Metabolismo Celular

El metabolismo es un conjunto de reacciones físicas y químicas, por las cuales, el organismo conserva su homeostasis (equilibrio). Para que una célula tenga metabolismo, es necesario que ingrese productos para su degradación y de esta forma obtener energía y materia prima para poder realizar sus funciones.

El metabolismo se divide en anabolismo y catabolismo.

Concepto de anabolismo y catabolismo.

• Anabolismo. Es un conjunto de reacciones por las que la célula sintetiza todos los materiales que requiere para hacer sus funciones. Sintetiza proteínas, carbohidratos, lípidos, etc. En resumen, es sintetizar moléculas más complejas a partir de moléculas más simples.

• Catabolismo. Es el conjunto de reacciones por las que la célula degrada moléculas complejas en moléculas simples para obtener energía necesaria para realizar sus funciones. En el ser humano la fuente principal de energía es el catabolismo de la glucosa, sin embargo en condiciones de ayuno, cuando no existe un suministro suficiente de glucosa para las células, los lípidos pasan a ser la principal fuente de energía.

1. Respiración Anaerobia.

Es el tipo de respiración que no necesita oxígeno. Es llevada a cabo por células procariontes y algunas levaduras y en el ser humano puede realizarse en el músculo cuando tiene una demanda elevada de energía.

La principal vía de la respiración anaerobia es la Glucólisis. ' -

Glucólisis

.

Es la vía con la que se degrada la glucosa para obtener energía, y se compone de una serie de reacciones bioquímicas llevadas a cabo en el citoplasma.

Antes de empezar a explicar esa vía es necesario tener presente que: El ATP (Trifosfato de Adenosina) es la "moneda energética" de la célula ya que suministra la energía para el metabolismo.

La glucólisis tiene dos modalidades:

1. Glucólisis anaerobia. No necesita oxígeno y es llevada a cabo en el músculo en condiciones de alta demanda energética y en los organismos anaerobios.

Glucólisis anaerobia.

Una vez que entra la glucosa a las células, mediante una serie de reacciones catalizadas por enzimas, se convierte en piruvato, al no haber oxígeno, el piruvato se convierte en lactato mediante una enzima llamada lactato deshidrogenasa y aquí termina el metabolismo anaerobio.

2. Glucólisis aerobia. Necesita de oxígeno y es llevada a cabo en todos los organismos aerobios.

Glucólisis aerobia.

La glucosa entra a las células, por medio de una serie de reacciones se convierte en piruvato y debido a la presencia de oxígeno, el piruvato se descarboxila (se le quita C02) para formar Acetil Coenzima A que entra a la vía del Ciclo del Ácido Cítrico, por lo que la glucólisis es alimentadora del Ciclo del ácido cítrico, y con este se continúa el metabolismo aerobio. Productos y Balance energético de la glucólisis.

Productos. En sus reacciones, la glucólisis produce:

- En total 4 moléculas de ATP.

- Piruvato (en condiciones aerobias) o lactato (en condiciones anaerobias).

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Balance energético.

ATP producido = 4. ATP gastado = 2. ATP neto = 2.

2. Proceso fotosintético.

Es la utilización de la energía luminosa para formar moléculas orgánicas ricas en energía química.

Importancia de la fotosíntesis.

Si no existiera la constante conversión de energía lumínica en energía química desaparecería toda la vida en la Tierra, ya que directa o indirectamente la mayor parte de los organismos no fotosintetizadores dependen de los que efectúan esta función para obtener el combustible que los mantiene vivos.

Ultraestructura del cloroplasto.

Son orgánulos característicos de las plantas superiores, tienen forma de disco de entre 4 y 6 micrómetros de diámetro y están rodeados de membrana doble.

El cloroplasto contiene en su interior una sustancia básica denominada estroma, la cual está atravesada por una red compleja de discos conectados entre sí y apilados en forma de platillo llamados lámelas a las cuales se encuentran adheridos los granulos de clorofila (pigmento fotosintético).

Los cloroplastos también contienen granulos de almidón, donde se almacenan productos de la fotosíntesis de forma temporal.

Productos finales.

enzimas

6C02 + 6H20 + Energía de luz ^> C6H1206 + 602

clorofila

3. Respiración aerobia.

Este tipo de respiración requiere la presencia de oxígeno y se inicia con la glucólisis aerobia.

Ultraestructura de las mitocondrias.

La mitocondria, que tiene una longitud comprendida entre 0,5 y 1 micrómetro, está envuelta en una membrana doble. La membrana exterior lisa está separada de la interior por una película líquida. La membrana interior, replegada en unas estructuras llamadas crestas, rodea una matriz líquida que contiene gran cantidad de enzimas

0 catalizadores biológicos. Dentro de esta matriz líquida hay ácido desoxirribonucleico mitocondrial (ADNm), que contiene información sobre síntesis directa de proteínas.

Ciclo de Krebs y Cadena respiratoria.

Ciclo de Krebs.

Constituye una serie de reacciones realizadas en la mitocondria, que terminan en.el mismo producto inicial por eso es un ciclo.

Sus reacciones se inician con la condensación de la Acetil Coenzima A (producida a partir del piruvato de la glucólisis) con Oxaloacetato para formar Citrato de ahí que también se llama ciclo del ácido cítrico.

Después de una serie de reacciones se vuelve a formar Oxaloacetato para cerrar el ciclo. En las reacciones se produce:

> Una molécula de ATP

> 3 Moléculas de NADH que acarrean hidrógenos hacia la cadena respiratoria.

> Una molécula de FADH que acarrea hidrógenos hacia la cadena respiratoria.

> Los NADH rinden 3 ATPs en cadena respiratoria.

> El FADH rinde 2 ATPs en cadena respiratoria.

Balance energético.

1 ATP en el ciclo + 9 ATPs de los NADH + 2 ATPs del FADH = 12 ATP formados mediante el ciclo del Ácido cítrico.