1.Introducción.
En esta unidad estudiarás el metabolismo celular, que es un proceso en donde los nutrientes se transforman en energía, en ATP (adenosín trifosfato) que es la moneda energética que le permite al ser vivo realizar todas sus funciones. El ATP se compone de una base nitrogenada adenina, un azúcar que es una pentosa llamada ribosa, y de 3 grupos fosfato.
Existen 2 vías a través de las cuales los seres vivos obtienen ATP, el anabolismo y el catabolismo.
Cuando se crean moléculas grandes a partir de elementos sencillos, el proceso se llama anabolismo; un ejemplo clásico de este proceso es la fotosíntesis, en donde a partir de 6 moléculas de agua, 6 moléculas de CO2 y luz solar, se transforman en energía química llamada glucosa (C6H12O6), en 2 fases: la luminosa, llevada a cabo en los tilacoides de los cloroplastos, donde las moléculas de agua se rompen (hidrólisis) en un proceso de fotólisis, liberando así oxígeno a la atmosfera y desprendiendo ATP, que servirá para la fase oscura, la cual se lleva a cabo en los estromas de los cloroplastos, en donde se elabora el ciclo de Calvin, que es la formación de glucosa.
La quimiosíntesis es otro proceso anabólico, pero éste llevado a cabo por las bacterias en ausencias de luz, y en el cual transforman por reacciones de oxidación elementos inorgánicos, como el azufre y el nitrógeno, en compuestos orgánicos necesarios para que las bacterias obtengan los componentes necesarios. El proceso se lleva a cabo en 2 fases:
1) Síntesis de ATP y NADPH
2) Ciclo de Calvin-Benson para formar compuestos orgánicos
Por otra parte, el catabolismo es la destrucción de moléculas grandes para obtener estructuras más pequeñas. Éste es un proceso enzimático, una enzima es una proteína que tiene la función de catalizar las reacciones químicas, actuando en un sustrato específico. El catabolismo se puede llevar a cabo en presencia o ausencia de oxígeno, es decir, hay un catabolismo aerobio y un catabolismo anaerobio.
El proceso de catabolismo aerobio tiene 3 fases: la primera se lleva a cabo en el citoplasma de la célula con el rompimiento de la molécula de glucosa, por ello tiene el nombre de glucólisis, en donde se obtiene2 moléculas de ácido pirúvico y se liberan 2 moléculas de ATP; el ácido pirúvico se degrada hasta formar acetil coenzima A, para entrar a la mitocondria en donde se lleva a cabo la siguiente fase, llamada ciclo de Krebs, en donde el acetil Coa se transforma en ácido cítrico, cis- Aconitato, D- isocitrato, alfa cetoglutarato hasta llegar nuevamente a formar ácido cítrico o citrato, por cada transformación, se liberan flavoproteínas llamadas NADH y un ATP por cada ciclo. La última etapa se realiza en las crestas mitocondriales, el proceso se llama fosforilación oxidativa, y es la transferencia de electrones o cadena respiratoria, en este proceso se obtiene el mayor número de ATP (34).
El catabolismo anaerobio se genera en ausencia de oxígeno, está formado por 2 etapas: la primera se llama glucólisis, que es el rompimiento de la glucosa, en donde se liberan 2 ATP, y la siguiente etapa se llama fermentación, la cual puede ser de 2 formas: una, si se obtiene etanol y se libera dióxido de carbono, el proceso se llamará fermentación alcohólica, y la segunda, si se obtiene ácido láctico, entonces será la fermentación láctica. Este tipo de catabolismo lo llevan a cabo bacterias o un hongo llamado levadura.