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Es el proceso catabólico, realizado por todos los seres vivos, a través del cual las células utilizan oxígeno, producen dióxido de carbono y convierten la energía de las moléculas alimenticias en forma biológicamente útiles como el ATP.  Puede desarrollarse en condiciones aeróbicas y anaeróbicas

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Es la molécula portadora de energía más importante en las células vivas. Compuesta por: 1. Una base Nitrogenada (Adenina) 2. Una azúcar pentosa (Ribosa) 3. Tres grupos Fosfato.

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Energía: Se define como la capacidad de realizar un trabajo, existen dos tipos: Cinética y Potencial.
El sol es la fuente primordial de casi toda la energía que sustenta la vida.

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Deshidrogenación: Son reacciones en las que se extraen átomos de hidrógeno.

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Fosforilación y Desfosforilación.: Se agregan o transfieren fosfatos inorgánicos a los sustratos.

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Descarboxilación: Se extraen de los sustratos moléculas de CO2.

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Hidratación y Deshidratación:  Se libera o se introduce una molécula de agua al sustrato.

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Preparación:  Son reacciones en las cuales se experimentan transposiciones en las moléculas.

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Se incluyen la glucólsis, oxidación del piruvato o formación acetil CoA, el ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs, y la fosforilación oxidativa o sistema transportador de electrones.

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Es la principal vía metabólica para la obtención de energía de los seres vivos a partir de la glucosa.
Se puede realizar de forma aeróbica con la presencia de oxigeno y anaeróbica sin la presencia de oxigeno.

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Esta dividido en 2 fases:
Fase de gasto energético o inversión de ATP
Esta fase consiste en obtener dos moléculas de gliceraldehido a partir de una molécula de glucosa utilizando dos moléculas de ATP
Paso 1: Fosforilación de la glucosa mediante la hexoquinasa
Glucosa + ATP => Glucosa-6-fosfato + ADP
Paso 2: Isomerización de la glucosa-6-fosfato mediante la Glucosa-6-fosfato isomerasa
Glucosa-6-fosfato = Fructosa-6-fosfato
Paso 3: Fosforilación de fructosa-6-fosfato mediante fosfofructoquinasa-1
Fructosa-6-fosfato + ATP => Fructosa-1,6-bifosfato + ADP
Paso 4: Producción de dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehido-3-fosfato mediante aldolasa
Fructosa-1,6-bifosfato = dihidroxiacetona-fosfato + gliceraldehído-3-fosfato
Paso 5: Isomerización de la dihidroxiacetona-fosfato en G3P mediante triosa fosfato isomerasa
Dihidroxiacetona-fosfato = gliceraldehído-3-fosfato

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Fase de beneficio energético de la glucólisis o producción de ATP
Paso 6: Oxidación del G3P mediante Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa
gliceraldehído-3-fosfato + NAD+ + P => 1,3-bifosfoglicerato + NADH + H+
Paso 7: Obtención de 3-fosfoglicerato y ATP mediante fosfoglicerato quinasa
1,3-bisfosfato + ADP = 3-fosfoglicerato + ATP
Paso 8: Isomerización de 3-fosfoglicerato a 2-fosfoglicerato mediante fosfoglicerato mutasa
3-fosfoglicerato = 2-fosfoglicerato
Paso 9: Obtención de fosfoenolpiruvato mediante enolasa
2-fosfoglicerato = fosfoenolpiruvato + H20
Paso 10: Defosforilación de piruvato y ATP mediante piruvato quinasa
fosfoenolpiruvato + ADP = piruvato + ATP
Paso 11 (sólo en la glucólisis anaerobia): reducción del piruvato a lactato mediante lactato deshidrogenasa
piruvato + NADH + H+ => lactato + NAD+

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Oxidación del piruvato formación Acetil CoA

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Oxidación del piruvato formación Acetil CoA

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Al final de la glucólisis nos quedan dos moléculas de piruvato a las que todavía se les puede extraer mucha energía.
Paso 1. Se corta el grupo carboxilo del piruvato y se libera como molécula de dióxido de carbono: el resultado es una molécula de dos carbonos.
Paso 2. La molécula de dos carbonos del paso 1 se oxida, los electrones que se pierden en la oxidación son captados por NAD y se forma NADH.
Paso 3. La molécula de dos carbonos oxidada, un grupo acetilo, se une a la coenzima A y se forma acetil CoA, cuya función es transportar el grupo acetilo hacia el ciclo del ácido cítrico, funcionando como combustible para el ciclo de Krebs.

