 
Reacción de transformación de monómeros en polímeros → ES UN PROCESO 
NO ESPONTÁNEO QUE OCURRE EN LA CÉLULA → para que se produzca un 
proceso no espontáneo que genere orden, lo que se debe hacer es → 
APLICAR TRABAJO → ESTE TRABAJO, EN LAS CÉLULAS, ESTÁ DADO POR UNA 
REACCIÓN QUE LIBERE ENERGÍA, QUE SEA ESPONTÁNEA. Entonces → si hay una 
reacción no espontánea (ΔG > 0) se necesita acoplarla a una reacción 
espontánea (ΔG < 0) de un valor de magnitud mayor → entonces se tendrá 
un ΔG < 0 que liberará energía → y esa energía se utilizará para producir 
una reacción no espontánea. 
Reacciones acopladas 
En una célula, mediante reacciones secuenciales → puede hacerse que 
una reacción que no es espontánea ocurra. 
 
 
Normalmente, en la célula, puede ocurrir que dos reacciones secuenciales estén muy cerca de 
otra, y que el producto de una reacción sea el reactivo de la siguiente; pero también puede 
ocurrir que se tenga una reacción con ΔG > 0 que esté en un sector de la célula y que la 
reacción con ΔG < 0 que está liberando energía esté en otro sector de la célula → la reacción 
de ΔG < 0 liberaría su energía y ésta se perdería en forma de calor si no se acopla 
inmediatamente a la reacción de ΔG > 0. 
EN LA CÉLULA → no importa donde ocurra la reacción con ΔG < 0 → esa energía se acumula en 
enlaces, en moléculas que son transportadoras de energía. Por ejemplo → si se libera energía en 
una zona de la célula, se acumula en forma de ATP → luego ese ATP difunde en la célula y se 
utiliza donde haga falta acoplarlo a una reacción con ΔG > 0. 
ENTONCES → la energía se almacena en forma de energía de enlace químico en moléculas 
transportadoras activadas que tienen uno o más enlaces covalentes ricos en energía. Los 
transportadores activados almacenan energía de una forma fácilmente intercambiable, como 
un grupo químico fácil de transferir o en forma de electrones. Estas moléculas se denominan 
coenzimas. 
Lo mismo ocurre con el NADH y NADPH que son moléculas trasportadoras de energía → la 
energía se almacena en estos enlaces para ser utilizada donde haga falta. NADH y NADPH 
participan en reacciones de oxidación reducción y habitualmente en las células forman parte 
de reacciones acopladas. 
OTRAS MOLÉCULAS TRANSPORTADORAS SE 
ENERGÍA SON → acetil coA, la uridina 
difosfato glucosa, la biotina carboxilada y 
la S-adenosilmetionina. En las células, 
normalmente, ocurren reacciones de tipo: 
 ANABÓLICAS → cuando se produce una molécula con 
mayor cantidad de enlaces. Por ejemplo → síntesis de ADN 
o de proteínas. Moléculas pequeñas se condensan para 
producir moléculas complejas. 
 CATABÓLICAS → cuando los enlaces de las moléculas se 
hidrolizan para obtener porciones más pequeñas de la 
molécula. Moléculas de nutrientes se degradan a 
moléculas más pequeñas. 
 REACCIONES DE OXIDACIÓN 
 REACCIONES DE REDUCCIÓN 
 
 
 
Moléculas transportadoras de energía 
 
 
Es la MOLÉCULA TRANSPORTADORA DE ENERGÍA más importante → acumula mucha energía en sus 
enlaces. En condiciones estándar → la hidrólisis de ATP tiene un ΔG = -7,3 Kcal/mol. 
EL ATP PERMITE QUE SE PRODUZCAN REACCIONES DE 
CONDENSACIÓN → una molécula “B” por medio 
de la hidrolisis del ATP se activa, se energiza y 
permite fusionarse con una molécula “A” → 
obteniéndose una molécula “A-B” con 
liberación de un grupo alcohol e hidrógeno 
que formarán agua → debido a esto se llaman 
reacciones de condensación → LA INVERSA DE 
LA REACCIÓN DE CONDENSACIÓN ES LA REACCIÓN 
DE HIDRÓLISIS → donde una molécula de agua 
rompe este enlace para formar A-H y B-OH. 
 
