caracteristicas
En estos procesos se produce energía. Una parte de esta energía no es utilizada directamente por las células, sino que se almacena formando unas moléculas especiales. Estas moléculas contienen mucha energía y se utilizan cuando el organismo las necesita. En el catabolismo se produce, por ejemplo, la energía que tus células musculares utilizan para contraerse, la que se emplea para mantener la temperatura de tu cuerpo, o la que se consume en los procesos anabólicos.
La respiración celular o respiración interna es el conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente, por oxidación, hasta convertirse en sustancias inorgánicas, proceso que proporciona energía aprovechable por la célula (principalmente en forma de ATP).
Vía aerobia de la respiración celular
La vía aerobia consiste en dos grupos de reacciones: el ciclo de Krebs, al que se incorpora una molécula de acetil-CoA proveniente del piruvato de la glucólisis; y la cadena de transporte de electrones, que va a servir para sintetizar ATP en un proceso de fosforilación oxidativa.
Antes de comenzar la vía aerobia el piruvato resultante de la glucólisis se tiene que transformar en acetil-CoA mediante una descarboxilación oxidativa.
glucolisis
glucolisis
La glucólisis o glicólisis (del griego glycos, azúcar y lysis, ruptura), es la vía metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para la célula. Consiste en 10 reacciones enzimáticas consecutivas que convierten a la glucosa en dos moléculas de piruvato, el cual es capaz de seguir otras vías metabólicas y así continuar entregando energía al organismo.1
Durante la glucólisis se obtiene un rendimiento neto de dos moléculas de ATP ; el ATP puede ser usado como fuente de energía para realizar trabajo metabólico, mientras que el NADH puede tener diferentes destinos. Puede usarse como fuente de poder reductor en reacciones anabólicas; si hay oxígeno, puede oxidarse en la cadena respiratoria, obteniéndose 5 ATP (2.5 por cada NADH); si no hay dioxígeno, se usa para reducir el piruvato a lactato (fermentación láctica), o a CO2 y etanol (fermentación alcohólica), sin obtención adicional de energía.
La glucólisis es la forma más rápida de conseguir energía para una célula y, en el metabolismo de carbohidratos, generalmente es la primera vía a la cual se recurre. Se encuentra estructurada en 10 reacciones enzimáticas que permiten la transformación de una molécula de glucosa a dos moléculas de piruvato mediante un proceso catabólico.
Descarboxilación oxidativa del piruvato
El piruvato pasa al interior de la mitocondria, donde, mediante una reacción irreversible, se une a un coenzima y sufre una descarboxilación(pérdida de CO2) y una oxidación, formándose: CO2, NADH y acetil-CoA.
El NADH liberará su poder reductor en la cadena respiratoria, mientras que el acetil-CoA entrará en el ciclo de Krebs.
Este proceso aerobio también conocido como ciclo del ácido cítrico se lleva a cabo en las mitocondrias de las células eucariotas o en el citoplasma de las procariotas y consiste en una secuencia cíclica de diez reacciones químicas catalizadas por enzimas que degrada el Acetil-CoA para producir GTP, NADH y FADH2. Estas dos últimas moléculas podrán continuar su proceso metabólico en la cadena de transporte de electrones para producir ATP
La cadena respiratoria
Los transportadores de electrones NADH y FADH2, originados fundamentalmente en el ciclo de Krebs, pero también en otros procesos catabólicos, albergan el poder reductor que les confieren los electrones “energéticos” que transportan.
Esa energía será liberada, poco a poco, a lo largo de la cadena respiratoria que tiene lugar en las crestas y en la membrana mitocondrial interna.
Esa energía será liberada, poco a poco, a lo largo de la cadena respiratoria que tiene lugar en las crestas y en la membrana mitocondrial interna.
El ciclo de Calvin' (también conocido como ciclo de Calvin-Benson o ciclo de la fijación del carbono de la fotosíntesis) consiste en una serie de procesos bioquímicos que se realizan en el estroma de los cloroplastos de los organismos fotosintéticos.
