Fisiologia Celular

Colegio Santa María de Yermo

2.-FISIOLOGÍA CELULAR

METABOLISMO CELULAR Metabolismo. Conjunto de reacciones químicas que se dan en un organismo vivo. Se pueden clasificar en dos grandes grupos. Catabolismo: Reacciones degradativas en las que se obtienen moléculas sencillas a partir de moléculas complejas, y cuya finalidad es la obtención de energía. Anabolismo: reacciones constructivas enlas que se obtienen moléculas complejas a partir de otras más sencillas. Cuando una ruta metabólica participa tanto en el catabolismo como en el anabolismo se denomina anfibólica. Ej.: ciclo de Krebs. Clasificación de los organismos en relación con los tipos de metabolismo.
Tipo de metabolismo Fuente de materia fuente de energía Organismos que lo realizan

Fotoautótrofo o fotosintéticoQuimioautótrofo o quimiosintético Quimioheterótrofo

Materia inorgánica Materia inorgánica

luz Reacciones químicas exotérmicas Reacciones químicas exotérmicas

Plantas, algas y bacterias Bacterias

Materia orgánica

Animales, protozoos, hongos, bacterias

Reacciones de óxido-reducción en el metabolismo celular. Muchas reacciones metabólicas son de tipo oxidación-reducción. Una oxidación secaracteriza por una pérdida de electrones acompañada en muchas ocasiones de una pérdida de átomos de hidrógeno. El compuesto que se oxida cede los átomos de hidrógeno a unas moléculas denominadas transportadores de hidrógeno (nucleótidos como el NAD+, NADP+ o el FAD). Posteriormente estos lo cederán al compuesto que se reduce. Las moléculas según van sufriendo oxidaciones consecutivas, van disminuyendosu contenido energético. Esta energía que se va perdiendo es utilizada por la célula en la formación de enlaces fosfato de alta energía presentes en la molécula de ATP. Función de los coenzimas NAD+, NADP+, FMN y FAD en el metabolismo. Los coenzimas de enzimas deshidrogenasas anteriores pueden presentarse en forma oxidada o reducida según el siguiente cuadro:

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Colegio Santa María de YermoForma oxidada Ruta en la que se obtiene Forma reducida Ruta en la que se obtiene

NAD+

Cadena transporte electrones

de de

NADH + H+

NADP+ FMN FAD

Ciclo de Calvin

NADPH + H+ FMNH2 FADH2

Glucólisis, descarboxilación oxidativa, Ciclo de Krebs, betaoxidación, desaminación oxidativa de los aminoácidos. Fase luminosa de la fotosíntesis Ciclo de Krebs, beta-oxidación

Cadenatrasnporte electrones

de de

Función del ATP en el metabolismo celular. La molécula de Adenosín trifosfato (ATP) está formada por tres fosfatos unidos entre sí por enlaces de alta energía, una ribosa y la base nitrogenada adenina, según la representación esquemática de la figura 6.6 de la página 82 de libro de texto. Cuando la célula necesita energía se rompen los enlaces de alta energía de lasiguiente forma: ATP ADP ADP + P + energía AMP + P + energía

Para acumular energía en la célula, las reacciones anteriores se realizan de forma inversa. Hay dos mecanismos de obtención de ATP:  Fosforilación a nivel de sustrato (Ej.: glucólisis, ciclo de Krebs): se aprovecha directamente la energía desprendida al romperse una molécula. Fosforilación oxidativa (Ej.: cadena de transporte deelectrones de la respiración aerobia, fotosíntesis. En el caso de la fotosíntesis se denomina fotofosforilación): se realiza a través de enzimas ATPsintetasas y está asociada a gradientes quimiosmóticos. En las células eucariotas tiene lugar en las mitocondrias y en los cloroplastos en el caso de la fotofosforilación. CATABOLISMO Catabolismo de los glúcidos. Se puede realizar de dos formas distintas:

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Colegio Santa María de Yermo  Fermentación: Oxidación incompleta de los compuestos orgánicos en la que el aceptor final de los electrones es otro compuesto orgánico. El ATP se forma por fosforilación a nivel de sustrato, no se produce por tanto la cadena respiratoria. Tiene lugar en el citoplasma. Respiración aerobia: proceso de oxidación completa de los compuestos orgánicos en...