ATP, Metabolismo y Transporte Celular: Fundamentos de la Bioenergética

Metabolismo Celular: Reacciones Exergónicas y Endergónicas

El metabolismo celular se clasifica en dos grandes tipos de reacciones:

• Reacciones Exergónicas (Catabolismo): Son aquellas que liberan energía para el trabajo celular a partir del potencial de degradación de los nutrientes orgánicos.
• Reacciones Endergónicas (Anabolismo): Son aquellas que absorben energía aplicada al funcionamiento de la célula, produciendo nuevos componentes.

El Trifosfato de Adenosina (ATP): Moneda Energética Celular

El ATP es un nucleótido fundamental en la obtención de energía celular. Está formado por una base nitrogenada (adenina) unida al carbono 1 de un azúcar de tipo pentosa, la ribosa, que en su carbono 5 tiene enlazados tres grupos fosfato.

Ejemplos de Reacciones Metabólicas

Reacciones Endergónicas (Anabólicas)

• Fotosíntesis.
• División celular (Mitosis y Meiosis).
• Síntesis de Proteínas.

Reacciones Exergónicas (Catabólicas)

• Fotólisis del agua.
• Respiración celular aerobia (glucólisis, ciclo de Krebs, fosforilación oxidativa).
• Senescencia o envejecimiento celular.

Funciones del ATP en la Célula

¿De qué forma la célula utiliza el ATP?

1. Para sintetizar moléculas de mayor complejidad (procesos anabólicos).
2. Para realizar un trabajo mecánico, como en la ciclosis o corriente citoplasmática, en la división celular o en la contracción de las fibras musculares.
3. Para mantener los potenciales de membrana, como en la sinapsis o transmisión del impulso nervioso.
4. Para generar energía radiante, como en la Bioluminiscencia, o para generar descargas eléctricas, como en los peces eléctricos.
5. En la secreción celular, utilizado por los Dictiosomas del Complejo de Golgi.
6. Para producir transporte activo en contra de un gradiente de concentración a nivel de las proteínas transportadoras de la membrana plasmática llamadas carriers.

Transporte a Través de la Membrana Plasmática

Transporte Activo

El transporte activo es un proceso de intercambio de sustancias a través de la membrana plasmática. Se realiza con gasto de energía (requiere ATP) y en contra de un gradiente de concentración, es decir, desde un medio con menor concentración hacia otro con mayor concentración. Las proteínas transportadoras que intervienen en el transporte de moléculas requieren de un aporte energético, en forma de ATP.

Transporte Pasivo

El transporte pasivo es un proceso de transporte de sustancias que se realiza en forma espontánea, sin gasto de energía y a favor del gradiente de concentración, es decir, desde un medio donde las moléculas se hallan más concentradas hacia un medio donde su concentración es menor.

Tipos de Transporte Pasivo

Ósmosis

Es el paso de agua a través de la membrana plasmática. El flujo de agua se realiza desde un medio con menor concentración de solutos hacia un medio con mayor concentración de solutos.

Difusión

La difusión es el intercambio de sustancias de un sitio de mayor concentración a otro de menor concentración, mediante el cual la célula mantiene su integridad estructural y funcional.

Diálisis

La diálisis es el proceso de separar las moléculas en una solución basándose en la diferencia en sus índices de difusión o presión osmótica a través de una membrana semipermeable.