Las reacciones del ciclo de Calvin pertenecen a la llamada fase independiente de la luz, que se encarga de fijar el CO2, incorporándolo a la materia orgánica del individuo en forma de glucosa mediante la enzima RuBisCo. Cabe destacar que este conjunto de reacciones se denomina erróneamente fase oscura, pues muchas de las enzimas del proceso, entre ellas la RuBisCo, dependen de la activación del sistema ferredoxina-tiorredoxina, que solo se encuentra en su forma activa (la reducida) en presencia de la luz.
En esta fase, la oscura, la ribulosa bifosfato se suma al dióxido de carbono gaseoso (CO2) presente en el aire, dando como resultado la producción de compuestos orgánicos.
porque pueden tener lugar en la oscuridad, siempre que se provean los productos de las reacciones luminosas (ATP y NADPH). No obstante, estos términos pueden resultar engañosos, ya que presuponen que el ciclo de Calvin puede continuar de forma indefinida en la oscuridad, que no es el caso.La fase oscura, biosintética o asimilatoria de la fotosíntesis son un conjunto de reacciones independientes de la luz (mal llamadas reacciones oscuras porque pueden ocurrir tanto de día como de noche) que convierten el dióxido de carbono y otros compuestos en glucosa. Estas reacciones, a diferencia de las reacciones lumínicas (fase luminosa o fase clara), no requieren la luz para producirse (de ahí el nombre de reacciones oscuras). Estas reacciones toman los productos de la fase luminosa (principalmente el ATP y NADPH) y realizan más procesos químicos sobre ellos
La fase luminosa, fase clara, fase fotoquímica o reacción de Hill es la primera etapa o fase de la fotosíntesis, que depende directamente de la luz o energía lumínica para poder obtener energía química en forma de ATP y NADPH, a partir de la disociación de moléculas de agua, formando oxígeno e hidrógeno.1 La energía creada en esta fase, será utilizada durante la fase oscura, para de esta forma continuar con la fotosíntesis.
Este proceso se realiza en la cadena transportadora del cloroplasto, en los complejos clorofila-proteína que se agrupan en unidades llamadas fotosistemas que están en los tilacoides (membranas internas) de los cloroplastos.
Vía anaerobia
El piruvato formado en la glucólisis no siempre sigue la vía de la respiración celular; en determinadas circunstancias puede pasar a la vía alternativa de las fermentaciones.
Las fermentaciones genuinas son procesos anaerobios, realizados por microorganismos que no toleran el oxígeno o por ciertas células animales o vegetales cuando no disponen de suficiente oxígeno. Son poco rentables desde el punto de vista energético, ya que la oxidación de la materia orgánica es incompleta y se forma mucho menos ATP que en la respiración celular aerobia. En general, únicamente 2 ATP por cada molécula de glucosa.
Las fermentaciones genuinas son procesos anaerobios, realizados por microorganismos que no toleran el oxígeno o por ciertas células animales o vegetales cuando no disponen de suficiente oxígeno. Son poco rentables desde el punto de vista energético, ya que la oxidación de la materia orgánica es incompleta y se forma mucho menos ATP que en la respiración celular aerobia. En general, únicamente 2 ATP por cada molécula de glucosa.
Fermentación alcohólica
En la fermentación alcohólica o etílica, el piruvato se transforma en etanol y se desprende CO2. La realizan, sobre todo, levaduras del género Saccharomyces que tienen interés en la industria alimenticia por los productos residuales de su metabolismo: el CO2 para esponjar la masa en la fabricación del pan; y el etanol para producir diferentes bebidas alcohólicas (vino, sidra, cerveza...).
Fermentación láctica
En ella el piruvato se transforma en lactato. La realizan diversas bacterias (Lactobacillus...) que fermentan la leche, y se utilizan para obtener derivados lácteos. Por otro lado, también la pueden llevar a cabo las células musculares cuando no reciben suficiente oxígeno. Así, cuando se realiza un esfuerzo intenso y prolongado, los músculos obtienen un poco de energía extra sin necesidad de oxígeno, recurriendo a la fermentación; pero las consecuencias de este proceso serán, posteriormente, las agujetas.