Metabolismo y Energía Celular

Metabolismo: Conjunto de reacciones químicas que suceden en un ser vivo.

Metabolismo celular: Combustión celular de sustancias energéticas, lo cual libera la energía potencial en las biomoléculas al romper sus enlaces químicos. Se almacena en ATP.

Se divide en: catabolismo (1) y anabolismo (2)

(1) Conjunto de reacciones en las que las moléculas complejas se transforman en simples, como en la respiración celular, donde el CO2 se degrada para formar 30 a 32 moléculas de ATP.

(2) Conjunto de reacciones donde a partir de moléculas sencillas se elaboran moléculas más complejas como los polisacáridos, las enzimas, los lípidos y los ácidos nucleicos, y se requiere de la energía en forma de ATP.

ATP: Es el combustible de las células, se obtiene transformando diferentes compuestos químicos. Está formado por una molécula de adenina, una molécula de ribosa y 3 grupos fosfato. Se forma gracias a dos sustancias: el AMP y el ADP.

Cuando se requiere energía: síntesis, procesos mecánicos, transporte, procesos eléctricos, producción de calor, bioluminiscencia.

Energía: Elemento necesario para realizar las funciones vitales.

Autótrofos: Se alimentan por sí mismos.

Heterótrofos: Dependen de otros para alimentarse.

Biosíntesis: Convertir moléculas sencillas del alimento en moléculas complejas.

Fotosíntesis: Transforma compuestos inorgánicos en orgánicos que son su alimento.

Energía cinética: Calor que sale del organismo, debe ser reemplazada por la energía potencial de moléculas ordenadas presentes en los alimentos.

Cadena alimenticia o redes tróficas: Donde el más fuerte se alimenta del más débil (carroñeros, carnívoros, omnívoros, herbívoros, productores, mundo inorgánico). Se crean niveles tróficos.

Fotosíntesis

Producen el alimento, un monosacárido llamado glucosa. Se requiere de un cloroplasto, que tiene tilacoides llamados grana y el estroma, una sustancia que rodea a la grana. Se requiere de la energía del Sol, CO2, Agua, Clorofila y Enzimas. Se obtiene glucosa y oxígeno. Consta de 2 fases: fotodependiente y fotoindependiente.

Respiración Celular

Respiración pulmonar: Intercambio de gases en el que el cuerpo toma oxígeno y elimina el CO2 y el agua.

Respiración celular: Reacciones bioquímicas en las que el ácido pirúvico producido por la glucólisis se desdobla a CO2 y agua produciendo 38 moléculas de ATP.

Respiración aeróbica (1) y anaeróbica (2):

(1) Usa O2, degrada glucosa en CO2 y H2O, exergónica, 50% de energía química, presente en la mayoría de los organismos, enzimas localizadas en mitocondrias.

(2) No usa O2, degrada glucosa en triosas y otros compuestos orgánicos, exergónica, recupera menor proporción de energía química, presente en microorganismos e importante en células embrionarias y neoplásicas, enzimas localizadas en la matriz.

Glucólisis: Proceso en el cual una molécula de glucosa se rompe, mediante una molécula de oxígeno, en dos moléculas de ácido pirúvico.

Formación de acetil coenzima A: Por cada una de ellas se produce una molécula de NADH (nicotinamida adenina dinucleótido reducido) y otra de CO2.

Ciclo de Krebs: Citrato-acetil-CoA-succinato-malato-oxalacetato.

Cadena de transporte de electrones: ADP + P → ATP – gradiente de protones = H2O y 1/2 O2.

Anaerobios obligados: Se mueren en presencia de oxígeno.

Aerotolerantes: Viven en presencia de oxígeno pero no lo utilizan.

Anaerobios facultativos: Aprovechan el oxígeno si está presente.

Respiración aerobia: Requieren del oxígeno como receptor último de los electrones, es la forma más extendida, propia de una parte de las bacterias y de los organismos eucariotas, cuyas mitocondrias derivan de aquellas.

Respiración anaerobia: No interviene el oxígeno, muy variados, generalmente minerales y, a menudo, subproductos del metabolismo de otros organismos.

Fermentación: Proceso catabólico de oxidación incompleta, anaeróbico, producto final un compuesto orgánico. Estos productos finales son los que caracterizan los diversos tipos de fermentación.