 
SON MOLÉCULAS TRANSPORTADORAS DE ENERGÍA → 
participan en reacciones en las que se liberan dos 
átomos de hidrógeno (en general); participan en 
reacciones de ÓXIDO-REDUCCIÓN. 
La molécula de NADP (forma oxidada) toma un 
átomo de hidrógeno más un electrón y se reduce 
a NADPH (forma reducida); la molécula de NADPH 
queda con un ion hidruro para transferir. 
El NADP y el NAD+ toman un paquete de energía 
que corresponde a dos electrones y a un protón 
→ y se transforman en NADH y NADPH → 
almacenan el ion hidruro (H+) en un enlace rico en energía → cuando una molécula debe 
reducirse, se utiliza ese ion hidruro para lograr la reducción. 
Tanto NADP como NAD+ son importantes por su participación en las reacciones de óxido-
reducción; el NADPH participa más en reacciones anabólicas (producción de moléculas); el 
NADH participa en las reacciones catabólicas → en las que se genera ATP a partir de la 
oxidación de las moléculas de glucosa que ingresan con los alimentos. 
Dentro de la célula → la relación NAD+/NADH → es alta → hay mucho más NAD+ que NADH; y la 
relación NADP+/NADPH es baja → hay mucho más NADPH que NADP+. 
 
ATP 
NADH-NADPH 
¿De dónde obtienen energía las células? 
Las células necesitan constantemente energía (ATP) para 
mantener el orden → ESTA ENERGÍA PROVIENE DE MOLÉCULAS DE 
ALIMENTOS → estos nutrientes se van a degradar y se van a 
transformar en energía que pueda aprovecharse (sin embargo 
una parte se pierde en forma de calor) → los nutrientes que eran 
macromoléculas se van a transformar en precursores para luego 
sintetizar moléculas que necesite la célula por medio de las vías 
anabólicas. 
Entonces → A PARTIR DE LOS ALIMENTOS → se obtiene glucosa → a 
partir de la glucosa la célula obtiene ATP, NADH y NADPH → 
principales moléculas transportadoras de energía de las células. 
LA GLUCOSA SE OBTIENE DE LOS ALIMENTOS MEDIANTE EL PROCESO DE DIGESTIÓN. 
oxidación de un azúcar 
Cuando un azúcar se oxida → pasa de 
ser una molécula compleja a ser 
dióxido de carbono y agua. 
EN LA CÉLULA → la oxidación del azúcar 
se realiza en etapas → en cada una 
de estas etapas hay pequeñas 
energías de activación que se deben ir 
superando mediante la participación 
de las enzimas → al hacer la oxidación 
del azúcar en etapas se permite ir almacenando esa energía que se va obteniendo de la 
oxidación, de la ruptura en etapas, de la glucosa → estas “porciones” de energía se van 
almacenando en moléculas portadoras activadas → almacenarán la energía y estarán 
disponibles guardándola para las reacciones en las que haga falta. 
 
 
La oxidación de glucosa en EUCARIONTES en 
presencia de oxígeno ocurre en 4 ETAPAS → al 
producirse en etapas esto permite ir 
almacenando la energía en enlaces → esto 
permite que no se pierda energía en forma de 
calor. LAS ETAPAS SON: 
 
Oxidación de glucosa en eucariontes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La glucólisis es la primera etapa de la 
oxidación de la glucosa. NO REQUIERE DE 
OXÍGENO (proceso anaeróbico) y ocurre en el 
CITOSOL. Se invierten dos moléculas de ATP → 
para luego obtener más ATP. 
La segunda etapa de la glucólisis → hay una 
molécula de glucosa con 6 carbonos y se 
romperá en dos moléculas de gliceraldehído 
3-fosdato de 3 carbonos cada una. 
Luego → en las últimas etapas de la glucólisis 
→ las dos moléculas se siguen transformando 
→ como resultado neto de la glucólisis se 
obtienen → DOS MOLÉCULAS DE ATP, DOS 
MOLÉCULAS DE NADH Y DOS MOLÉCULAS DE 
PIRUVATO (por cada molécula de glucosa) → 
deberán transformarse para entrar al ciclo de 
Krebs y poder terminar de oxidar a la glucosa. 
 
