La respiración celular es el proceso por el cual las células convierten la glucosa (un azúcar) en dióxido de carbono y agua. En el proceso, se libera energía en forma de una molécula llamada adenosina trifosfato o ATP. Debido a que se requiere oxígeno para alimentar esta reacción, la respiración celular también se considera un tipo de reacción "ardiente" donde una molécula orgánica (glucosa) se oxida o quema, liberando energía en el proceso.
Las células requieren energía ATP para realizar todas las funciones necesarias para la vida. ¿Pero cuánto ATP necesitamos? Si nuestras propias células no reemplazaran constantemente al ATP a través de la respiración celular, consumiríamos casi todo nuestro peso corporal en ATP en un día.
La respiración celular se lleva a cabo en tres pasos: glucólisis, ciclo del ácido cítrico y fosforilación oxidativa.
Enzimas
Las enzimas son proteínas que catalizan o afectan la velocidad de las reacciones químicas sin que ellas mismas se alteren en el proceso. Las enzimas específicas catalizan cada reacción celular.
El papel principal de las enzimas durante la reacción de la respiración es ayudar a transferir electrones de una molécula a otra. Estas transferencias se llaman reacciones "redox", donde la pérdida de electrones de una molécula (oxidación) debe coincidir con la adición de electrones a otra sustancia (reducción).
Glycolysis
Este primer paso de la reacción de respiración tiene lugar en el citoplasma, o líquido, de la célula. La glucólisis consiste en nueve reacciones químicas separadas, cada una catalizada por una enzima específica.
Los jugadores clave en la glucólisis son la enzima deshidrodgenasa y una coenzima (ayuda no proteica) llamada NAD +. La deshidrodgenasa oxida la glucosa extrayendo dos electrones de ella y transfiriéndola a NAD +. En el proceso, la glucosa se "divide" en dos moléculas de piruvato, que continúan la reacción.
El ciclo del ácido cítrico
El segundo paso de la reacción de la respiración tiene lugar dentro de un orgánulo celular llamado mitocondrias, que debido a su papel en la producción de ATP se denominan "fábricas de energía" para la célula.
Justo antes de que comience el ciclo del ácido cítrico, el piruvato se "prepara" para la reacción al convertirse en un producto de alta energía sustancia llamada acetil coenzima A, o acetil-CoA.
Las enzimas específicas localizadas en la mitocondria potencian las muchas reacciones que componen el ciclo del ácido cítrico (también conocido como el ciclo de Krebs) reorganizando los enlaces químicos y participando en más reacciones redox.
Al completar este paso, las moléculas que transportan electrones abandonan el ciclo del ácido cítrico y comienzan el tercer paso.
Fosforilación oxidativa
El paso final del la reacción de respiración, también llamada cadena de transporte de electrones, es donde El pago de energía se produce para la célula. Durante este paso, el oxígeno impulsa una cadena de movimiento de electrones a través de la membrana de la mitocondria. Esta transferencia de electrones potencia la capacidad de la enzima ATP sintasa para producir 38 moléculas de ATP.
