Biologia la Vida en La Tierra-comprimido-173

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¿CÓMO LOGRA LA RESPIRACIÓN CELULAR CAPTAR ENERGÍA ADICIONAL DE LA GLUCOSA? 141
Las reacciones de la matriz mitocondrial se efectúan en dos eta-
pas: la formación de acetil coenzima A y el ciclo de Krebs (FI-
GURA E8-3). Recordemos que la glucólisis produce dos
moléculas de piruvato por cada molécula de glucosa, de mane-
ra que cada conjunto de reacciones de la matriz ocurre dos ve-
ces durante el metabolismo de una sola molécula de glucosa.
PRIMERA ETAPA: FORMACIÓN DE LA ACETIL COENZIMA A
El piruvato se fragmenta para formar CO2 y un grupo acetilo. El
grupo acetilo se une a la coenzima A para formar acetil CoA. Si-
multáneamente, el NAD+ recibe dos electrones y un ion hidró-
geno para formar NADH. La acetil CoA entra en la segunda
etapa de las reacciones de la matriz.
SEGUNDA ETAPA: CICLO DE KREBS
r La acetil CoA dona su grupo acetilo al oxalacetato para for-
mar citrato. Se libera la CoA.
s El citrato se transforma en isocitrato.
t El isocitrato pierde un átomo de carbono en forma de CO2 y
forma -cetoglutarato; se forma NADH a partir de NAD+.
u El alfa-cetoglutarato pierde un átomo de carbono en forma
de CO2 y forma succinato; se forma NADH a partir de NAD
+
y se almacena más energía en ATP. (Hasta este punto, en las
reacciones de la matriz mitocondrial los tres carbonos del pi-
ruvato original se han liberado como CO2).
v El succinato se transforma en fumarato, y el portador de
electrones FAD se carga para formar FADH2.
w El fumarato se transforma en malato.
x El malato se transforma en oxalacetato, y se forma NADH a
partir de NAD+.
El ciclo de Krebs produce dos moléculas de CO2, tres de
NADH, una de FADH2 y una de ATP por molécula de acetil
CoA. La formación de cada acetil CoA genera una molécula
adicional de CO2 y una de NADH. En total, las reacciones de 
la matriz mitocondrial producen cuatro moléculas de NADH,
una de FADH2 y tres de CO2 por cada molécula de piruvato que
aporta la glucólisis. Como cada molécula de glucosa produce
dos piruvatos, las reacciones de la matriz mitocondrial genera-
rán un total de ocho NADH y dos FADH2 por molécula de glu-
cosa. Estos portadores de electrones de alta energía liberarán
sus electrones energéticos en la cadena de transporte de la
membrana interna, donde la energía de los electrones se em-
pleará para sintetizar más ATP por quimiósmosis.
Reacciones de la matriz mitocondrialDE CERCA
oxalacetato
citrato
ciclo de 
Krebs
_ CoA
CoA
acetil CoA
piruvato
Glucólisis
Formación de 
acetil CoA
H2O
CO2
NAD�
NADH
NAD�
NADH
CoA
malato
fumarato
H2O
isocitrato
�-cetoglutarato
CO2
NAD�
NADH
CO2
ATP
ADPsuccinato
H2O
FAD
FADH2
NAD�
NADH
CCC
CCC
CCC CC
C
CCC CC
CCC CC
C
C
CCCC
CCCC
C
C
C
CCC
CC
C
1
2
3
45
6
7
FIGURA E8-3 Las reacciones de la matriz mitocondrial
de la membrana interna y dentro del compartimiento inter-
membranas durante la quimiósmosis (véase el siguiente apar-
tado).
Por último, al final de la cadena de transporte de electro-
nes, el oxígeno acepta los electrones energéticamente agota-
dos: dos electrones, dos iones hidrógeno y un átomo de
oxígeno se combinan para formar agua (véase la figura 8-8).
Esta etapa despeja la cadena de transporte y la deja lista para
acarrear más electrones. Sin oxígeno, los electrones no po-
drían moverse a través de la ETC, y los iones hidrógeno no
podrían bombearse a través de la membrana interna. El gra-
diente de iones hidrógeno se disiparía pronto y la síntesis de
ATP se detendría.
La quimiósmosis capta la energía almacenada 
en un gradiente de iones hidrógeno y produce ATP
¿Para qué bombear iones hidrógeno a través de una membra-
na? Como recordarás del capítulo 7, la quimiósmosis es el pro-
ceso por el cual se produce un gradiente de iones hidrógeno
(H+) y luego se les permite bajar por él, captando energía en
los enlaces de moléculas de ATP. El bombeo de iones hidró-