Bioenergética Celular: Procesos de Energía, Respiración y Fotosíntesis
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Metabolismo Celular: Procesos de Energía y Transformación
Reacciones Endergónicas y Anabolismo
Las reacciones endergónicas, también conocidas como reacciones de síntesis o anabolismo, requieren un aporte de energía. En ellas, se construyen moléculas complejas a partir de moléculas más simples. Estos procesos proporcionan a la célula los materiales necesarios para el crecimiento, la reparación y la multiplicación.
La energía queda almacenada en los enlaces químicos de las moléculas y es utilizada por la célula cuando la necesita. (ESQUEMA 4)
Definición de Metabolismo Celular
El metabolismo celular es el conjunto de todas las reacciones endergónicas y exergónicas que ocurren en una célula, resultando en un continuo intercambio y transformación de materia y energía entre el ser vivo y su medio.
Respiración Celular Aeróbica: Un Proceso Catabólico Clave
La glucosa puede ser degradada total o parcialmente en la célula, con la consiguiente diferencia en la cantidad de energía liberada.
- Respiración: Es la degradación completa de moléculas orgánicas o inorgánicas. Requiere la liberación de más energía que la fermentación. La respiración es aeróbica cuando ocurre en presencia de oxígeno (O2), y es anaeróbica en ausencia de O2.
- Fermentación: Es la degradación incompleta de moléculas orgánicas, que son descompuestas en moléculas orgánicas más pequeñas. Tiene como último aceptor de electrones una molécula que la misma célula produce. Además, siempre es anaeróbica.
Como la degradación es completa en la respiración, la cantidad de energía que se libera es mucho mayor que en la fermentación.
Etapas de la Respiración Celular Aeróbica
1ª Etapa: Glucólisis
La glucólisis se encarga de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para las células. Consiste en una serie de reacciones enzimáticas (reactivo inicial: glucosa) que producen como resultado: 2 ATP, 2 NADH y 2 piruvato. (FOTO 1)
2ª Etapa: Formación de Acetil-CoA
La acetil coenzima A (Acetil-CoA) se forma cuando una molécula de coenzima A acepta un grupo acetilo. Los resultados de esta etapa son: 2 NADH, 2 CO2 y 2 Acetil-CoA. (FOTO 2)
3ª Etapa: Ciclo de Krebs
El Ciclo de Krebs (también conocido como ciclo del ácido cítrico) es una ruta metabólica fundamental que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas. Los resultados de esta etapa son: 4 CO2, 6 NADH, 2 FADH2 y 2 ATP. (FOTO 3)
Balance Energético
Para un resumen del balance energético, consulte: (FOTO 4)
Cadena Respiratoria y Fosforilación Oxidativa
La cadena respiratoria es el proceso de fosforilación oxidativa, fundamental para la formación de ATP.
Cada molécula de NADH y FADH2, al ser oxidadas en la membrana mitocondrial por enzimas, liberan un electrón y un protón (H+). Los electrones van "cayendo" energéticamente desde complejos de mayor nivel energético a complejos de menor nivel, y al caer liberan energía que se utiliza para producir ATP.
El oxígeno es el último aceptor de electrones y, al unirse a los protones, se forman moléculas de H2O.
Fotosíntesis: Un Proceso Anabólico Esencial
La fotosíntesis es un proceso anabólico llevado a cabo en el interior de los cloroplastos de células vegetales y algunas procariotas. Las células autótrofas sintetizan sustancias complejas a partir de sustancias sencillas, utilizando un aporte de energía lumínica que proviene del exterior.
En los organismos eucariotas, este proceso se lleva a cabo en los cloroplastos de las plantas y algas. Estas organelas presentan un sistema de membranas internas, donde la membrana tilacoidal contiene clorofila, un pigmento fotosintético clave.
En los cloroplastos se encuentran todas las enzimas que permiten que la fotosíntesis se realice a una velocidad compatible con la vida. (FOTO 5)