La diferencia clave entre el ciclo de krebs de la glucólisis y la cadena de transporte de electrones es el rendimiento neto. La glucólisis produce dos piruvatos, dos ATP y dos NADH, mientras que el ciclo de Krebs produce dos dióxido de carbono, tres NADH, un FADH2,y un ATP. La cadena de transporte de electrones, por otro lado, produce treinta y cuatro ATP y una molécula de agua.
La respiración celular es una serie de reacciones metabólicas que ocurren en las células de los organismos para convertir la energía química del oxígeno o los nutrientes en ATP y liberar productos de desecho. Por lo general, involucra nutrientes como carbohidratos, ácidos grasos y proteínas. El agente oxidante más común que proporciona energía química es el oxígeno molecular. Esta energía química almacenada en ATP impulsa procesos que requieren energía, como la biosíntesis, la locomoción o el transporte de moléculas a través de las membranas celulares. La respiración celular es una de las formas en que una célula libera energía química para impulsar las actividades celulares. Estas reacciones tienen lugar en una serie de vías bioquímicas. Estas vías son la glucólisis, el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones, que son reacciones redox.
¿Qué es la glucólisis?
La glucólisis es una vía metabólica que convierte la glucosa en piruvato. Este proceso tiene lugar en el citoplasma. Es el primer paso en la descomposición de la glucosa para extraer energía en el proceso del metabolismo celular. La glucólisis también se conoce como el primer paso en la respiración celular. La glucólisis consiste en una serie de reacciones para extraer energía, que incluye la división de la molécula de seis carbonos; glucosa a moléculas de tres carbonos; piruvatos. Durante este proceso, la energía libre liberada se utiliza para producir moléculas de alta energía como el trifosfato de adenosina (ATP) y el dinucleótido de nicotinamida y adenina (NADH).
Figura 01: Glucólisis
La vía de la glucólisis consta de diez reacciones catalizadas por diez enzimas diferentes. Esta vía metabólica no requiere oxígeno, por lo que se considera una vía anaeróbica. La vía de la glucólisis tiene dos fases separadas: la fase preparatoria, donde se consume ATP, y la fase de pago, donde se produce ATP. Cada fase consta de cinco pasos. Durante la fase preparatoria, se llevan a cabo los primeros cinco pasos: consumen energía para convertir la glucosa en fosfatos de azúcar de tres carbonos. La fase de pago implica los últimos cinco pasos en los que hay una ganancia neta de moléculas ricas en energía. Dado que la glucosa conduce a dos azúcares triosas durante la fase preparatoria, cada reacción en la fase de pago ocurre dos veces por molécula de glucosa. Por lo tanto, hay un rendimiento de dos moléculas de NADH y cuatro moléculas de ATP. La ganancia neta de la glucólisis incluye dos moléculas de piruvato, dos moléculas de NADH y dos moléculas de ATP.
¿Qué es el ciclo de Krebs?
El ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico o ciclo del ácido tricarboxílico) es una serie de reacciones químicas para liberar la energía almacenada a través de la oxidación del acetil co-A, un grupo acetilo de dos carbonos que se deriva de los carbohidratos, las proteínas y las grasas. El piruvato, que se produce durante la glucólisis, se convierte en acetil co-A.
Figura 02: Ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz de las mitocondrias de los eucariotas y en el citoplasma de los procariotas. Este ciclo es un camino de circuito cerrado que incluye ocho pasos. Aquí, la última parte de la ruta reforma la molécula de cuatro carbonos, el oxalacetato, que se usa en el primer paso. En esta ruta metabólica, el ácido cítrico que se consume se regenera en una secuencia de reacciones para completar el ciclo. El ciclo de Krebs inicialmente consume acetil co-A y agua, reduciendo el dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD+) a NADH. Como resultado, se produce dióxido de carbono. El ciclo de Krebs finalmente produce dos moléculas de dióxido de carbono, una de GTP o ATP, tres moléculas de NADH y una de FADH2 Los ocho pasos de esta serie de ciclos involucran reacciones redox, deshidratación, hidratación y descarboxilación. El ciclo de Krebs se considera una vía aeróbica ya que se utiliza oxígeno.
¿Qué es la cadena de transporte de electrones?