Hay dos tipos: alcohólica y láctica.

División Celular

Logra la reproducción o regeneración de las células.

Partes de la célula: citoesqueleto, peroxisoma, mitocondria, ribosomas, retículo endoplasmático rugoso, núcleo, retículo endoplasmático liso, aparato de Golgi, lisosomas, membrana plasmática, centriolos, pared celular, plasmodesmos, cloroplasto, gran vacuola central.

La división de las células eucariotas es más complicada debido a su número de cromosomas, organelos y complejidad.

Procariotas: Poseen menor cantidad de ADN, lo cual permite que sea más sencilla. Su proporción es 60% ADN, 30% ARN y 10% proteínas. Se dividen por fisión binaria, donde el cromosoma del núcleo se replica y los cromosomas se unirán a cada una de las células hijas generadas.

Fisión binaria – réplica del ADN – separación del cromosoma – citocinesis.

Fases: células que cesan su división G1, S, G2 y M.

Mitosis: Interfase, profase, anafase, telofase, metafase.

Meiosis: Primera división meiótica y consta de cuatro fases: interfase, profase I, metafase I, anafase I.

Meiosis II: Segunda división meiótica. Se parece a la mitosis normal, no existe una interfase antes de empezar este proceso. Se presentan las cuatro fases: profase II, metafase II, anafase II y telofase II.

G1: Ciclo celular.

S: Caracterizada por la síntesis de ADN.

G2: Intervalo o periodo de latencia antes de pasar a la mitosis (fase M).

Binaria: División celular de las células procariotas.

Interfase: Parte más larga del ciclo celular, antes que la mitosis y comprende a G1, S, G2.

Meiosis: División de cromosomas – división nuclear, cada uno de los gametos recibe la mitad del número de cromosomas.

Mitosis: Se divide en 4 etapas, solo en eucariotas, el ADN se duplica en la interfase y se distribuye en la mitosis en las dos células resultantes de la división.

Genética

El ADN consiste en una doble hélice formada por dos cadenas que contienen nucleótidos (una molécula de azúcar «desoxirribosa», un grupo fosfato, uno de 4 compuestos nitrogenados «A, G, T, C»).

Replicación: Transmisión de información donde el ADN es capaz de duplicarse de manera que pueda obtener dos moléculas iguales a partir de la molécula inicial.

Alelo, genotipo, fenotipo, homocigoto, heterocigoto, carácter dominante, carácter recesivo.

Gregorio Mendel = genética clásica, creó 3 leyes: ley de la dominancia, segregación de caracteres, segregación independiente de características.

Gen: Segmento corto de ADN, que le dice al cuerpo cómo producir una proteína específica. Aproximadamente 30,000 genes en cada célula. Se localiza en hebras de ADN y mantienen la misma posición en cada cromosoma. La palabra gen proviene de genotipo. Las enfermedades como la anemia pueden ser ocasionadas por el cambio de un solo gen.

Cromosoma: Segmentos largos de ADN que se encuentran en el núcleo, vienen en pares (simples, compuestos, homólogos, sexuales, somáticos).

Mutación: Cambio en la secuencia del ADN, permanente y hereditario. Son constantes y ocurren en la replicación natural, se enmiendan rápidamente, si no se reparan se crea una mutación (origen, efecto, nivel donde surge, tipo de célula) «espontáneas, inducidas». Con sentido – sin sentido – silenciosa.

Puntuales: Solo un par de genes. Transición, transversión, inserción, deleción, duplicación.

Genéticas: En los genes, puede ser un aumento, duplicación o cambio de lugar y pueden ser de varios tipos. Inserción, deleción, inversión, duplicación, translocación.

Cromosómicas: Visibles en microscopios. (Aumento de cromosomas, pérdida, pérdida de un fragmento de un cromosoma).

Síndrome de Down: Se tiene un cromosoma de más. Anomalía cromosomática. Presencia de uno o más cromosomas X.

Otras enfermedades: Trisomía X, hemofilia, síndrome maullido de gato, varones XYY, la enfermedad de Huntington, cáncer, autismo, anemia, daltonismo y síndrome de Edwards, entre otras.