 
glucólisis 
Ciclo del ácido 
cítrico 
Cadena de transporte 
de electrones 
Síntesis de ATP 
ÚNICA ETAPA QUE 
PUEDE OCURRIR EN 
AUSENCIA DE 
OXÍGENO. 
A partir de una 
molécula de 
glucosa se 
obtienen dos 
moléculas de 
piruvato → la 
glucosa tiene 6C y 
el piruvato 3C. 
Luego → el 
piruvatoes 
tranformado en 
acetil coA por la 
PIRUVATO 
DESHIDROGENASA. 
El acetil coA entra al 
ciclo del ácido cítrico 
(2da etapa) → en esta 
etapa SE GENERA 
DIÓXIDO DE CARBONO Y 
NADH → si la glucosa se 
oxida, algo debe 
reducirse → el NAD+ se 
reduce a NADH. 
El NAD+ se reduce a NADH → el 
NADH ahora tiene electrones → 
los va a transferir a una serie de 
moléculas → el último aceptor 
de electrones será el oxígeno → 
LOS RECIBE Y SE REDUCE 
FORMANDO AGUA. 
A medida que estos electrones 
pasan por la cadena 
transportadora de electrones → 
permiten que se bombeen 
protones y se almacenen a un 
lado de la membrana → luego 
estos permitirán que se genere 
ATP. 
A partir de glucosa se 
termina obteniendo 
ATP. 
Glucólisis 
EL PIRUVATO PROVENIENTE DE LA GLUCÓLISIS → una vez que entró en la mitocondria → se va a 
transformar en acetil coA por medio de un complejo llamado → PIRUVATO DESHIDROGENASA → 
conjunto de péptidos que forman 3 complejos enzimáticos → lo que se obtiene como producto 
final es la generación de NADH y de acetil coA → todo esto ocurre en la MATRIZ MITOCONDRIAL. El 
ACETIL COA ES EL QUE FINALMENTE ENTRARÁ AL CICLO DE KREBS. 
 
 
EL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO TAMBIÉN ES LLAMADO 
CICLO DE KREBS → permite oxidar completamente 
los carbonos provenientes del acetil coA. 
EL ACETIL COA TIENE DOS CARBONOS → se fusiona con 
una molécula de oxalacetato que posee 4 
carbonos y forman el CITRATO → de 6 carbonos. 
En diversas etapas secuenciales → se completa el 
ciclo de Krebs → GENERÁNDOSE 3 NADH, UN FADH2 Y 
UN GTP Y SE LIBERAN DOS MOLÉCULAS DE DIÓXIDO DE 
CARBONO → queda nuevamente una molécula de 
4 carbonos que termina el ciclo transformada 
nuevamente en oxalacetato que recibirá otra 
molécula de acetil coA. 
Todos los átomos que formaban parte de la glucosa (transformada en acetil coA para ingresar al 
ciclo) → irán entrando al ciclo e irán transformándose en dióxido de carbono. 
 
 
Las moléculas de NADH comienzan a transportar 
electrones a través de una cadena de transporte 
de electrones que está en la MEMBRANA INTERNA DE 
LA MITOCONDRIA. LOS NADH QUE PROVIENEN DEL CICLO 
DEL ÁCIDO CÍTRICO SE VAN A OXIDAR → ya que las 
moléculas que forman parte de la cadena de 
transporte de electrones se van a ir reduciendo y 
oxidando transfiriendo esos electrones. A MEDIDA 
QUE LOS ELECTRONES SON TRANSPORTADOS POR ESA 
CADENA DE PROTEÍNAS SE VAN BOMBEANDO PROTONES 
HACIA EL ESPACIO INTERMEMBRANA → cuando la 
proteína A recibe un electrón → tiene un electrón 
rico en energía → se transfiere a B → y ese electrón 
capta un protón para mantener la neutralidad de 
B → ahora B tiene un electrón y un protón; el 
electrón pasa al siguiente aceptor de electrones y el protón es bombeado hacia el otro lado de 
la membrana → así es como ocurre este bombeo de protones; Y PARA QUE SE BOMBEEN LOS 
PROTONES ES NECESARIO QUE LOS ELECTRONES VAYAN PASANDO POR LAS MOLÉCULAS TRANSPORTADORAS 
DE ELECTRONES. 
Ciclo del ácido cítrico 
Cadena de transporte de electrones 
Luego los protones se acumulan como fuerzas → recordar que uno de los tipos de energía 
potencial es “potencial eléctrico” → luego pasan por la ATP sintasa → y se genera a partir de 
ADP + fósforo inorgánico → una molécula de ATP. 
POR CADA MOLÉCULA DE GLUCOSA SE GENERAN APROXIMADAMENTE 30 MOLÉCULAS DE ATP. 
 