La cadena de transporte de electrones (ETC) es una vía que consta de una serie de complejos de proteínas que transfieren electrones de los donantes de electrones a los aceptores de electrones a través de reacciones redox. Esto hace que los iones de hidrógeno se acumulen dentro de la matriz de las mitocondrias. ETC tiene lugar dentro de la membrana interna de la mitocondria. Aquí, se forma un gradiente de concentración donde los iones de hidrógeno se difunden fuera de la matriz al pasar a través de la enzima ATP sintasa. Esto fosforila ADP produciendo ATP.
Figura 03: Cadena de transporte de electrones
ETC es el último paso de la respiración aeróbica donde los electrones pasan de un complejo a otro, reduciendo el oxígeno molecular para producir agua. Hay cuatro complejos proteicos involucrados en esta vía. Están etiquetados como complejo I, complejo II, complejo III y complejo IV. La característica única del ETC es la presencia de una bomba de protones para crear un gradiente de protones a través de la membrana mitocondrial. En otras palabras, los electrones se transportan desde el NADH y el FADH2 al oxígeno molecular. Aquí, los protones se bombean desde la matriz hasta la membrana interna de las mitocondrias y el oxígeno se reduce para formar agua. La ganancia neta del ETC incluye treinta y cuatro moléculas de ATP y una molécula de agua.
¿Cuáles son las similitudes entre el ciclo de Krebs de la glucólisis y la cadena de transporte de electrones?
- La glucólisis, el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones son tres pasos involucrados en la respiración celular.
- Las tres vías están mediadas por enzimas.
- Estas vías producen ATP.
- El ciclo de Krebs y ETC son vías aeróbicas.
- La glucólisis y el ciclo de Krebs producen NADH.
- Tanto el ciclo de Krebs como el ETC tienen lugar en la mitocondria.
¿Cuál es la diferencia entre el ciclo de Krebs de la glucólisis y la cadena de transporte de electrones?
La glucólisis produce dos piruvatos, dos ATP y dos NADH, mientras que el ciclo de Krebs produce dos dióxido de carbono, tres NADH, uno FADH2 y un ATP. La cadena de transporte de electrones produce treinta y cuatro ATP y una molécula de agua. Esta es la diferencia clave entre el ciclo de Krebs de la glucólisis y la cadena de transporte de electrones. La glucólisis consta de diez pasos que involucran diez enzimas diferentes y es una secuencia lineal, mientras que el ciclo de Krebs consta de ocho pasos y es una vía de circuito cerrado donde la última parte de la vía reforma la molécula que se usa en el primer paso. Por otro lado, la cadena de transporte de electrones es una serie de reacciones que consta de cuatro complejos de proteínas y también es una secuencia lineal. Esta es otra diferencia entre el ciclo de krebs de la glucólisis y la cadena de transporte de electrones. Además, la glucólisis consume ATP, mientras que el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones no consumen ATP. Otra diferencia entre el ciclo de krebs de la glucólisis y la cadena de transporte de electrones es que la glucólisis es una vía anaeróbica, mientras que el ciclo de Krebs y la ETC son vías aeróbicas.
La siguiente infografía enumera las diferencias entre el ciclo de krebs de la glucólisis y la cadena de transporte de electrones en forma tabular.
Resumen: glucólisis, ciclo de Krebs y cadena de transporte de electrones
La respiración celular es una de las formas en que una célula libera energía química para alimentar la energía necesaria para las actividades celulares. Esto incluye tres vías bioquímicas: glucólisis, ciclo de Krebs y cadena de transporte de electrones. La glucólisis es una vía metabólica que convierte la glucosa en piruvato. Esta es una vía anaeróbica que tiene lugar en el citoplasma. La glucólisis también se conoce como el primer paso en la respiración celular. La vía de la glucólisis consta de diez reacciones catalizadas por diez enzimas diferentes. El ciclo de Krebs es una serie de reacciones químicas para liberar energía almacenada a través de la oxidación del acetil co-A, un grupo acetilo de dos carbonos. El ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz de las mitocondrias. Es un camino de circuito cerrado que incluye ocho pasos. El ciclo de Krebs es el segundo paso de la respiración celular y es una vía aeróbica. La cadena de transporte de electrones es una vía que consta de una serie de complejos de proteínas que transfieren electrones de los donantes de electrones a los aceptores de electrones a través de reacciones redox. También es una vía aeróbica que tiene lugar dentro de la membrana interna de la mitocondria. Por lo tanto, esto resume la diferencia entre el ciclo de krebs de la glucólisis y la cadena de transporte de electrones.
