Metabolismo Celular

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que ocurren en las células para obtener energía y mantener sus funciones vitales. Se divide en dos procesos principales:

Catabolismo

El catabolismo comprende las reacciones de oxidación que degradan moléculas orgánicas complejas en sustancias más simples, liberando energía que se almacena en forma de ATP. Es similar en células autótrofas y heterótrofas.

Anabolismo

El anabolismo abarca las reacciones de reducción que sintetizan moléculas orgánicas complejas a partir de sustancias simples, utilizando la energía obtenida del catabolismo o de fuentes externas como la luz.

Todas estas reacciones están catalizadas por enzimas y organizadas en rutas metabólicas.

Intermediarios Transportadores

  • Transportadores de energía: ATP, GTP, UDP, CTP.
  • Transportadores de electrones: NAD+, NADP+, FAD.
  • Coenzima A: transporta grupos acetilo.

La energía liberada se utiliza para diversas funciones celulares, como la síntesis de moléculas, el trabajo mecánico, el transporte activo y la producción de calor.

Síntesis de ATP

La síntesis de ATP puede ocurrir a nivel de sustrato o acoplada al transporte de electrones en la mitocondria (fosforilación oxidativa) o en el cloroplasto (fotofosforilación).

Reacciones REDOX

Las transferencias de energía en la célula implican un flujo de electrones. La oxidación es la pérdida de electrones, mientras que la reducción es la ganancia de electrones.

Procesos Catabólicos

Los procesos catabólicos pueden ser aerobios (con oxígeno), anaerobios estrictos (sin oxígeno) o anaerobios facultativos (pueden funcionar con o sin oxígeno).

Glucosa

La glucosa es la principal fuente de energía para las células. En organismos autótrofos, se obtiene de la fotosíntesis o de la gluconeogénesis. En organismos heterótrofos, se obtiene de los alimentos o del glucógeno almacenado.

Glucogenólisis

La glucogenólisis es la degradación del glucógeno para obtener glucosa.

Oxidación de la Glucosa

La oxidación de la glucosa ocurre en dos fases: la glucólisis, que produce ácido pirúvico, y la respiración celular o la fermentación, que oxidan el ácido pirúvico.

Glucólisis

La glucólisis es un proceso anaerobio que ocurre en el citoplasma y convierte la glucosa en ácido pirúvico, generando ATP.

Respiración Celular

La respiración celular es un proceso aerobio que ocurre en las mitocondrias y oxida completamente la glucosa a CO2 y H2O, produciendo una gran cantidad de ATP.

Fermentación

La fermentación es un proceso anaerobio que oxida parcialmente la glucosa, produciendo ATP y productos finales como ácido láctico o etanol.

Fermentación Láctica

La fermentación láctica convierte el ácido pirúvico en ácido láctico.

Fermentación Alcohólica

La fermentación alcohólica convierte el ácido pirúvico en etanol y CO2.

Ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs es una ruta metabólica que oxida el acetil-CoA, liberando energía y electrones que se utilizan para la síntesis de ATP.

Oxidación de Ácidos Grasos

La oxidación de ácidos grasos ocurre en la mitocondria y produce acetil-CoA, que se utiliza en el ciclo de Krebs.

Degradación de Aminoácidos

Los aminoácidos sobrantes se degradan para obtener energía o se utilizan para la síntesis de otros compuestos.

Anabolismo

El anabolismo incluye las rutas metabólicas que sintetizan moléculas complejas a partir de moléculas simples.

Fotosíntesis

La fotosíntesis es un proceso autótrofo que utiliza la energía luminosa para sintetizar glucosa a partir de CO2 y H2O.

Quimiosíntesis

La quimiosíntesis es un proceso autótrofo que utiliza la energía química de la oxidación de compuestos inorgánicos para sintetizar moléculas orgánicas.

Ciclo Celular

El ciclo celular es la secuencia de eventos que ocurren desde que una célula se forma hasta que se divide en dos células hijas.

Interfase

La interfase es la fase de crecimiento y preparación para la división celular. Se divide en las fases G1, S y G2.

Mitosis

La mitosis es la división del núcleo celular, que produce dos núcleos hijos idénticos.

Meiosis

La meiosis es un tipo especial de división celular que produce células haploides (gametos) con la mitad del número de cromosomas.

Ciclos Biológicos

Los ciclos biológicos describen la alternancia de generaciones haploides y diploides en los organismos.

Apoptosis

La apoptosis es la muerte celular programada, un proceso normal que elimina células dañadas o innecesarias.