Respiración Celular
La respiración celular es un proceso metabólico esencial que ocurre en las células de los organismos vivos para obtener energía a partir de la degradación de compuestos orgánicos, principalmente glucosa. Este proceso implica una serie de reacciones bioquímicas que liberan energía en forma de ATP (adenosín trifosfato), la principal moneda energética de las células.
Glucólisis
La glucólisis es la primera etapa de la respiración celular y se lleva a cabo en el citoplasma de la célula. Durante la glucólisis, una molécula de glucosa se divide en dos moléculas de piruvato. Este proceso genera una pequeña cantidad de ATP y NADH (nicotinamida adenina dinucleótido reducido), una molécula que transporta electrones.
Descarboxilación Oxidativa del Piruvato
El piruvato producido en la glucólisis ingresa a la matriz mitocondrial, donde se somete a la descarboxilación oxidativa. En este proceso, el piruvato pierde un átomo de carbono en forma de CO2 y se convierte en acetil-CoA (acetil coenzima A). También se produce NADH durante esta etapa.
Ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs, también conocido como ciclo del ácido cítrico, es una serie de reacciones cíclicas que ocurren en la matriz mitocondrial. Durante este ciclo, el acetil-CoA se oxida completamente, liberando CO2 y generando NADH, FADH2 (flavín adenina dinucleótido reducido) y GTP (guanosín trifosfato), otra molécula que almacena energía.
Cadena Respiratoria y Fosforilación Oxidativa
La cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa son las etapas finales de la respiración celular y se llevan a cabo en la membrana interna de la mitocondria. En la cadena respiratoria, los electrones transportados por NADH y FADH2 se transfieren a través de una serie de proteínas, liberando energía en el proceso. Esta energía se utiliza para bombear protones (H+) desde la matriz mitocondrial al espacio intermembrana, creando un gradiente electroquímico. La fosforilación oxidativa utiliza este gradiente para sintetizar ATP a partir de ADP (adenosín difosfato) y fosfato inorgánico.
Fotosíntesis
La fotosíntesis es un proceso vital que realizan las plantas, algas y algunas bacterias para convertir la energía lumínica en energía química en forma de glucosa. Este proceso se lleva a cabo en los cloroplastos, orgánulos especializados que contienen pigmentos como la clorofila.
Fase Luminosa
La fase luminosa de la fotosíntesis ocurre en las membranas tilacoidales de los cloroplastos. Durante esta fase, la energía de la luz se utiliza para excitar electrones en la clorofila. Estos electrones se transfieren a través de una cadena de transporte de electrones, similar a la cadena respiratoria, liberando energía en el proceso. Esta energía se utiliza para generar ATP y NADPH.
Fotólisis del Agua
Durante la fase luminosa, también se produce la fotólisis del agua, en la que la molécula de agua se descompone en oxígeno, protones y electrones. Los electrones liberados en la fotólisis del agua reemplazan a los electrones perdidos por la clorofila.
Fase Oscura (Ciclo de Calvin)
La fase oscura, también conocida como ciclo de Calvin, ocurre en el estroma de los cloroplastos. Durante esta fase, el ATP y el NADPH generados en la fase luminosa se utilizan para fijar el CO2 atmosférico en moléculas orgánicas, principalmente glucosa. El ciclo de Calvin es una serie de reacciones cíclicas que involucran la enzima RuBisCO (ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa/oxigenasa).
Definiciones
Cloroplastos
Los cloroplastos son orgánulos presentes en las células vegetales y algas que llevan a cabo la fotosíntesis. Están rodeados por una doble membrana y contienen tilacoides, donde se encuentran los pigmentos fotosintéticos y se lleva a cabo la fase luminosa.
Fosforilación
La fosforilación es la adición de un grupo fosfato a una molécula. En el contexto del metabolismo, la fosforilación es un mecanismo clave para regular la actividad de las proteínas y enzimas, así como para almacenar y transferir energía.
Fotofosforilación
La fotofosforilación es la síntesis de ATP utilizando la energía de la luz. Este proceso ocurre durante la fase luminosa de la fotosíntesis.
Fotólisis del Agua
La fotólisis del agua es la descomposición de la molécula de agua en oxígeno, protones y electrones utilizando la energía de la luz. Este proceso ocurre durante la fase luminosa de la fotosíntesis.
NADPH
NADPH (nicotinamida adenina dinucleótido fosfato reducido) es una coenzima que transporta electrones y participa en reacciones metabólicas, especialmente en la fase oscura de la fotosíntesis.
NADP+
NADP+ (nicotinamida adenina dinucleótido fosfato) es la forma oxidada del NADPH.