Metabolismo Celular

La energía liberada en las reacciones redox de la cadena no se emplea directamente en la formación de enlaces fosfato, sino que se utiliza primero en realizar un transporte activo de protones desde la matriz hasta el espacio intermembranoso. Por lo que en este lugar se acumulan protones que crean una diferencia de cargas eléctricas y de pH, dando lugar a la generación de un potencial electroquímico. Por ello, los protones tienden a volver a la matriz a través de cualquier canal que lo permita.

4.3.2.4. Balance Energético Global

• La glucólisis rinde 2 moléculas de ATP y dos moléculas de NADH que, cuando entren en la cadena transportadora de electrones, producirán 2 o 3 moléculas de ATP cada una, por lo que se obtienen 6 u 8 moléculas de ATP.
• La conversión de pirúvico en acetil-CoA rinde dos moléculas de NADH a partir de las cuales se obtienen 3 moléculas de ATP, quedando así 6 moléculas de ATP.
• En el ciclo de Krebs se forman 2 GTP, 6 NADH y 2 FADH2, por lo que se obtienen 24 ATP.

4.3.2.5. Beta-Oxidación de los Ácidos Grasos

Cuando la célula necesita un aporte energético, degrada los triglicéridos por medio de unas enzimas llamadas lipasas, separando las glicérinas de los ácidos grasos que serán degradados a acetil-CoA mediante una ruta metabólica denominada beta-oxidación, que tiene lugar en la matriz mitocondrial. Se trata de un proceso cíclico de manera que en cada vuelta se crea una molécula de acetil-CoA.

4.3.2.6. Transaminación y Desaminación

Los aminoácidos pueden usarse como fuente de energía. Las proteínas deben primero hidrolizarse a aminoácidos. Luego, se produce la degradación de los aminoácidos. Estas reacciones son:

• Transaminación: El aminoácido cede el grupo amino a un cetoácido, quedándose convertido en un cetoácido que se incorpora al ciclo de Krebs.
• Desaminación oxidativa: En ella se pierde el grupo amino en forma de amoniaco. El amoniaco se elimina o se convierte en urea, que se elimina por varias vías.

4.4. Fermentaciones

4.4.1. Introducción

Son procesos catabólicos que se producen en condiciones anaerobias, por lo que el último aceptor del hidrógeno es una molécula orgánica sencilla. El rendimiento energético es escaso y no existe cadena respiratoria. En un mismo organismo pluricelular pueden darse tanto anaerobias como aerobias. Es en levaduras y bacterias donde encontramos una gran variedad de rutas fermentativas.

4.4.2. Tipos de Fermentación

Las fermentaciones se distinguen según la naturaleza del sustrato y la de los productos finales. Las más comunes utilizan como sustrato la glucosa, por lo que la primera etapa del proceso es la glucólisis. Luego, el ácido pirúvico será transformado en distintos productos finales.

4.4.2.1. Fermentación Láctica

Degradación anaerobia de la glucosa a lactato, produciendo 2 ATP y regenerándose el NAD+ consumido en la glucólisis. La realizan bacterias y se usan para fabricar derivados lácteos. También realizan este proceso las células musculares de los vertebrados con el objetivo de obtener energía.

4.4.2.2. Fermentación Alcohólica

Degradación anaerobia de la glucosa a etanol. Es originada por levaduras y es utilizada para fabricar distintas bebidas alcohólicas como la cerveza o el whisky. También se utiliza para hacer el pan.

4.4.2.3. Otras Fermentaciones

• Fermentación acética: Bacterias oxidan el etanol. Así se transforma el vino en vinagre.
• Fermentación pútrida: El sustrato está constituido por aminoácidos, proteínas, etc., y tienen un mal olor característico. La realizan las bacterias y los hongos.

F. Anabolismo

1. Introducción

Realiza la síntesis de biomoléculas. Las células autótrofas son capaces de sintetizar moléculas orgánicas sencillas partiendo de sustancias inorgánicas utilizando energía. Se produce así la fotosíntesis y la quimiosíntesis. Luego, mediante un anabolismo heterótrofo, estas células obtienen moléculas complejas a través de las sencillas, empleando para ello la energía del ATP. Las principales rutas anabólicas son:

• Anabolismo autótrofo: fotosíntesis o quimiosíntesis.
• Anabolismo heterótrofo: gluconeogénesis, síntesis de ácidos grasos y de aminoácidos.

2. Anabolismo Autótrofo

Necesita de una fuente lumínica o de reacciones químicas para hacer su función.

2.1. Fotosíntesis

2.1.1. Introducción

Es el proceso por el cual la materia inorgánica se transforma en orgánica y la energía luminosa absorbida se transforma en energía química que queda almacenada en las sustancias orgánicas obtenidas. Existe una fotosíntesis sin desprendimiento de oxígeno que la realizan las bacterias y otra con desprendimiento de oxígeno que la realizan las plantas y tiene como ecuación:

6CO2 + 6H2O + ENERGÍA LUMINOSA → C6H12O6 + 6O2

Y se lleva a cabo en 2 fases.

2.1.2. Fase Luminosa

2.1.2.1. Introducción

Está en las membranas tilacoides de los cloroplastos, donde están los pigmentos. En ella se producen dos procesos:

• Fotólisis del agua: La luz rompe la molécula de agua en sus dos componentes, el oxígeno sale a la atmósfera y el hidrógeno es retenido como protones y electrones.
• Fotofosforilación: La energía libre da la luz.