7.13: Fosforilación Oxidativa - Rendimiento de ATP
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esos átomos eran originalmente parte de una molécula de glucosa. Al final de la ruta, los electrones se utilizan para reducir una molécula de oxígeno a iones de oxígeno. Los electrones adicionales en el oxígeno atraen iones de hidrógeno (protones) del medio circundante y se forma agua.
Rendimiento ATP
La cantidad de energía (como ATP) obtenida del catabolismo de la glucosa varía según las especies y depende de otros procesos celulares relacionados.
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Describir los orígenes de variabilidad en la cantidad de ATP que se produce por molécula de glucosa consumida
CLAVES PARA LLEVAR
Puntos Clave
- Si bien el catabolismo de la glucosa siempre produce energía, la cantidad de energía (en términos de equivalentes de ATP) producida puede variar, especialmente entre diferentes especies.
- El número de iones hidrógeno que los complejos de la cadena de transporte de electrones pueden bombear a través de la membrana varía entre especies.
- NAD + proporciona más ATP que FAD + en la cadena de transporte de electrones y puede conducir a varianza en la producción de ATP.
- El uso de intermedios del catabolismo de la glucosa en otras vías biosintéticas, como la síntesis de aminoácidos, puede disminuir el rendimiento de ATP.
Términos Clave
- catabolismo: Metabolismo destructivo, generalmente incluyendo la liberación de energía y la descomposición de materiales.
Rendimiento ATP
En una célula eucariota, el proceso de respiración celular puede metabolizar una molécula de glucosa en 30 a 32 ATP. El proceso de glucólisis solo produce dos ATP, mientras que el resto se produce durante la cadena de transporte de electrones. Claramente, la cadena de transporte de electrones es muchísimo más eficiente, pero sólo se puede llevar a cabo en presencia de oxígeno.
El número de moléculas de ATP generadas a través del catabolismo de la glucosa puede variar sustancialmente. Por ejemplo, el número de iones hidrógeno que los complejos de la cadena de transporte de electrones pueden bombear a través de la membrana varía entre especies. Otra fuente de varianza ocurre durante la lanzadera de electrones a través de las membranas de las mitocondrias. El NADH generado a partir de la glucólisis no puede ingresar fácilmente a las mitocondrias. Así, los electrones son captados en el interior de las mitocondrias por NAD + o FAD +. Estas moléculas FAD+ pueden transportar menos iones; en consecuencia, se generan menos moléculas de ATP cuando FAD+ actúa como vehículo. NAD + se utiliza como transportador de electrones en el hígado, y FAD + actúa en el cerebro.
Otro factor que afecta el rendimiento de las moléculas de ATP generadas a partir de la glucosa es el hecho de que los compuestos intermedios en estas vías se utilizan para otros fines. El catabolismo de la glucosa se conecta con las vías que construyen o descomponen todos los demás compuestos bioquímicos en las células, pero el resultado no siempre es ideal. Por ejemplo, los azúcares distintos de la glucosa se alimentan en la vía glucolítica para la extracción de energía. Además, los azúcares de cinco carbonos que forman ácidos nucleicos están hechos de intermedios en la glucólisis. Ciertos aminoácidos no esenciales pueden elaborarse a partir de intermedios tanto de la glucólisis como del ciclo del ácido cítrico. Los lípidos, como el colesterol y los triglicéridos, también se elaboran a partir de intermedios en estas vías, y tanto los aminoácidos como los triglicéridos se descomponen para obtener energía a través de estas vías. En general, en los sistemas vivos, estas vías del catabolismo de la glucosa extraen alrededor del 34 por ciento de la energía contenida en la glucosa.