Procesos Energéticos y Estructura de la Célula: Mitocondrias, Fotosíntesis y Organelos
español con un tamaño de 5,44 KBLa Mitocondria y la Respiración Celular
La mitocondria contiene ADN circular y de doble hélice, distintos tipos de ARN y ribosomas. Su estructura se compone de crestas, matriz, membrana interior, membrana exterior y espacio intermembranoso.
Respiración Celular
Es el proceso mediante el cual la energía de la glucosa o lípidos se transforma en energía almacenada en el ATP. El número de mitocondrias es una señal de las necesidades energéticas de la célula (por ejemplo, en los ovocitos se encuentran unas 300.000).
Oxidación de la Glucosa
Ecuación general: C6H12O6 + 6O2 + 6H2O → 6CO2 + 12H2O
La energía contenida en los carbohidratos es liberada de manera controlada para evitar el daño celular (incineración por la cantidad de calor generado); por ello, la energía es liberada en varios pasos:
- Glucólisis: Se clasifica en respiración (si existe O2) y fermentación (si no existe O2).
- Fermentación: Por cada molécula de glucosa, se forman 2 moléculas de ácido pirúvico, con una ganancia neta de 2 moléculas de ATP y 2 de NADH.
- Respiración Celular: Conjunto de reacciones en las cuales el ácido pirúvico se desdobla a CO2 y H2O, produciendo un total de 36 ATP.
Se desarrolla en dos etapas principales:
- Oxidación del ácido piruvato: Cada ácido pirúvico se oxida (libera electrones), eliminando átomos de C y O del grupo carboxilo como CO2 (descarboxilación oxidativa). El hidrógeno del carboxilo reduce una molécula de NAD+ a NADH. Se produce un grupo acetilo que reacciona con la coenzima-A formando acetil coenzima-A (acetilCoA), que entrará al ciclo de Krebs.
- Ciclo del ácido tricarboxílico o Ciclo de Krebs: Con la ayuda de enzimas localizadas en la matriz mitocondrial (y algunas en la membrana interna de la mitocondria), se obtiene CO2 y transportadores de electrones reducidos a partir de Acetil-CoA. El Acetil-CoA se oxida completamente a CO2 (entrega electrones) y se producen coenzimas reducidas (NADH y FADH2).
A través de la oxidación posterior en la cadena transportadora de electrones, se obtendrá la energía para sintetizar ATP. En este proceso, se oxidan las coenzimas reducidas: NADH → NAD+ y FADH2 → FAD+.
Plastidios y Fotosíntesis
Los plastidios están rodeados por una doble membrana, poseen ADN con una estructura similar al de los procariontes y tienen ribosomas embebidos en el estroma. Se clasifican en:
- 1. No pigmentados (Leucoplastos): Contienen enzimas responsables de la síntesis de almidón.
- 2. Pigmentados (Cromoplastos): Especializados en sintetizar y almacenar pigmentos carotenoides.
- 3. Cloroplastos: Poseen la maquinaria enzimática para transformar la energía solar en energía química a través de la fotosíntesis. Contienen pigmentos verdes (clorofila a y b), así como carotenoides de color anaranjado y xantofilas amarillas.
El Proceso de Fotosíntesis
La fotosíntesis es la transformación de energía luminosa en energía química disponible en forma de enlaces moleculares. Consta de dos fases:
- Fase luminosa: Se obtiene ATP y NADPH (poder reductor); ocurre en la membrana del tilacoide.
- Fase oscura: Se sintetizan azúcares; ocurre en el estroma.
Peroxisomas
Los peroxisomas cumplen funciones críticas en el metabolismo celular:
- Eliminación de sustancias tóxicas (alcoholes, fenoles, ácido fórmico) en órganos como el hígado o el riñón.
- Degradación de lípidos intracelulares.
- Intervención en el metabolismo de aminoácidos y de nucleótidos.
El Núcleo y la Cromatina
El núcleo contiene el ADN asociado a proteínas. La cromatina representa el empaquetamiento del ADN en distintos niveles de organización para formar un cromosoma. Cuando la célula se va a dividir, la cromatina duplicada se pliega sobre sí misma varias veces, constituyendo los cromosomas.
Membrana Plasmática
La membrana plasmática es fundamental para la interacción y supervivencia celular:
- Comunicación celular: Capta mensajes enviados desde otras células gracias a proteínas de membrana que actúan como receptores. Los mensajeros pueden ser hormonas o neurotransmisores.
- Reacción química y respuesta: La unión del receptor provoca la activación de enzimas o alteraciones de la permeabilidad. Las respuestas incluyen contracción, movimiento, secreción, división o inhibición de funciones.
- Transporte: Es responsable del paso de sustancias hacia el interior y exterior de la célula.
- Actividad enzimática: Lleva a cabo numerosas reacciones químicas gracias a proteínas que actúan como enzimas.
- Unión celular: Posee proteínas que sirven para la unión física entre una célula y otra.