Biología Celular
Las células se consideran un sistema abierto donde se intercambia materia y energía; es la mínima porción de materia viva. Está formada por un núcleo que en su interior contiene la matriz, donde se dispone el material genético.
El nucléolo es el cuerpo que más se destaca; su función es formar ribosomas, los cuales sintetizan proteínas.
Transporte de Sustancias
El pasaje de sustancias se realiza a través de la membrana plasmática, dependiendo de su tamaño y estructura. Existen dos tipos de transporte:
- Activo: requiere gasto de energía.
- Pasivo: no requiere gasto de energía (incluye la difusión).
Mecanismos de Transporte Activo
- Endocitosis: proceso donde la membrana plasmática de la célula se invagina, tomando nutrientes del espacio intercelular y formando una vesícula que se transporta hacia el interior para realizar sus funciones vitales.
- Exocitosis: una vez que la célula utiliza los nutrientes, los restos son llevados a la membrana plasmática, la cual se abre y libera suavemente el contenido al espacio intercelular.
Soluciones y Concentración
Dependiendo de la cantidad de soluto y solvente, una solución puede ser:
- Isotónica: misma cantidad de soluto que de solvente.
- Hipotónica: menor cantidad de soluto y más solvente.
- Hipertónica: más soluto que solvente.
Metabolismo Celular
Anabolismo
Es el conjunto de reacciones químicas en las que se utilizan sustancias más sencillas con aporte de energía. En estas reacciones, la energía queda almacenada en los enlaces de los átomos que constituyen las moléculas. A este proceso se lo denomina reacción endergónica (ej. respiración celular y fermentación).
Catabolismo
Son las reacciones químicas en las que se degradan moléculas de estructura compleja en otras de composición más sencilla. En estas reacciones se libera la energía contenida en los enlaces químicos, por lo que reciben el nombre de reacciones exergónicas (ej. fotosíntesis).
Tipos de Células
- Procariotas: unicelulares, un solo cromosoma, células simples con material genético hereditario.
- Eucariotas: pluricelulares, complejas, múltiples cromosomas.
ATP y Enzimas
El ATP (adenosín trifosfato) es un nucleótido formado por una base nitrogenada (adenina), un azúcar (ribosa) y tres grupos de fosfato. Es la sustancia encargada de recibir y entregar energía cuando se necesita.
Las enzimas son catalizadores biológicos que disminuyen la energía de activación necesaria para que una reacción se produzca, permitiendo que ocurran a gran velocidad. Tienen tres etapas:
- La enzima reconoce el sustrato y se fija en el sitio activo, formando el complejo enzima-sustrato.
- Se produce la reacción química, dando lugar a los productos.
- La enzima se libera del producto, manteniendo su estructura intacta para ser reutilizada.
Degradación de Glucosa y Respiración Celular
La glucosa es un monosacárido de 6 carbonos y la principal fuente de energía de la célula. Al ingresar, es degradada hasta formar dióxido de carbono.
Fórmula: C₆H₁₂O₆ → C₃H₁₂O₃ + C₃H₁₂O₃ + ATP
Etapas de la Respiración Celular
- Glucólisis: ocurre en el citosol. Se degrada una molécula de glucosa en dos moléculas de 3 carbonos (ácido pirúvico). Se forma ATP.
- Ciclo de Krebs: se realiza en la matriz mitocondrial. La molécula de 2 carbonos se combina con una sustancia de 4 carbonos para formar ácido cítrico de 6 carbonos.
- Cadena Respiratoria: serie de transportadores de electrones en la membrana interna mitocondrial que producen ATP.
Fotosíntesis
Proceso anabólico esencial para organismos autótrofos. Utilizan energía lumínica, agua y dióxido de carbono para fabricar alimento y liberar oxígeno.
Fórmula: 6H₂O + 6CO₂ → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
Fases
- Fase Fotoquímica (Luminosa): requiere luz. Provoca la ruptura de la molécula de agua y la excitación de la clorofila, liberando electrones.
- Fase Bioquímica (Oscura): se produce en presencia o ausencia de luz.