Metabolismo Energético Celular: Fotosíntesis, Respiración y Fermentación en Organismos Vivos

Principales Procesos Energéticos de los Seres Vivos

Los procesos energéticos que ocurren en los seres vivos pueden ser clasificados de la siguiente manera:

1. Procesos de Síntesis de Compuestos Orgánicos

Estos procesos implican la formación de compuestos orgánicos a partir de sustancias más simples, como el H₂O y el CO₂. Los principales son:

Fotosíntesis

Es el proceso en el cual la energía necesaria para la síntesis de un compuesto orgánico proviene de la luz.

Quimiosíntesis

Es cuando la energía necesaria para la reducción de dióxido de carbono a un compuesto orgánico proviene de la oxidación de sustancias inorgánicas.

2. Procesos de Liberación de Energía

Los procesos de liberación de energía contenida en las moléculas orgánicas incluyen la respiración aeróbica y la respiración anaeróbica.

Respiración Aeróbica

Ocurre cuando el aceptor final del hidrógeno producido por las oxidaciones de las moléculas orgánicas es el oxígeno.

Respiración Anaeróbica

Ocurre cuando el aceptor final del hidrógeno producido por las oxidaciones de las moléculas orgánicas es una sustancia inorgánica diferente del oxígeno.

¿Qué es la Fermentación?

Es un proceso metabólico que realizan los microorganismos. Comprende un conjunto de reacciones enzimáticas a través de las cuales una molécula orgánica es degradada a moléculas orgánicas más simples con liberación de energía.

Principales Tipos de Fermentación

• Fermentación Láctica: Este tipo de fermentación ocurre en los tejidos animales, en ciertos protistas, hongos y bacterias. El producto final es el ácido láctico. El ácido láctico puede ser un veneno celular cuando se acumula en las células musculares, produciendo síntomas asociados con la fatiga muscular.
• Fermentación Alcohólica: Ocurre en los tejidos de las plantas superiores, levaduras, en algunos hongos y en pocas bacterias. En este tipo de fermentación, el azúcar es degradado a ácido pirúvico, que enseguida es transformado en etanol y CO₂. El ser humano utiliza este tipo de fermentación en la fabricación de bebidas alcohólicas y el alcohol comercial.
• Fermentación Acética: En esta fermentación intervienen las bacterias del género Acetobacter. Consiste en la transformación de etanol en ácido acético. Esta reacción se produce por un proceso de oxidación en presencia de oxígeno.

La Fermentación como Proceso Metabólico General

Es un proceso que ocurre cuando la glucosa se desdobla por vía enzimática en compuestos más simples sin la intervención de oxígeno molecular.

La Fotosíntesis

Se define como el proceso en el que "foto" significa luz, mientras "síntesis" significa construcción de una sustancia compleja a partir de sustancias más simples. Las sustancias más simples son: el dióxido de carbono (CO₂) y el agua (H₂O).

Tipos de Clorofila

Existen cuatro tipos principales de clorofila. La forma más común e importante para la fotosíntesis es la clorofila a. Para la formación de la clorofila es necesaria la presencia de pequeñas cantidades de otro elemento mineral: el hierro. Si bien las moléculas de hierro no entran en su estructura, la clorofila puede favorecer la fotosíntesis, absorbiendo energía solar para transferirla a la clorofila a, al igual que otros pigmentos presentes en los cloroplastos, como las xantofilas.

Los cloroplastos, incluso separados de la célula, conservan la capacidad fotosintética. Por consiguiente, la fotosíntesis ocurre solo en una célula vegetal viva o, al menos, en los cloroplastos.

Además de la clorofila, los cloroplastos contienen también algunas enzimas consideradas esenciales como catalizadores en la secuencia de reacciones que tienen lugar en la fotosíntesis.

Fases de la Fotosíntesis

Las reacciones que tienen lugar durante esta fase de la fotosíntesis incluyen:

1. Fijación de Dióxido de Carbono

Es cuando el dióxido de carbono (CO₂) llega y se une a un compuesto contenido en los cloroplastos, constituido por un azúcar de 5 átomos de carbono y por dos grupos fosfóricos, el cual es la ribulosa-1,5-bifosfato (RuBP). La RuBP se puede considerar, por lo tanto, un aceptor del dióxido de carbono. El producto de esta reacción es un azúcar de 6 átomos de carbono muy inestable que generalmente se divide en dos moléculas de ácido 3-fosfoglicérico (3-PGA), y este compuesto es uno de los primeros productos estables de la fotosíntesis.

Factores que Inciden en la Fotosíntesis

• La luz solar
• El efecto de la temperatura
• El efecto de la concentración de dióxido de carbono (CO₂)