 
SI EN LA CÉLULAS NO HAY GLUCOSA → cuando la 
reserva de glucosa se agota → se puede 
obtener energía a partir de la grasa 
almacenada en las células adiposas → ÉSTA 
GRASA ALMACENADA COMO TRIGLICÉRIDOS SE 
HIDROLIZA EN GLICEROL Y ÁCIDOS GRASOS → los 
ácidos grasos pasan a circulación sanguínea 
→ entran en la mitocondria, donde entran al 
ciclo de Krebs para obtener CO2 y ATP que 
pueda utilizar la célula muscular para 
contraerse. 
CADA MOLÉCULA DE ÁCIDO GRASO, EN PRIMERA INSTANCIA, DEBE ACTIVARSE → se transforma en un acil 
graso coA (se une a la coenzima A) → a partir de aquí se va oxidando, entra en un ciclo en el 
que se decarboxila (pierde carbonos) → quedando acetil coA, la cual puede ingresar al ciclo de 
Krebs; y el ácido graso queda con dos carbonos menos que con los que empezó → se va 
repitiendo el ciclo y se van formando moléculas de acetil coA a partir del ácido graso. 
Si el ácido graos tenía 16 carbonos → se formarán 8 moléculas de acetil coA que ingresarán al 
ciclo de Krebs y PRODUCIRÁN LA ENERGÍA EN NIVELES BAJOS DE GLUCOSA SANGUÍNEA → es decir, 
CUANDO BAJA LA GLUCOSA SANGUÍNEA, SE ACTIVA LA HIDRÓLISIS DE LA GRASA ALMACENADA EN LAS 
CÉLULAS ADIPOSAS. 
ENTONCES → SE ACTIVA EL ACIL GRASO → SE TRANSFORMA EN ACIL GRASO COA → ÉSTE SE DECARBOXILA Y 
CON ESTE PROCESO SE PRODUCE FADH2 Y NADH. 
 
 
TANTO SI INGERIMOS AZÚCARES COMO GRASAS → AMBAS VAN A CONVERGER EN ACETIL COA, QUE ES LA 
MOLÉCULA QUE ENTRARÁ AL CICLO DE KREBS PARA PRODUCIR EL NADH QUE LUEGO TRANSPORTARÁ LOS 
ELECTRONES Y SE PRODUCIRÁ ATP. 
LOS AZÚCARES Y POLISACÁRIDOS INGERIDOS → se transforman en piruvato → el piruvato entra a la 
mitocondria → se decarboxila a acetil coA → este acetil coA entra al ciclo de Krebs. 
LAS GRASAS O ÁCIDOS GRASOS → entran a la mitocondria, se activan, se transforman en acetil coA 
→ siguen la misma ruta. EN AMBOS CASOS SE OBTIENE ENERGÍA. CUANDO HAY NIVELES BAJOS DE 
GLUCOSA EN SANGRE SE ACTIVAN LAS LIPASAS QUE HIDROLIZAN LA GRASA ALMACENADA Y SE OBTIENE 
ENERGÍA DE LA GRASA ALMACENADA. 
 
Oxidación de ácidos grasos 
Convergencia de vías metabólicas 
 
SI NO HAY OXÍGENO EN LA CÉLULA → se produce FERMENTACIÓN LÁCTICA → o sea, se obtiene a partir 
del piruvato que se produjo en la glucólisis, lactato → se reduce el piruvato a lactato y se oxida el 
NADH a NAD+. 
EL PROCESO DE FERMENTACIÓN LÁCTICA NO GENERA NADA DE 
ENERGÍA → pero se realiza este proceso porque sino, luego de 
la glucolisis, se genera el piruvato y todo el NAD+ que estaba 
disponible en la célula queda como NADH → pero este no 
puede utilizarse ya que no hay oxígeno como aceptor final → 
el ciclo quedaría frenado. La fermentación permite que se 
regenere en NAD+ para que esté disponible para realizar más 
glucólisis y generar piruvato a partir de glucosa. 
FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA → la producen bacterias y levaduras 
→ sin oxígeno genera alcohol → a partir de la glucosa se genera 
piruvato → éste se decarboxila, se forman dos moléculas de 
cetaldehído → éste se reduce a etanol → esto permite que el 
NADH se oxide a NAD+ y vuelva a entrar en el ciclo de la 
glucólisis.