Procesos Clave de la Biología Celular: Membrana, Meiosis, Fotosíntesis y Fermentación

Transporte a Través de la Membrana Celular

Transporte Pasivo (Sin gasto de energía)

Endocitosis

Es el proceso mediante el cual la célula capta moléculas del medio externo. Lo hace a través de una invaginación de la membrana. Cuando la célula capta la partícula, se produce una estrangulación de dicha invaginación y se forma una vesícula, en cuyo interior queda el material ingerido. Existen varios tipos:

• Pinocitosis: Es una endocitosis de fase fluida, donde se captan líquidos.
• Fagocitosis: Es una endocitosis de fase sólida, en la que se captan sólidos de gran tamaño.

Exocitosis

Es el proceso inverso a la endocitosis, en el que macromoléculas contenidas en vesículas salen al medio externo para deshacerse del material que hay en su interior.

Difusión

Es el paso de sustancias a favor de gradiente de concentración, sin consumo de energía.

• Difusión simple: Sustancias como el oxígeno (O₂) atraviesan directamente la membrana porque son solubles en ella.
• Difusión facilitada: Se utilizan proteínas de membrana para facilitar el paso de sustancias que no pueden atravesarla libremente, como el hierro (Fe). Se distinguen dos tipos de proteínas: proteínas de canal y proteínas transportadoras.

Transporte Activo (Con gasto de energía)

Es un mecanismo que transporta sustancias de escasa masa molecular en contra de gradiente de concentración, por lo que es necesario el aporte de energía (generalmente en forma de ATP). Un ejemplo fundamental es la bomba de sodio-potasio.

División Celular: Meiosis

La meiosis es un tipo de división celular que permite el paso de células diploides a haploides. Durante este proceso, se produce una recombinación genética y una segregación cromosómica. Dependiendo de cómo la meiosis ordene el ADN, los cromosomas resultantes tendrán diferentes configuraciones. Durante la interfase previa, se duplica el ADN, lo que da lugar a dos cromátidas hermanas por cromosoma, pero el número de cromosomas de la célula no cambia.

Metabolismo Celular: Fotosíntesis

La fotosíntesis es un proceso anabólico que ocurre en los cloroplastos de las células vegetales. Se divide en dos fases principales.

Fase Luminosa (Fotodependiente)

Ocurre en la membrana de los tilacoides. Su objetivo principal es convertir la energía luminosa en energía química (ATP y NADPH).

Eventos clave:

1. Fotólisis del agua: La molécula de agua se divide para proporcionar oxígeno (O₂), electrones y protones.
2. Cadena de transporte de electrones: Los electrones liberados pasan por una serie de proteínas.
3. Fotosistema I: Se capta más energía lumínica.
4. Reducción de NADP⁺ a NADPH: Se forma poder reductor.
5. Fotofosforilación: Se sintetiza ATP.

Fase Oscura (Ciclo de Calvin)

Ocurre en el estroma del cloroplasto. Su finalidad es fijar el CO₂ atmosférico y transformarlo en glucosa, utilizando la energía y el poder reductor de la fase luminosa.

Componentes clave:

• Reactivos: ATP y NADPH (se necesitan 18 ATP y 12 NADPH para sintetizar una molécula de glucosa).
• Sustrato: Dióxido de carbono (CO₂).
• Enzima principal: RuBisCO.

Dependencia entre fases

La fase oscura no puede ocurrir sin los productos de la fase luminosa (ATP y NADPH). Por lo tanto, aunque no requiere luz directamente, sí depende de ella. No obstante, si la célula tiene ATP y NADPH almacenados, el Ciclo de Calvin puede continuar por un breve período en la oscuridad.

Metabolismo Celular: Fermentación

La fermentación es un proceso metabólico que lleva a cabo una oxidación parcial de la glucosa en el citoplasma. El aceptor final de electrones es una molécula orgánica sencilla.

Tipos de Fermentación

• Fermentación etílica: Realizada por levaduras, produce etanol y CO₂.
• Fermentación láctica: Realizada por bacterias como Lactobacillus, produce ácido láctico.

Comparación con la Respiración Celular

La fermentación obtiene mucha menos energía que la respiración celular. Esto se debe a que la fermentación solo implica la glucólisis, mientras que la respiración celular completa incluye, además, el Ciclo de Krebs y la cadena respiratoria, procesos que permiten obtener una cantidad de energía significativamente mayor.