Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-220

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186 Capítulo 8 
electrones se transfi eren a la cadena de transporte de electrones en 
la membrana mitocondrial interna, y hasta tres moléculas de ATP se 
producen por cada par de electrones.
En el músculo esquelético, el cerebro, y algunos otros tipos de 
células, opera otro tipo de transporte. Debido a que este transporte 
requiere más energía que el del hígado, el riñón y las células del 
corazón, los electrones están en un nivel de menor energía cuando 
entran en la cadena transportadora de electrones. Son acepta-
dos por la ubiquinona en lugar de por el NAD+ y así generan un 
máximo de 2 moléculas de ATP por par de electrones. Por esta ra-
zón, el número de ATP producidos por la respiración aeróbica de 
1 molécula de glucosa en células del músculo esquelético es de 36 
en lugar de 38.
Las células regulan la respiración aeróbica
La respiración aeróbica requiere una entrada continua de molécu-
las de combustible y oxígeno. Bajo condiciones normales estos 
materiales se proporcionan adecuadamente y no afectan la tasa de 
respiración. En su lugar, la tasa de respiración aeróbica está regulada 
por la cantidad de ADP y fosfato que se encuentran disponibles, con 
ATP la síntesis continúa hasta que la mayoría de ADP se ha conver-
tido a ATP. En este punto la fosforilación oxidativa disminuye en 
forma considerable, lo que a su vez frena el ciclo del ácido cítrico.
La glucólisis está parcialmente controlada por la regulación de 
la reacción (vea la fi gura 7-15 para ver una ilustración de la regu-
lación de la reacción) ejercida sobre la enzima fosfofructoquinasa, 
que cataliza una reacción inicial de la glucólisis (vea la fi gura 8-4). El 
sitio activo de la fosfofructoquinasa une ATP y la fructosa-6-fosfato. 
Sin embargo, la enzima tiene dos sitios alostéricos: un sitio inhibi-
dor donde el ATP se una cuando presente niveles muy altos, y un 
sitio activador donde el AMP (monofosfato de adenosina, una mo-
lécula formada cuando se eliminan dos fosfatos del ATP) se une. 
Por lo tanto, esta enzima se inactiva cuando los niveles de ATP son 
altos y se activa cuando son bajos. La respiración procede cuando la 
enzima se activa, generando así más ATP.
Repaso
 ■ ¿Cuánto ATP está disponible para la célula a partir de una sola molécula 
de glucosa mediante (1) glucólisis, (2) la formación de acetil CoA, (3) el 
ciclo del ácido cítrico, y (4) la cadena de transporte de electrones y la 
quimiosmosis?
 ■ ¿Por qué son esenciales cada uno de los siguientes factores para la 
síntesis quimiosmótica de ATP?: (1) cadena de transporte de electrones, 
(2) gradiente de protones, y (3) complejo de la ATP sintasa?
 ■ ¿Cuáles son los roles del NAD+, el FAD, y el oxígeno en la respiración 
aeróbica?
 ■ ¿Cuáles son algunas de las rutas en que la respiración aeróbica es 
controlada?
8.3 PRODUCCIÓN DE ENERGÍA A PARTIR 
DE NUTRIENTES DIFERENTES A LA 
GLUCOSA
OBJETIVO DE APRENDIZAJE
7 Resumir cómo los productos del catabolismo de proteínas y lípidos 
entran en la misma ruta metabólica que la oxidación de la glucosa.
Cuando 1 mol de glucosa se quema en un calorímetro, unos 
686 kcal (2870 kJ) se liberan en forma de calor. La energía libre que 
de manera temporal se ubica en los enlaces de fosfato del ATP es de 
aproximadamente 7.6 kcal (31.8 kJ) por mol. Cuando se generan de 36 
a 38 ATP durante la respiración aeróbica de la glucosa, la energía libre 
atrapada en cantidades de ATP es de 7.6 kcal/mol × 36, o alrededor de 
274 kcal (1146 kJ) por mol. Así, la efi ciencia de la respiración aeróbica 
es de 274/686, o aproximadamente 40%. (En comparación, una planta 
de energía de vapor tiene una efi ciencia de 35% a 36% en la conversión de 
su combustible energético en electricidad). El resto de la energía en la 
glucosa se libera en forma de calor.
Los sistemas de transporte mitocondriales recogen los 
electrones del NADH producidos en el citosol
La membrana mitocondrial interna no es permeable al NADH, que es 
una molécula grande. Por lo tanto, las moléculas de NADH producidas 
en el citosol durante la glucólisis no pueden difundirse dentro de la mi-
tocondria para transferir sus electrones a la cadena transportadora de 
electrones. A diferencia del ATP y ADP, el NADH no tiene una proteína 
transportadora que lo lleve a través de la membrana. En cambio, varios 
sistemas han evolucionado para transferir sólo los electrones de NADH, y 
no a las moléculas de NADH mismas, dentro de la mitocondria.
En las células del hígado, riñón y corazón, un sistema de transporte 
especial transfi ere los electrones desde el NADH a través de la mem-
brana mitocondrial interna a una molécula de NAD+ en la matriz. Estos 
La mayor parte del ATP es producido por el 
transporte de electrones, y la quimiosmosis 
(fosforilación oxidativa)
4 – 6 2 ATP
2 ATP
4 ATP
ATP
ATP
ATP
ATP
6 NADH 18
2 FADH2 4
32 – 34
Glucólisis
ATP
Glucosa
Piruvato
Ciclo del 
ácido 
cítrico
Acetil 
coenzima 
A
2 NADH
Fosforilación 
oxidativa
Fosforilación a nivel 
de sustrato
2 NADH 6
ATP total a partir de 
la fosforilación 
oxidativa
ATP total producida por 
la fosforilación a nivel 
de sustrato
FIGURA 8-12 Producción de energía de la oxidación 
completa de la glucosa por respiración aeróbica
PUNTO CLAVE
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	Parte 2 Transferencia de energía a través de sistemas vivos 
	8 ¿Cómo producen ATP las células? Rutas de liberación de energía
	8.2 Las cuatro etapas de la respiración aeróbica
	La respiración aeróbica de una molécula de glucosa produce un máximo de 36 a 38 ATP
	Los sistemas de transporte mitocondriales recogen los electrones del NADH producidos en el citosol
	Las células regulan la respiración aeróbica
	8.3 Producción de energía a partir de nutrientes diferentes a la glucosa