METABOLISMO CELULAR

El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y en el organismo.

Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulo.

El metabolismo se divide en dos procesos conjugados: catabolismo y anabolismo. Las reacciones catabólicas liberan energía. Las reacciones anabólicas, en cambio, utilizan esta energía liberada para recomponer enlaces químicos y construir componentes de las células.

CatabolismoEs el conjunto de procesos metabólicos que

liberan energía. Estos incluyen degradación y oxidación de moléculas de alimento, así como reacciones que retienen la energía del Sol. El propósito de estás reacciones catabólicas es proveer energía, poder reductor y componentes necesitados por reacciones anabólicas.

AnabolismoEs el conjunto de procesos metabólicos

constructivos en donde la energía liberada por el catabolismo es utilizada para sintetizar moléculas complejas que dan lugar a estructuras celulares construidas a partir de precursores simples.

Involucra tres facetas. - Primero, la producción de precursores como aminoácidos, monosacáridos, isoprenoides y nucleótidos; - Segundo, su activación en reactivos usando energía del ATP; y - Tercero, el conjunto de estos precursores en moléculas más complejas como proteínas, polisacáridos, lípidos y ácidos nucleicos.

Nutrición celular

Nutrición celular

Comprende el conjunto de procesos mediante los cuales las células intercambian materia y energía con su medio.

Las partículas sólidas que han ingresado en la célula por endocitosis están formadas por moléculas cuyos átomos están unidos entre sí por enlaces químicos. Las moléculas y los átomos constituyen la materia en enlaces químicos. En éstos queda retenida la energía.

Para que la materia y la energía puedan ser aprovechadas por la célula, es necesario que ésta rompa las moléculas de menor tamaño. Este proceso se llama digestión, y se produce por acción de las enzimas contenidas en los lisosomas.

Las partes útiles de la partícula pasan al citoplasma y se incorporan a él (asimilación). Las partes que no son útiles son eliminadas fuera de la célula (egestión).

Las sustancias asimiladas tienen distintos fines: la materia se usa para elaborar otras moléculas, para reponer partes destruidas de la estructura celular y para liberar energía; este último proceso se denomina respiración celular.

Respiración celular

Respiración celularEs el conjunto de reacciones bioquímicas que

ocurre en la mayoría de las células, en las que el ácido pirúvico (piruvato) producido generalmente por la glucólisis se desdobla a dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) y se producen 36 moléculas de ATP. Es un proceso básico dentro de la nutrición celular.

Su fórmula general es: C6H12O6 + 6 O2 ----> 6 CO2 + 6H2O y se

liberan 36 moléculas de ATP.La respiración celular es una parte del

metabolismo, en la cual la energía contenida en distintas biomoléculas, como los glúcidos o los lípidos, es liberada de manera controlada. Durante la respiración, una parte de la energía libre desprendida en estas reacciones exotérmicas es incorporada a la molécula de ATP, que puede ser a continuación utilizada en los procesos endotérmicos, como son los de mantenimiento y desarrollo del organismo.

EtapasLa glucólisis, que se produce en el citosol y

consiste en la oxidación de una molécula de glucosa a dos de piruvato, no es, estrictamente, respiración celular, la cual comienza realmente en el interior de las mitocondrias (en las células eucariotas) y ocurre en tres etapas:

Oxidación del ácido pirúvico. Ciclo de los ácidos tricarboxílicos o ciclo de

Krebs. Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa

del ADP a ATP.

Tipos de respiraciónLa respiración celular puede dividirse en dos tipos, según la participación o no del oxígeno:

Respiración aeróbica: Hace uso del O2 como aceptor último de los electrones desprendidos de las sustancias orgánicas. Es la forma más extendida en las bacterias y los organismos eucariontes, cuyas mitocondrias derivan de aquéllas. Se llama aerobios a los organismos que requieren O2.

Respiración anaeróbica: No interviene el oxígeno, emplean otros aceptores finales de electrones, generalmente minerales y subproductos del metabolismo de otros organismos.

Fotosíntesis

Fotosíntesis

Es la conversión de energía luminosa en energía química estable, siendo el adenosín trifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esa energía química.

Posteriormente el ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad.

Es un proceso complejo, mediante el cual los seres vivos poseedores de clorofila y otros pigmentos, captan energía luminosa ellos transforman el agua y el CO2 en compuestos orgánicos reducidos (glucosa y otros), liberando oxígeno:

          LUZ6 CO2 + 6 H2O         C6H12O6 + 6O2

                          clorofila

En la fotosíntesis se diferencian dos etapas, con dos tipos de reacciones:

Fase luminosa: en el tilacoide en ella se producen transferencias de electrones.

Fase oscura: en el estroma. En ella se realiza la fijación de carbono.

FASE LUMINOSA•Los hechos que ocurren en la fase luminosa de la fotosíntesis se pueden resumir en estos puntos:• Síntesis de ATP o fotofosforilación que puede ser: • acíclica o abierta • cíclica o cerrada •Síntesis de poder reductor NADPH •Fotolisis del agua.

FASE OSCURAEn esta fase, se va a utilizar la energía química obtenida en la fase luminosa, en reducir CO2, Nitratos y Sulfatos y asimilar los bioelementos C, H, y S, con el fin de sintetizar glúcidos, aminoácidos y otras sustancias. Las plantas obtiene el CO2 del aire a través de los estomas de sus hojas. El proceso de reducción del carbono es cíclico y se conoce como Ciclo de Calvin., en honor de su descubridor M. Calvin.

Diplomado CETERecopilado por:Myriam Aguilar A.