Metabolismo Celular

Reacciones químicas de síntesis y degradación de sustancias

Anabolismo

Cuando se sintetizan sustancias complejas a partir de otras más simples con gasto de energía.

Catabolismo

Cuando se degradan sustancias complejas dando como resultado sustancias simples con liberación de energía.

• La energía necesaria para los trabajos que realiza la célula viene de las sustancias que incorpora y degrada en los procesos catabólicos.
• La moneda de intercambio energético se llama ATP. Está formada por una base nitrogenada (adenina), un azúcar simple y 3 grupos fosfatos. Este permite tener a disposición gran cantidad de energía, para que pueda ser utilizada para lo que sea.
• La energía almacenada se encuentra en el grupo fosfato.
• Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores biológicos que aceleran las reacciones químicas.
• Las sustancias sobre las que actúan las enzimas se llaman sustrato.

Mecanismo de acción de las enzimas

Los factores que influyen en el comportamiento de las enzimas son:

• PH: si el pH del medio se aleja del óptimo de la enzima, se modificará la carga eléctrica al aceptar o donar protones, lo que modificará la estructura de los aminoácidos.
• Temperatura: los cambios de temperatura pueden llegar a variar sustancialmente la actividad de unas enzimas a otras.
• Concentración: una elevada o ausencia de sales en el medio pueden impedir la actividad enzimática, ya que las enzimas necesitan una adecuada concentración salina para su carga y estructura. (son indispensables para su funcionamiento)

Procesos Catabólicos

Respiración celular (mitocondria)

Reacción catabólica donde se degradan moléculas obteniéndose materia y energía almacenada en ATP. Sucede en cada una de las células.

Combustión

Libera energía y calor.

Ecuaciones

• Combustible + oxígeno → dióxido de carbono + agua + luz y calor.
• Nutrientes (glucosa) + oxígeno → CO₂ + H₂O + ATP + calor.

Etapas de la Respiración Celular – Respiración Aeróbica

1era etapa: Glucólisis (citoplasma)

Aquí actúan las enzimas que catabolizan hasta formar glucosa (G6). Esta se degrada hasta formar 2 moléculas de 3C c/u (ácido pirúvico). Esta ruptura libera energía que forma 2 moléculas de ATP y se desprende hidrógeno.

2da etapa: Ciclo de Krebs (mitocondria)

Las 2 moléculas de ácido pirúvico se transforman en sustancias de 2C, los demás se eliminan como CO₂ y se desprende hidrógeno. Ahí la molécula de 2C se combina con una de 4C y se forma el ácido cítrico de 6C.

3era etapa: Cadena Respiratoria (mitocondria)

Respiración anaeróbica

Es la obtención de energía mediante procesos catabólicos que no requieren oxígeno.

Fermentación alcohólica

Formación de alcohol a partir de levaduras.

Fermentación láctica

Se produce en las células musculares en un ejercicio intenso.

Fotosíntesis

Proceso anabólico llevado a cabo en el interior de algunas células vegetales y en algunas procariotas. Las células autótrofas sintetizan sustancias complejas a partir de sustancias sencillas con un aporte de energía lumínica del sol.

Etapas de la Fotosíntesis

Fase Fotoquímica – Etapa nº 1 (en las tilacoides)

La energía lumínica es captada por la clorofila (pigmento verde). Cuando la luz la encuentra aumenta su energía y se excita. Esta energía adicional se utiliza para formar moléculas de ATP (donde se almacena la energía); forma oxígeno (se libera al medio) y átomos de hidrógeno (que los capta el NADPH).

Fase Bioquímica – Etapa nº 2 (en el estroma)

Aquí no es necesaria la luz. Se sintetizan moléculas de glucosa (sirven para nutrir) y materia orgánica. La glucosa se forma a partir de moléculas de CO₂ de la estroma y el producto de la 1º etapa.

Anabolismo

• Reacciones endergónicas (consume energía).
• Se utiliza energía para la fabricación de moléculas complejas a partir de moléculas simples.

Síntesis

• Permite a la célula almacenar energía en las moléculas que se forman.
• Fotosíntesis.
• Formación de proteínas a partir de aminoácidos.
• Formación de celulosa a partir de glucosa.

Catabolismo

• Reacciones exergónicas (libera energía).
• Se libera energía por la ruptura de moléculas de gran tamaño que se transforman en moléculas más pequeñas.

Degradación

• Permite a la célula disponer de energía para su utilización.
• Respiración celular.
• Obtención de glucosa a partir de almidón.
• Obtención de aminoácidos a partir de proteínas.

Hidratos de Carbono

También llamados glúcidos, estos hacen referencia al gusto que tienen la glucosa y la sacarosa (el azúcar común).

Los átomos que forman las moléculas son carbono, hidrógeno y oxígeno.

Clasificación

• Monosacáridos: compuestos por una unidad de azúcar. Ej: glucosa.
• Disacáridos: formados por 2 unidades de azúcar. Ej: sacarosa, lactosa.
• Polisacáridos: formados por 3 o más monosacáridos, moléculas muy grandes sin sabor dulce. Ej: almidón, glucógeno, celulosa.

El motivo por el cual estos polisacáridos difieren en sus propiedades y funciones es por el modo en que se enlazan y se ordenan en la molécula.

Principalmente funciones que cumplen: principal fuente de energía de las células (glucosa, la forma más rápida de conseguirla); actúan como reserva energética (polisacáridos) que se almacenan en las células y se degradan dividiéndose en unidades de glucosa que se utilizan en el proceso de respiración celular por el que se obtiene energía; algunos polisacáridos son importantes materiales de construcción y de sostén de las células.

Proteínas

Funciones que desempeñan en los seres vivos

• Estructural: forman material de construcción de las células y estructuras de protección de numerosos órganos.
• Enzimática: actúan como catalizadores biológicos, aceleran reacciones químicas.
• De transporte: unen otras moléculas y las transportan en el organismo.
• Nutritiva: no cumplen una función energética para el organismo que las sintetiza. Sin embargo, algunas proteínas tienen un valor nutritivo importante para el embrión y la cría que se origina.
• Reguladora: controlan funciones del organismo como el crecimiento y la reproducción.
• Contráctil: capacidad de acortarse, lo que permite el movimiento del organismo.
• Defensa: intervienen en la defensa contra agentes extraños al organismo (anticuerpos).

Los átomos que las forman: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno (materia orgánica).

La unidad de las proteínas son los aminoácidos.

Se fabrican en los ribosomas (organelas de la célula).

Lípidos

Las sustancias que se agrupan bajo el nombre de lípidos son un grupo heterogéneo entre las que se encuentran las grasas, los aceites, las ceras y el colesterol, que son insolubles en agua.

Sus moléculas están formadas por átomos de carbono, oxígeno e hidrógeno, fósforo y azufre. En el organismo cumplen una función estructural, de protección, reguladora.