Metabolismo Celular: Catabolismo, Anabolismo y Producción de ATP

Catabolismo: Son reacciones de degradación, reacciones de oxidación que desprenden energía. A partir de muchos sustratos diferentes se forman los mismos productos: agua, ácido pirúvico, etc. Anabolismo: Son reacciones de síntesis, reacciones de reducción que precisan energía. A partir de pocos sustratos se pueden formar muchos productos diferentes.

Tipos de Metabolismo

Metabolismo Autótrofo: La fuente de carbono es el dióxido de carbono, el carbono inorgánico. Metabolismo Heterótrofo: La fuente de carbono es materia orgánica reducida a carbono orgánico.

Podemos distinguir dos procesos distintos: fotosíntesis si la fuente de energía es la luz y quimiosíntesis si la fuente de energía es la energía desprendida en reacciones químicas.

• Fotoautótrofo: Plantas, algas, cianobacterias y bacterias del azufre.
• Quimioautótrofo: Bacterias nitrificantes y bacterias incoloras del azufre.
• Fotoheterótrofo: Bacterias púrpura.
• Quimioheterótrofo: Animales, hongos, protozoos y bacterias de muchos tipos.

ATP: La Moneda Energética Celular

El ATP es un nucleótido que actúa en el metabolismo como una molécula energética. Cuando se hidroliza, se rompe el último enlace por un proceso de desfosforilación y se produce ADP. Si la energía no se necesita instantáneamente, muchas moléculas son capaces de almacenarla, como el almidón, que se acumula en los plastos de las células vegetales; el glucógeno, en el citosol de las células de los músculos y el hígado; y los triglicéridos, que se acumulan en el interior de las células del tejido adiposo y en los tejidos vegetales.

Síntesis de ATP

La síntesis de ATP se puede realizar de dos formas distintas:

• Fosforilación a Nivel de Sustrato: Adición de un grupo fosfato a un ADP gracias a la energía liberada al romperse enlaces. Esto ocurre en la glucólisis y en el ciclo de Krebs.
• Fosforilación Mediante Enzimas ATP Sintasas: Las enzimas ATP sintasas sintetizan ATP cuando su interior es atravesado por un flujo de protones, y ocurre en las crestas de la mitocondria.

Tipos de Catabolismo

Respiración: Interviene la cadena transportadora de electrones. Se distinguen dos tipos de respiración:

• Respiración Aeróbica: El aceptor final de electrones es el oxígeno, y al reducirse forma agua.
• Respiración Anaeróbica: El aceptor final es otra sustancia.

Fermentación: No interviene la cadena transportadora de electrones, debido a ello el producto final siempre es un compuesto orgánico.

Catabolismo de los Glúcidos

Eucariota: En la célula eucariota, la glucólisis se realiza en el citosol y la respiración se realiza en las mitocondrias, primero el ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial y después la fosforilación oxidativa en las crestas de las mitocondrias.

Procariota: Tanto la glucólisis como el ciclo de Krebs se realizan en el citosol, y la fosforilación oxidativa en su membrana plasmática.

Transporte de Electrones

Está constituida por una serie de moléculas básicamente proteicas en la membrana interna de la mitocondria. Cada una de estas moléculas acepta electrones de la molécula anterior y luego los transfiere a otra molécula, por lo que se reduce y se oxida. Los electrones que entran en la cadena respiratoria proceden de los NADH y FADH que al cederlos pasan a ser coenzimas oxidadas.

Está formada por grandes complejos proteicos (I, II, III y V). La ubiquinona (complejo V) es capaz de transportar electrones al complejo I y II, y el citocromo transporta electrones del complejo III al V. La energía perdida por los electrones al atravesar la cadena se utiliza para bombear protones al exterior, en este caso al espacio intermembranoso.