Respiracion celular

Curso de Actualización Biología I

Procesos Biológicos: Respiración Celular


Obtención y uso de Energía

Una célula viva está en continua actividad; constantemente entran y salen compuestos, fluyen instrucciones genéticas del núcleo al citoplasma donde las proteínas y otras substancias son sintetizadas o degradadas. Para mantener tales niveles de actividad las células necesitanenergía.



Energía Potencial y Energía Cinética

La energía es la capacidad de producir un trabajo; es decir, la capacidad de mover o cambiar algo y se presenta en dos estados generales: energía potencial y energía cinética. La energía potencial es la energía almacenada; tiene la capacidad de producir un trabajo si se le permite. La energía cinética (energía en movimiento) es laenergía utilizada en el desarrollo de un trabajo. El glucógeno almacenado en los músculos y en los hepatocitos, por ejemplo, contiene abundante energía potencial. Cuando éste se rompe y metaboliza, la energía se presenta como energía cinética y se utiliza para contraer músculos, mover fluidos a través de tractos y vasos, producir calor corporal y muchas otras actividades.



Primera y SegundaLey de la Termodinámica

Mucho de lo que se sabe sobre la energía se sintetiza en dos leyes básicas de la naturaleza –las leyes de la termodinámica:
• Primera ley de la termodinámica: ley de la conservación de la energía. “La energía no se crea, ni se destruye, sólo se transforma”.
• Segunda ley de la termodinámica: afirma que el grado de desorden del universo (o decualquier sistema aislado) sólo puede aumentar.
Las células han de obedecer las leyes de la física y de la química. Por lo que también transforman energía y contribuyen a la entropía del sistema en el que se encuentran. Como acabamos de ver, la segunda ley de la termodinámica afirma que la cantidad de orden del universo (es decir, de la célula más su entorno) siempre debe disminuir. Porconsiguiente, el aumento de orden dentro de la célula viva ha de ir acompañado de un aumento aún mayor de desorden en el ambiente de la célula. La generación de orden en el interior de las células se produce a expensas de la degradación de combustible energético.



Acoplamiento

El calor es energía en su forma más desordenada y la célula cede calor al medio mediante reacciones queordenan las moléculas que la célula contiene. Es importante precisar que la célula no consigue nada produciendo calor a menos que las reacciones productoras de calor estén asociadas con los procesos que generan orden molecular en la célula. Se dice que las reacciones asociadas de esta forma están acopladas. La diferencia entre una reacción acoplada y una no acoplada se ilustra mediante unaanalogía mecánica donde una reacción química energéticamente favorable se representa por las rocas que caen desde un acantilado. Normalmente la energía cinética de las rocas que caen se desperdiciaría completamente en forma del calor generado cuando chocan contra el suelo, pero mediante un dispositivo parte de la energía cinética podría ser utilizada para accionar una rueda de palas que eleva un cubode agua. Puesto que las rocas sólo pueden llegar al suelo accionando la rueda de palas, decimos que la reacción espontánea de la caída de las rocas ha sido acoplada directamente a la reacción no espontánea de elevación del cubo de agua. Dado que ahora parte de la energía se utiliza para realizar un trabajo, las rocas llegan al suelo con una velocidad menor que cuando no existía el dispositivoy se pierde menos energía en forma de calor.
En las células las enzimas desempeñan el papel de la reda de palas de nuestra analogía, y acoplan la combustión espontánea de los alimentos a reacciones que generan el ATP. El ATP actúa como dador conveniente y versátil de energía, impulsando muchas reacciones químicas diferentes necesarias para la célula (Ver figura en diapositiva 3)....