El catabolismo es el conjunto de reacciones químicas degradativas que...
Biología657 visualizaciones·Actualizado 9 sept 2026·2 páginasUnidad 13: Introducción al Catabolismo
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El catabolismo y sus rutas metabólicas
El catabolismo permite obtener energía mediante la degradación de moléculas complejas a simples. Durante este proceso se producen tres resultados fundamentales: conseguir energía para formar ATP, obtener poder reductor (coenzimas NADH y FADH₂) y producir precursores metabólicos para la biosíntesis.
La glucólisis es una ruta universal y antigua que ocurre en el citoplasma. En ella, la glucosa (6C) se transforma en piruvato (3C), generando 2 ATP y 2 NADH. Esta ruta es eficiente energéticamente y suministra compuestos precursores para el metabolismo.
El ciclo de Krebs (o ciclo del ácido cítrico) ocurre en la matriz mitocondrial y funciona como una vía anfibólica. En este ciclo, el acetil-CoA se oxida completamente hasta CO₂, produciendo 1 GTP, 3 NADH y 1 FADH₂ por cada acetil-CoA que ingresa al ciclo.
💡 ¡Importante! La síntesis de ATP ocurre mediante dos mecanismos: la fosforilación a nivel de sustrato (directamente en reacciones metabólicas) y la fosforilación oxidativa (utilizando la energía liberada en la cadena de transporte de electrones a partir de NADH y FADH₂).
La fosforilación oxidativa ocurre en la membrana mitocondrial interna, donde el NADH y FADH₂ ceden electrones a transportadores organizados en cuatro complejos proteicos. Este proceso genera un gradiente de protones entre la matriz y el espacio intermembranoso, creando un gradiente quimiosmótico que impulsa la síntesis de ATP mediante la ATP sintasa.
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Rendimiento energético y fermentaciones
La hipótesis quimiosmótica de Mitchell establece que la fosforilación oxidativa ocurre en dos fases: primero, el bombeo de H⁺ desde la matriz al espacio intermembranoso (creando un gradiente) y segundo, el paso de estos protones a través de la ATP sintasa, generando ATP.
El rendimiento energético del catabolismo varía según la molécula degradada. Una molécula de glucosa produce 36 ATP en eucariotas (2 ATP en glucólisis, 6 ATP de NADH citosólicos, y 28 ATP en la mitocondria). Los ácidos grasos producen aún más energía: el ácido palmítico (16C) genera 129 ATP, el ácido de 18C produce 146 ATP, y el de 14C rinde 112 ATP.
La β-oxidación de ácidos grasos comienza con su activación (consumiendo 2 ATP), seguida de ciclos oxidativos que eliminan 2 carbonos por vuelta en forma de acetil-CoA. Cada vuelta genera 1 NADH, 1 FADH₂ y 1 acetil-CoA, que entran al ciclo de Krebs para producir más ATP.
📌 ¡Recuerda! La fermentación es un proceso anaerobio de oxidación incompleta de compuestos orgánicos que produce solo 2 ATP mediante fosforilación a nivel de sustrato. Las principales son la láctica (produce lactato) y la alcohólica (produce etanol y CO₂).
Las diferencias clave entre respiración y fermentación incluyen: en la respiración el aceptor final de electrones es una molécula inorgánica (O₂) mientras que en la fermentación es orgánica; la respiración ocurre en la mitocondria en eucariotas y produce 36 ATP, mientras que la fermentación es exclusivamente citoplásmica y genera solo 2 ATP; la respiración es una oxidación completa y la fermentación es incompleta.
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📌 ¡Recuerda! La fermentación es un proceso anaerobio de oxidación incompleta de compuestos orgánicos que produce solo 2 ATP mediante fosforilación a nivel de sustrato. Las principales son la láctica (produce lactato) y la alcohólica (produce etanol y CO₂).
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