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Ciclo de Krebs o ciclo del ácido cítrico

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Ciclo de Krebs o ciclo del ácido cítrico

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La función del ciclo de Krebs es promover la descomposición de los productos finales del metabolismo de carbohidratos, lípidos y varios aminoácidos. Estas sustancias se convierten en acetil-CoA con la liberación de CO₂ y H₂O y síntesis de ATP, realiza la producción de energía para la célula.
Pasos (1 – 2) : La enzima citrato sintetasa cataliza la reacción de transferencia de grupo acetilde acetil-CoA para el ácido oxaloacético o oxaloacetato formando el acido citrico o citrato y la liberación de la coenzima A. El nombre del ciclo está relacionado con la formación de ácido cítrico y las diversas reacciones que tienen lugar.

Pasos (3-5): Se producen reacciones de oxidación y descarboxilación que conducen a Ácido cetoglutarico o cetoglutarato. Se libera CO₂ y se forma NADH⁺ + H⁺.

Pasos (6 – 7) : El ácido cetoglutárico se somete a una reacción de descarboxilación oxidativa catalizada por un complejo enzimático del que forman parte CoA y NAD⁺. Estas reacciones conducirán a ácido succínico, NADH+ y una molécula de GTP, que posteriormente transfieren su energía a una molécula de ADP, produciendo ATP.

Paso (8) : El ácido succínico o succinato se oxida a ácido fumárico o fumarato, cuya coenzima es el ADF. Entonces se formará FADH ₂, otra molécula portadora de energía.

Pasos (9-10) : El ácido fumárico se hidrata para formar el ácido málico o malato. Finalmente, el ácido málico se oxidará para formar ácido oxaloacético, reiniciando el ciclo

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Sistema transportador de electrones o fosforilación oxidativa

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Sistema transportador de electrones o fosforilación oxidativa

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Es la transferencia de electrones de los equivalentes reducidos NADH y FADH, obtenidos en la glucólisis y en el ciclo de Krebs hasta el oxígeno molecular, acoplado con la síntesis de ATP.
Los electrones de alta energía se liberan de NADH y FADH 2, os electrones de alta energía son transportados a lo largo de las cadenas, parte de su energía es capturada. Esta energía se utiliza para bombear iones de hidrógeno creando un gradiente quimiosmótico. El ATP sintasa actúa como una proteína de canal, ayudando a los iones de hidrógeno a atravesar la membrana. Después de pasar a través de la cadena de transporte de electrones, los electrones "gastados" se combinan con oxígeno para formar agua,  Los dos NADH producidos en el citoplasma producen 2 a 3 ATP cada uno, el NADH8 produjo en la mitocondria produce tres ATP cada uno (24 total) y el 2 FADH ₂ añade sus electrones al sistema de transporte de electrones en un nivel más bajo que el NADH, por lo que producen dos ATP cada uno (4 en total). Esto resulta en la formación de 34 ATP durante la etapa de transporte de electrones.

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Es similar a la respiración celular aerobia en que los electrones extraídos de una molécula de combustible pasan a través de una cadena de transporte de electrones para impulsar la síntesis de ATP, en este tipo de respiración se realiza la fermentación.

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Es una vía parandegradar la glucosa,  comienzan del mismo modo que la respiración celular, con la glucólisis, sin embargo, en la fermentación, el piruvato producido en la glucólisis no continúa su oxidación ni hacia el ciclo del ácido cítrico, y no funciona la cadena de transporte de electrones. Dado que la cadena de transporte de electrones no es funcional, el propósito de las reacciones extras en la fermentación es regenerar el acarreador de electrones NAD a partir del NADH producido en la glucólisis.

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Fermentación láctica
El NADH transfiere sus electrones directamente al piruvato y se obtiene lactato como producto de degradación. El lactato, que es la forma desprotonada del ácido láctico, le da al proceso su nombre, las células musculares llevan a cabo la fermentación láctica, pero solo cuando tienen muy poco oxígeno, el ácido láctico producido en las células musculares se transporta a través del torrente sanguíneo hacia el hígado, donde se vuelve a convertir en piruvato y se continúa de manera normal con las reacciones restantes de la respiración celular.

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Fermentación alcohólica
Es la cual el NADH dona sus electrones a un derivado del piruvato y produce etanol como producto final. Posee 2 pasos,  en el primer paso, al piruvato se le retira un grupo carboxilo y se libera como dióxido de carbono, con lo que se produce una molécula de dos carbonos llamada acetaldehído.   En el segundo paso, el NADH dona sus electrones al acetaldehído y regenera el NAD a la vez que genera etanol.

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