Fundamentos de Biología Celular: Procesos Metabólicos y Transporte

Transporte de membrana

Definición

Movimiento de sustancias a través de la membrana plasmática.

Tipos

Transporte pasivo

• No usa ATP.
• Va de mayor a menor concentración.

Difusión simple

• Paso directo por la bicapa lipídica.
• Moléculas pequeñas y no polares: O₂, CO₂.

Difusión facilitada

• Usa proteínas canal o transportadoras.
• Sin consumo de ATP.
• Ejemplos: glucosa, Na⁺, K⁺.

Ósmosis

• Movimiento de agua por una membrana semipermeable.
• El agua se desplaza hacia donde hay mayor concentración de soluto.

Soluciones:

• Hipotónica: entra agua.
• Hipertónica: sale agua.
• Isotónica: equilibrio.

Transporte activo

• Usa ATP.
• Va de menor a mayor concentración (contra gradiente).
• Usa bombas o transportadores.

Ejemplo: bomba sodio-potasio.

Bioenergética

Estudia el flujo y uso de energía en los seres vivos.

ATP (Adenosín trifosfato)

Es la molécula energética principal. Cuando el ATP pierde un grupo fosfato, libera energía:

ATP → ADP + P + energía

Metabolismo

Catabolismo

• Degrada moléculas complejas.
• Libera energía.
• Ejemplo: respiración celular.

Anabolismo

• Forma moléculas complejas.
• Consume energía.

Termodinámica

Primera ley

La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.

Segunda ley

Toda transformación energética aumenta la entropía y libera calor.

Glucólisis (Proceso completo)

Lugar

Citoplasma.

Función

Romper una molécula de glucosa (6C) en 2 piruvatos (3C).

Fases

• Inversión de energía: se consumen 2 ATP.
• Ganancia de energía: se producen 4 ATP y 2 NADH.

Balance final por glucosa

• 2 piruvatos.
• 2 ATP netos.
• 2 NADH.
• 2 H₂O.

Nota: En ausencia de oxígeno, ocurre la fermentación láctica o alcohólica.

Ciclo de Krebs

Otros nombres

• Ciclo del ácido cítrico.
• Ciclo de los ácidos tricarboxílicos.

Lugar

Matriz mitocondrial (en eucariotas).

Función

Oxidar Acetil-CoA para producir electrones de alta energía (NADH y FADH₂).

Pasos principales

1. Condensación: Acetil-CoA (2C) + Oxaloacetato (4C) = Citrato (6C).
2. Isomerización: Citrato → Isocitrato.
3. Descarboxilaciones: Producción de CO₂ y NADH.
4. Fosforilación: Producción de ATP o GTP.
5. Oxidación y regeneración: Producción de FADH₂ y NADH para regenerar oxaloacetato.

Cadena de transporte de electrones

Lugar

Membrana interna mitocondrial.

Función

Usar NADH y FADH₂ para generar ATP mediante fosforilación oxidativa.

Producto final: Aproximadamente 26–28 ATP. El oxígeno actúa como aceptor final de electrones formando agua.

Respiración celular total (por 1 glucosa)

• Glucólisis: 2 ATP.
• Ciclo de Krebs: 2 ATP.
• Cadena de transporte: 26–28 ATP.
• Total: 30–32 ATP aproximadamente.

Biomoléculas

• Carbohidratos: Energía rápida (monosacáridos, disacáridos, polisacáridos).
• Lípidos: Reserva energética, membranas y hormonas.
• Proteínas: Formadas por aminoácidos; cumplen funciones enzimáticas, de transporte y defensa.
• Ácidos nucleicos: ADN (genes) y ARN (mARN, tARN, rARN).

Comunicación celular

• Autocrina: señal a sí misma.
• Paracrina: células cercanas.
• Endocrina: hormonas a través de la sangre.
• Sináptica: comunicación entre neuronas.
• Yuxtacrina: contacto directo.

Muerte celular

Apoptosis

• Muerte programada.
• Sin inflamación.
• Proceso ordenado.

Necrosis

• Muerte por daño externo.
• Provoca inflamación.
• Proceso desordenado.