Metabolismo, Fotosíntesis y Comunicación Celular: Conceptos Clave

Metabolismo y Nutrición

1. Importancia del Metabolismo en los Seres Vivos

El metabolismo es esencial para que los organismos obtengan energía y realicen todas sus funciones vitales.

2. Tipos de Nutrición

Existen dos tipos principales de nutrición:

• Autótrofa: Los organismos producen su propio alimento, como las plantas a través de la fotosíntesis.
• Heterótrofa: Los organismos obtienen su alimento de fuentes externas, como los animales y los hongos.

Fotosíntesis

3. Definición de Fotosíntesis

La fotosíntesis es un proceso químico que se lleva a cabo en seres vivos que contienen clorofila. Permite, mediante la energía de la luz, convertir un sustrato inorgánico en materia orgánica rica en energía.

4. Fórmula General de la Fotosíntesis

La fórmula general de la fotosíntesis es la siguiente:

6CO₂ + 6H₂O + Luz → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

5. Fotosistemas II y I: Proceso Detallado

El proceso de los fotosistemas II y I se puede resumir en los siguientes pasos:

1. La molécula de agua se rompe y se libera oxígeno.
2. Los electrones del hidrógeno del H₂O son capturados por la clorofila, y los H⁺ se dirigen al estroma.
3. Los electrones saltan y son capturados por un aceptor.
4. Se produce el transporte de electrones.
5. Los electrones son capturados nuevamente por una clorofila, y la luz incide de nuevo.
6. Los electrones son capturados por otro aceptor.
7. Son transportados a través de una cadena de transporte de electrones (redox), y el NADP⁺ se transforma en NADPH.

6. Ciclo de Calvin (C3): Sustancias Necesarias

El ciclo de Calvin, también conocido como fase oscura de la fotosíntesis, requiere NADPH y ATP, que son producidos durante las fases lumínicas I y II.

7. Ciclo de Calvin: Descripción en 6 Pasos

1. Entrada de CO₂.
2. El CO₂ es capturado por una molécula de azúcar llamada ribulosa bifosfato (RuBP) con la adición de H₂O.
3. Una enzima llamada RuBisCO (ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa/oxigenasa) sintetiza el ácido 3-fosfoglicérico (APG).
4. El ATP se une al ácido 3-fosfoglicérico para formar el ácido 1,3-bisfosfoglicérico, con la liberación de H₂O.
5. El NADPH dona electrones a la molécula de ácido 1,3-bisfosfoglicérico para convertirla en gliceraldehído 3-fosfato (PGAL).
6. Parte del gliceraldehído 3-fosfato se convierte en glucosa, y otra parte en ribulosa 5-fosfato, reiniciando el ciclo.

8. Pigmentos en las Espinacas

En las espinacas se encuentran los siguientes pigmentos:

• Clorofila A
• Clorofila B
• Xantofila

9. Localización de los Fotosistemas I y II

Los fotosistemas I y II se encuentran en la membrana tilacoidal del cloroplasto.

10. Localización del Ciclo de Calvin

El ciclo de Calvin se lleva a cabo en el estroma del cloroplasto.

Comunicación Celular y Hormonas

11. Función General de las Hormonas

Las hormonas actúan como mensajeros químicos, permitiendo la comunicación entre células.

12. Célula u Órgano Blanco

Se denomina célula u órgano blanco a cualquier célula en la que una hormona se une a su receptor específico.

13. Especificidad de la Respuesta Hormonal

Solo algunas células responden a las hormonas porque la respuesta depende de la presencia de receptores específicos en las células blanco.

14. Tipos de Comunicación Celular

Existen cuatro tipos principales de comunicación celular:

• Directa: A través de uniones comunicantes entre los citoplasmas de células adyacentes.
• Paracrina: Mediante la liberación de moléculas al líquido intracelular.
• Sináptica: A través de la sinapsis entre neuronas.
• Endocrina: A través del torrente sanguíneo.

15. Diferencia entre Comunicación Directa y Paracrina

La comunicación directa se realiza a través de uniones comunicantes que conectan los citoplasmas de células adyacentes, mientras que la comunicación paracrina se produce a través de la liberación de moléculas al líquido intracelular que rodea a las células.

16. Ejemplos de Comunicación Directa

• Sales en el riñón
• Leche materna

17. Función de las Histaminas

Las histaminas participan en la respuesta inflamatoria.

18. Función de las Prostaglandinas

Las prostaglandinas están involucradas en la inflamación y la sensación de dolor.

19. Función de las Citocinas

Las citocinas son proteínas que regulan la función de las células que las producen y participan en la regulación de la respuesta inflamatoria y la comunicación del sistema inmune.

20. Origen Químico de las Hormonas Endocrinas

Las hormonas endocrinas pueden derivar de:

• Aminoácidos
• Péptidos
• Esteroides

21. Acción de las Hormonas Derivadas de Aminoácidos y Péptidos

1. La hormona se une a un receptor en la superficie de la membrana plasmática.
2. La unión de la hormona con el receptor activa una enzima que sintetiza una molécula mensajera.
3. El segundo mensajero transmite la señal de la hormona a otras moléculas, activando enzimas específicas.
4. Se inicia una cadena de reacciones químicas.

22. Acción de las Hormonas Esteroideas

1. La hormona esteroidea difunde a través de la membrana plasmática.
2. El complejo hormona-receptor se une al ADN.
3. Se estimula la transcripción del ARN mensajero (ARNm).
4. El ARNm se dirige al citoplasma y dirige la síntesis de proteínas.

23. Localización de Glándulas Endocrinas

• Hipotálamo: Cerebro
• Pineal: Cerebro
• Tiroides: Tráquea
• Timo: Pecho
• Suprarrenales: Riñones
• Páncreas: Páncreas
• Paratiroides: Garganta
• Gónadas Femeninas: Ovarios
• Gónadas Masculinas: Testículos

24. Funciones de Hormonas Específicas

• FSH (Hormona Folículo Estimulante): Estimula el crecimiento de los folículos ováricos.
• LH (Hormona Luteinizante): Induce la ovulación y la secreción de espermatozoides.
• TSH (Hormona Estimulante de la Tiroides): Estimula la glándula tiroides.
• ACTH (Hormona Adrenocorticotrópica): Estimula la corteza suprarrenal.
• PRL (Prolactina): Estimula la síntesis de leche materna.
• GH (Hormona del Crecimiento): Estimula el crecimiento y el metabolismo de las grasas.
• ADH (Hormona Antidiurética): Promueve la absorción de agua en los riñones.
• Oxitocina: Estimula la contracción de los músculos uterinos.
• Tiroxina: Aumenta el ritmo metabólico.
• Hormona Paratiroidea: Aumenta los niveles de calcio en la sangre.
• Insulina: Reduce los niveles de glucosa en la sangre.
• Glucagón: Convierte el glucógeno en glucosa.
• Testosterona: Estimula el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios masculinos.
• Estrógeno: Estimula el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios femeninos.
• Glucocorticoides: Aumentan los niveles de azúcar en la sangre.
• Timosina: Estimula la maduración de las células T del sistema inmune.
• Eritropoyetina: Estimula la síntesis de glóbulos rojos.
• Secretina y Gastrina: Controlan la secreción del jugo digestivo.
• Leptina: Regula el apetito.