Cantidades químicas - Cursos en Abierto de la UNED

Célula IV
BIOLOGÍA
Célula IV
La célula como entidad viva
La vida es posible gracias a que los organismos intercambian materia y energía con el medio. Básicamente, la energía es el
combustible necesario para que puedan producirse los procesos de síntesis de moléculas que necesita la célula para vivir,
ADN, ARN, lípidos, proteínas, etc. Pero la energía es también resultado de reacciones de degradación de compuestos, que
tienen lugar dentro de las células, en procesos esenciales para su supervivencia, tales como respiración celular,
degradación de lípidos, etc. Sin embargo, ¿de dónde procede la energía que necesitan las células para su supervivencia?,
¿están conectados los procesos celulares en los que se utiliza y en los que se disipa energía? ¿en qué tipo de moléculas se
puede almacenar energía en la célula?
Metabolismo celular: Reacciones anabólicas y catabólicas.
Molécula de ATP
La célula, como ser vivo, se considera un
sistema energético abierto, en el que su propia
estructura está condicionada a la existencia de
un flujo de energía y materia con el medio.
Existen dos tipos de reacciones químicas que
tiene lugar dentro de las células. Por un lado, las
que requieren un aporte de energía para
producirse, son las reacciones endergónicas y,
por otro, las que liberan energía o exergónicas.
El conjunto de reacciones químicas que se producen en la célula constituyen
el metabolismo celular. Dentro del metabolismo, el anabolismo engloba las
reacciones y procesos celulares en los que necesita energía, y el catabolismo se
refiere a aquellos en los que se libera energía.
La energía que se libera en unas reacciones es utilizada posteriormente en
otras en las que se necesita. Por ello es indispensable almacenarla en los enlaces
que forman la molécula de ATP. Esta molécula es un nucleótido unido a tres
grupos fosfato mediante enlaces ricos en energía. Cuando estos enlaces se
rompen, la molécula de ATP se degrada y la energía se libera, pasando a formar
parte de los enlaces de otras moléculas que se están formando.
Existen dos tipos básicos de catabolismo: la respiración y la fermentación.
Ejemplos de reacciones catabólica son la glucólisis, el ciclo de Krebs, la oxidación
de los ácidos grasos, etc. Entre las fermentaciones más conocidas están la
alcohólica y la láctica, por sus utilidades industriales. En cuanto al anabolismo, es
decir, la ruta de síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas sencillas,
puede realizarse mediante fotosíntesis o quimiosíntesis, en función de si la
energía utilizada para ello procede del sol o de otras reacciones acopladas. Esto
define diferentes tipos de organismos atendiendo a su metabolismo: autótrofos y
heterótrofos.
Los procesos de catabolismo y anabolismo están estrechamente
relacionados y acoplados entre sí a través de un transportador de energía química
que es el ATP. El adenosín trifosfato es una molécula compuesta por una base
nitrogenada (adenina), un azúcar de 5 átomos de carbono (ribosa), y tres grupos
fosfato. Es precisamente en los enlaces de estos grupos fosfato, donde se
almacena la energía procedente de las reacciones de degradación. Por el contrario,
cuando la célula necesita energía para sintetizar moléculas (reacciones
anabólicas), la obtiene por hidrólisis de las moléculas de ATP, de modo que la
energía almacenada en sus enlaces fosfato, se libera y puede ser utilizada. En
función de cuántos enlaces fosfato se rompan, la hidrólisis puede ser total, dando
lugar a una molécula de AMP (adenosín monofosfato) o parcial, originando ADP
(adenosín difosfato), liberándose más o menos energía, respectivamente.
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ATP: nucleótido que
suministra la energía en el
metabolismo celular. Es la
moneda energética de la
célula.
Autótrofo: organismo capaz
de sintetizar todas las
moléculas orgánicas
necesarias, a partir de
moléculas inorgánicas
simples y de energía.
Endergónica: reacciones
que requieren energía.
Exergónicas: reacciones
que libera energía
Fermentación alcohólica:
Proceso de degradación de
compuestos orgánicos (ácido
pirúvico) en ausencia de
oxígeno, dando lugar a
etanol. Lo realizan algunas
levaduras.
Fermentación láctica:
proceso que realizan algunos
microorganismos y células
musculares en ausencia de
oxígeno, en el que el ácido
pirúvico se transforma en
ácido láctico.
Heterótrofo: aquel
organismo que se alimenta
de materia orgánica
sintetizada por otros.
Opuesto a autótrofo.
Quimiosíntesis: proceso que
realizan las bacterias
autótrofas por el que
sintetizan materia orgánica
utilizando la energía
procedente de reacciones
inorgánicas específicas, y no
de la luz solar como en el
caso de la fotosíntesis.
Autora: Rosario Planelló Carro
UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA
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La célula como entidad viva
Hechos destacables y otras curiosidades...
La vida en la tierra puede representarse como un trabajo constante y contrario de cloroplastos y
mitocondrias:
• Los cloroplastos fabrican hidratos de carbono mediante la fotosíntesis, que luego se degradan en
las mitocondrias durante las respiración celular.
• Los cloroplastos descomponen el agua y producen oxígeno en la fotosíntesis, mientras que en la
respiración celular es necesario ese O2.
Sin embargo, ambos orgánulos comparten una función esencial: sintetizar ATP en sus sistemas de
membrana internos.
Un ejercicio…
Indique las fuentes de energía que utilizan los distintos organismos autótrofos para alimentarse.
Los organismos autótrofos son capaces de sintetizar moléculas orgánicas a partir de moléculas
inorgánicas y una fuente de energía (p. ej. Solar). Es así como obtienen la glucosa que necesitan para
alimentarse y obtener energía para mantenerse vivos. Por ejemplo, las plantas sintetizan su propio
alimento a partir de agua, CO2 y energía procedente del sol, aunque también existen otro tipo de
organismos autótrofos, que utilizan energía procedente de otras reacciones químicas, para sintetizar
materia orgánica. Son los organismos autótrofos quimiosintéticos.
Los heterótrofos, no son capaces de llevar a cabo este tipo de síntesis, por lo que se alimentan de la
materia orgánica previamente sintetizada por los seres fotosintéticos.
Otro ejercicio + solución
¿Dónde tiene lugar la respiración celular? ¿Es necesaria alguna condición previa para que se
produzca?
La respiración celular es un proceso catabólico, en el que moléculas complejas son degradadas en otras
más sencillas, obteniéndose energía en forma de ATP, que las células utilizan para llevar a cabo otras
reacciones metabólicas, movimiento celular, mantenimiento de estructuras...Tiene lugar en las
mitocondrias, en presencia de oxígeno y de una molécula precursora, el acetil-CoA, que procede de la
glucólisis.
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Autora: Rosario Planelló Carro
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