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3.3 | | Energía |
Las células necesitan energía para realizar distintas funciones como moverse, fabricar y destruir moléculas, y transportar sustancias a través de la membrana celular. Independientemente de cómo las células hayan conseguido la materia orgánica, una parte de esa materia se utiliza para conseguir energía en forma de moléculas de ATP, el combustible celular; la oxidación de lamateria orgánica libera energía que se utiliza para sintetizar ATP. La respiración celular es un conjunto de reacciones que permiten a las células obtener energía de las moléculas orgánicas al combinar sus átomos de carbono e hidrógeno con el oxígeno para producir dióxido de carbono y agua. La respiración celular o respiración aerobia tiene lugar en las mitocondrias en los organismos eucariotas. Elinterior de cada mitocondria contiene una membrana interna con numerosos repliegues que reciben el nombre de crestas. En la membrana interna, las enzimas forman una línea de ensamblado donde la energía presente en la glucosa y en otros nutrientes ricos en energía es transformada en ATP. En una célula normal se forman miles de moléculas de ATP por segundo. Algunos organismos procariotas tambiénrealizan una respiración aerobia. No obstante, carecen de mitocondrias, por lo que este proceso se realiza en el citoplasma.
Algunos tipos de células, que viven en ambientes anaerobios (carecen de oxígeno), como el lodo, charcas con agua estancada o en el interior del intestino de los animales, metabolizan la glucosa de manera incompleta obteniendo menos ATP. Esta degradación incompleta recibe elnombre de fermentación.
3.4 | | Síntesis de proteínas |
Una célula típica contiene alrededor de 30.000 proteínas. Muchas de estas proteínas son enzimas necesarias para construir las moléculas principales utilizadas por las células (carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos) o para ayudar a la degradación de esas moléculas una vez que han sido utilizadas. Otras proteínas forman parte dela estructura de la célula, por ejemplo, de la membrana plasmática y de los ribosomas. En los animales, las proteínas actúan también como hormonas y anticuerpos, y funcionan como sistemas de transporte para llevar otras moléculas por todo el cuerpo. Por ejemplo, la hemoglobina es una proteína que transporta oxígeno en los glóbulos rojos sanguíneos. La demanda celular de proteínas es continua.Sin embargo, antes de poder fabricar una proteína hay que obtener, de uno o más genes, las instrucciones moleculares para lograrlo. Por ejemplo, en el ser humano un gen contiene la información para la fabricación de la proteína insulina, la hormona que las células necesitan para extraer glucosa del torrente sanguíneo, mientras que al menos dos genes contienen la información para la síntesis delcolágeno, la proteína que aporta resistencia a la piel, tendones y ligamentos. El proceso de fabricación de las proteínas comienza cuando las enzimas, en respuesta a una señal de la célula, se unen al gen que contiene el código para toda o parte de la proteína necesaria. Las enzimas transfieren el código a una molécula nueva denominada ARN mensajero, que transporta el código desde el núcleo hasta elcitoplasma. Esto permite que el código genético original permanezca seguro en el núcleo mientras el ARN mensajero envía pequeños fragmentos y piezas de información del ADN al citoplasma cuando es necesario. Dependiendo del tipo de célula, cada minuto se forman cientos o incluso miles de moléculas de ARN mensajero.
Al llegar al citoplasma, la molécula de ARN mensajero se une a un ribosoma. Elribosoma se desplaza a lo largo del ARN mensajero como un tren monorraíl sobre su vía, y se convierte en otro tipo de ARN (ARN de transferencia) que recopila y se une a los aminoácidos necesarios almacenados en el citoplasma para formar la proteína concreta o un trozo de ella. La proteína es modificada según sea necesario por el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi antes de comenzar a...