La energía particular de la vía que una célula se emplea depende en gran parte de si la celda es un eucariota o procariota. Las células eucariotas utilizan tres procesos principales para transformar la energía contenida en los enlaces químicos de las moléculas de alimentos en formas más fácilmente utilizables, a menudo moléculas portadoras ricas en energía. La adenosina 5 ‘ – trifosfato, o ATP, es la molécula portadora de energía más abundante en las células. Esta molécula está compuesta por una base de anitrógenos (adenina), un azúcar de ribosa y tres grupos de fosfato., La palabra adenosiner se refiere a la adenina más el azúcar ribosa. El enlace entre el segundo y tercer fosfatos es un enlace de alta energía (Figura 5).
el primer proceso en la vía de la energía eucariótica es la glucólisis, que literalmente significa » división del azúcar.»Durante la glucólisis, las moléculas individuales de glucosa se dividen y finalmente se convierten en dos moléculas de una sustancia llamada piruvato; debido a que cada glucosa contiene seis átomos de carbono, cada piruvato resultante contiene solo tres carbonos. La glucólisis es en realidad una serie de diez reacciones químicas que requieren la entrada de dos moléculas de ATP., Esta entrada se utiliza para generar cuatro nuevas moléculas de ATP, lo que significa que la glucólisis resulta en una ganancia neta de dos ATPs. También se producen dos moléculas de NADH; estas moléculas sirven como portadoras de electrones para otras reacciones bioquímicas en la célula.
la glucólisis es una antigua y principal vía productora de ATP que ocurre en casi todas las células, eucariotas y procariotas por igual. Este proceso, que también se conoce como fermentación, tiene lugar en el citoplasma y no requiere oxígeno. Sin embargo, el destino del piruvato producido durante la glucólisis depende de si el oxígeno está presente., En ausencia de oxígeno, el piruvato no puede oxidarse completamente a dióxido de carbono, por lo que resultan varios productos intermedios. Por ejemplo, cuando los niveles de oxígeno son bajos, las células del músculo esquelético dependen de la glucólisis para satisfacer sus intensas necesidades de energía. Esta dependencia de la glucólisis resulta en la acumulación de un intermedio conocido como ácido láctico, que puede hacer que los músculos de una persona se sientan como si estuvieran «en llamas».»Del mismo modo, la levadura, que es una eucariota unicelular, produce alcohol (en lugar de dióxido de carbono) en entornos deficientes de oxígeno.,
en contraste, cuando el oxígeno está disponible, los piruvatos producidos por la glucólisis se convierten en la entrada para la siguiente porción de la ruta de energía eucariótica. Durante esta etapa, cada molécula de piruvato en el citoplasma entra en la mitocondria, donde se convierte en acetil CoA, un portador de energía de dos carbonos, y su tercer carbono se combina con oxígeno y se libera como dióxido de carbono. Al mismo tiempo, también se genera un portador NADH. Acetil CoA entonces entra en una vía llamada el ciclo del ácido cítrico, que es el segundo proceso de energía importante utilizado por las células., El ciclo de ácido cítrico de ocho pasos genera tres moléculas más de NADH y otras dos moléculas portadoras: FADH2 y GTP (Figura 6, Centro).
El tercer proceso importante en el eucariotas energía vía consiste en una cadena de transporte de electrones, catalizada por varios complejos de proteínas, situado en el mitochondrional interior de la membrana., Este proceso, llamado fosforilación oxidativa, transfiere electrones de NADH y FADH2 a través de los complejos de proteínas de membrana, y finalmente al oxígeno, donde se combinan para formar agua. A medida que los electrones viajan a través de los complejos de proteínas en la cadena, se forma un gradiente de iones de hidrógeno, o protones, a través de la membrana mitocondrial. Las células aprovechan la energía de este gradiente de protones para crear tres moléculas de ATP adicionales por cada electrón que viaja a lo largo de la cadena., En general, la combinación del ciclo del ácido cítrico y la fosforilación oxidativa produce mucha más energía que la fermentación: ¡15 veces más energía por molécula de glucosa! Juntos, estos procesos que ocurren dentro del mitocondión, el ciclo del ácido cítrico y la fosforilación oxidativa, se conocen como respiración, un término utilizado para procesos que acoplan la absorción de oxígeno y la producción de dióxido de carbono (Figura 6).
la cadena de transporte de electrones en la membrana mitocondrial no es la única que genera energía en las células vivas., En las plantas y otras células fotosintéticas, los cloroplastos también tienen una cadena de transporte de electrones que cosecha energía solar. A pesar de que no contienen mitcondrias o cloroplatos, los procariotas tienen otros tipos de cadenas de transporte de electrones que producen energía dentro de sus membranas plasmáticas que también generan energía.