Ciclo de Krebs y Fotosíntesis: Procesos Metabólicos Esenciales

Ciclo de Krebs: Definición y Función

El ciclo de Krebs, también conocido como ciclo del ácido cítrico, es un conjunto cíclico de reacciones que produce la oxidación completa del acetil-CoA hasta CO₂. Forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas. En las células eucariotas, se realiza en la matriz mitocondrial, mientras que en las procariotas se lleva a cabo en el citoplasma.

En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica que realiza la oxidación de glúcidos y ácidos grasos hasta producir CO₂, liberando energía en forma de poder reductor. En una vuelta completa del ciclo, se obtienen:

• 3 moléculas de NADH
• 1 molécula de FADH₂
• 1 molécula de GTP
• 2 moléculas de CO₂

Fotosíntesis: Proceso Anabólico Fundamental

La fotosíntesis es un proceso anabólico mediante el cual las plantas, algas y algunas bacterias captan la energía de la luz solar y la transforman en energía química, almacenada en forma de ATP y NADPH. Estas moléculas se utilizarán posteriormente para sintetizar moléculas orgánicas a partir de moléculas inorgánicas, utilizando la energía lumínica. Para ello, se necesitan moléculas fotorreceptoras y un donador de H⁺ y electrones (e^-), que puede ser el agua (fotosíntesis oxigénica) o el H₂S (fotosíntesis anoxigénica).

Fases de la Fotosíntesis

La fotosíntesis se realiza en dos etapas: la fase lumínica y la fase oscura.

Fase Lumínica

La fase lumínica ocurre en las membranas de los tilacoides, dentro de los cloroplastos. En esta fase se producen tres procesos principales:

1. Captación de energía lumínica: Los pigmentos fotosintéticos, como las clorofilas y los carotenoides, absorben la luz solar.
2. Transporte electrónico dependiente de la luz: Los electrones excitados por la luz fluyen a través de una cadena de transporte de electrones. El aceptor final de electrones puede ser el NADP⁺, generando poder reductor en forma de NADPH, o el propio centro de reacción, en cuyo caso no se produce NADPH.
3. Síntesis de ATP: La energía liberada durante el transporte de electrones se utiliza para bombear protones (H⁺) desde el estroma hacia el espacio interior del tilacoide. Esto genera un gradiente electroquímico que impulsa la fosforilación del ADP, produciendo ATP.

Fase Oscura (Ciclo de Calvin)

En la fase oscura, que ocurre en el estroma del cloroplasto, se utilizan el NADPH y el ATP generados en la fase lumínica para catalizar la transformación de CO₂ en compuestos orgánicos sencillos, mediante el ciclo de Calvin. Este ciclo consta de tres fases:

1. Fijación del CO₂: El CO₂ se une a la ribulosa-1,5-bisfosfato (RuBP), una molécula de cinco carbonos.
2. Reducción del átomo de carbono: El carbono fijado se reduce utilizando el NADPH y el ATP.
3. Regeneración de la ribulosa-1,5-bisfosfato: Parte del carbono reducido se utiliza para regenerar la RuBP, permitiendo que el ciclo continúe.

Para obtener una molécula de glucosa a partir de CO₂, se necesitan 12 moléculas de NADPH y 18 moléculas de ATP. La síntesis de compuestos nitrogenados requiere la formación previa del esqueleto carbonado y la posterior incorporación del grupo amino.