Fundamentos del Metabolismo Celular: Anabolismo y Fotosíntesis

Metabolismo Celular: Conceptos Fundamentales

El metabolismo celular es el conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de las células y que conducen a la transformación de unas biomoléculas en otras con el fin de obtener materia y energía necesarias para las tres funciones vitales y el crecimiento. Cada uno de los procesos formados por un conjunto de reacciones químicas encadenadas que constituyen el metabolismo reciben el nombre de vía o ruta metabólica.

Tipos de Anabolismo y Organismos

Según la fuente de energía y de carbono utilizados, se distinguen dos tipos principales de organismos:

• Autótrofos: Sintetizan moléculas orgánicas sencillas a partir de moléculas inorgánicas. Pueden ser:
  • Fotolitótrofos: Obtienen la energía de la luz y el carbono a partir del CO₂. Pertenecen a este grupo los vegetales, algas y algunas bacterias.
  • Quimiolitótrofos: Obtienen la energía mediante reacciones químicas exergónicas (que desprenden energía) a través de la oxidación de sustancias inorgánicas, y el carbono a partir del CO₂. Pertenecen a este grupo bacterias del nitrógeno (N), azufre (S), hierro (Fe) e hidrógeno (H).
• Heterótrofos: Sintetizan moléculas orgánicas complejas a partir de moléculas orgánicas sencillas. Pueden ser:
  • Fotoorganótrofos: Obtienen energía de la luz y utilizan materia orgánica como fuente de carbono. Ej.: Bacterias púrpuras no del azufre.
  • Quimioorganótrofos: La energía se obtiene de reacciones químicas de oxidación de la materia orgánica y utilizan materia orgánica como fuente de carbono. Ej.: Animales, hongos, protozoos.

Anabolismo: Síntesis de Biomoléculas

El anabolismo es la ruta metabólica que consiste en sintetizar biomoléculas y macromoléculas a partir de moléculas sencillas, con gasto de energía (ATP).

Fotosíntesis: Conversión de Energía Luminosa

La fotosíntesis es un proceso anabólico característico de plantas, algas y bacterias fotosintéticas. Consiste en la transformación de energía luminosa en energía química (ATP).

Pigmentos Fotosintéticos: Captadores de Luz

Los pigmentos fotosintéticos son los encargados de la absorción de la luz y se encuentran en los tilacoides de los cloroplastos.

• Las clorofilas son pigmentos verdes y los más importantes en las plantas. Las clorofilas a y b son las más conocidas y abundantes.
• Existen otros pigmentos accesorios como los carotenoides.

Fotosistemas: Unidades de Captura de Energía

Existen dos tipos de fotosistemas: el Fotosistema I (PSI), cuyos tilacoides están en contacto con el estroma, y el Fotosistema II (PSII), que no están en contacto. Son sistemas ubicados en la membrana tilacoidal, formados por clorofila y otros pigmentos, junto con proteínas y lípidos.

Cada fotosistema consta de:

• Complejo antena: Cuando un fotón de energía luminosa es absorbido por una molécula de clorofila o un carotenoide, la energía se transfiere hacia los pigmentos que absorben a mayor longitud de onda hasta llegar a la molécula diana, produciéndose entonces una reacción especial llamada separación fotoquímica de cargas.