Metabolismo celular: catabolismo, redox y síntesis de ATP
Resumen
El documento explica el metabolismo celular como el conjunto de reacciones de anabolismo y catabolismo, y se centra en el catabolismo. Describe sus finalidades, los procesos de oxidación-reducción y los dos mecanismos de síntesis de ATP. También compara la respiración con la fermentación.
Puntos clave
- El metabolismo se divide en anabolismo (construcción de compuestos complejos) y catabolismo (degradación de moléculas).
- Las rutas catabólicas obtienen energía para formar ATP, poder reductor (NADH y FADH2) y precursores metabólicos.
- Las reacciones catabólicas son de oxidación-reducción: una molécula pierde electrones y protones, que capta otra, liberando energía.
- El ATP se sintetiza por fosforilación oxidativa, con la ATP sintetasa, y por fosforilación a nivel de sustrato.
- La respiración oxida completamente la molécula, usa un aceptor final inorgánico y se realiza en las mitocondrias.
- La fermentación oxida incompletamente la molécula, usa un aceptor final orgánico, ocurre en el citoplasma y tiene menor rendimiento energético.
Introducción al Metabolismo
El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en un ser vivo. Este se divide en dos grandes procesos:
- Anabolismo: Reacciones constructivas que originan compuestos complejos partiendo de otros más sencillos.
- Catabolismo: Reacciones degradativas donde se rompen las moléculas grandes y/o complejas en otras más sencillas.
Finalidades del Catabolismo
Los objetivos principales de las rutas catabólicas son:
- Conseguir energía, que se emplea para formar ATP.
- Obtener poder reductor (en forma de coenzimas NADH y FADH2), para su utilización en procesos anabólicos.
- Producir precursores metabólicos para las biosíntesis de diversos compuestos biológicos.
Procesos de Oxidación-Reducción
Las reacciones catabólicas son reacciones de oxidación-reducción (redox). En ellas, una biomolécula orgánica pierde electrones (e-) y protones (H+), que son captados por otra molécula. La molécula que los pierde queda, por tanto, oxidada y la molécula aceptora se reduce. En el proceso se libera energía. Existen dos formas de llevar a cabo los procesos catabólicos: la respiración y la fermentación.
Mecanismos de Síntesis de ATP
La energía liberada en los procesos de oxidorreducción se emplea para sintetizar ATP. Esta síntesis de ATP se consigue de dos maneras:
- Fosforilación oxidativa: Los electrones liberados en las oxidaciones se dirigen hacia un sistema transportador y se genera energía, que la enzima ATP sintetasa utiliza para unir un grupo fosfato al ADP.
- Fosforilación a nivel de sustrato: Es un proceso más simple; una molécula que posee un grupo fosfato de alta energía lo cede al ADP en una única reacción química.
Tipos de Catabolismo: Respiración y Fermentación
La Respiración
Es la oxidación completa de la molécula orgánica que se va a catabolizar y se caracteriza por:
- El aceptor final de electrones es una molécula inorgánica.
- Se realiza en las mitocondrias en las células eucariotas.
- Produce un mayor rendimiento energético.
La Fermentación
Es la oxidación incompleta de la molécula orgánica que se cataboliza y se caracteriza por:
- El aceptor final de electrones es una molécula orgánica.
- Se lleva a cabo en el citoplasma.
- Tiene un menor rendimiento energético.
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PDF Word HTMLPreguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre anabolismo y catabolismo?
El anabolismo son reacciones constructivas que originan compuestos complejos a partir de otros más sencillos. El catabolismo son reacciones degradativas que rompen moléculas grandes o complejas en otras más sencillas.
¿Cuál es la diferencia entre respiración y fermentación?
La respiración es una oxidación completa, con un aceptor final de electrones inorgánico, se realiza en las mitocondrias y tiene mayor rendimiento energético. La fermentación es una oxidación incompleta, con un aceptor final orgánico, se lleva a cabo en el citoplasma y tiene menor rendimiento energético.
¿Cómo se sintetiza el ATP en las células?
Se sintetiza por fosforilación oxidativa, en la que la energía de los electrones transportados permite a la ATP sintetasa unir un fosfato al ADP, y por fosforilación a nivel de sustrato, en la que una molécula con fosfato de alta energía lo cede al ADP en una sola reacción.
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