1. Definición
Rama de la Bioquímica que estudia las transformaciones energéticas en los seres vivos. Todos los seres vivos necesitan energía, siendo el Sol la principal fuente de energía de la Tierra.
2. Metabolismo Celular
Conjunto de reacciones bioquímicas donde se forman y degradan moléculas, almacenando y liberando energía.
Tipos de metabolismo
A) Anabolismo (Metabolismo plástico)
- Forma moléculas complejas.
- Requiere energía.
- Ejemplos: Fotosíntesis, quimiosíntesis, síntesis de glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
B) Catabolismo (Metabolismo energético)
- Degrada moléculas complejas.
- Libera energía.
- Ejemplos: Respiración celular y fermentación.
Fuentes de energía: Luz solar, sustancias inorgánicas y sustancias orgánicas.
3. ATP (Adenosín Trifosfato)
Estructura del ATP
El ATP es un nucleótido formado por:
- Adenina: Base nitrogenada presente también en ADN y ARN.
- Ribosa: Azúcar pentosa de 5 carbonos (Fórmula: C₅H₁₀O₅).
- Tres grupos fosfato: Los dos últimos poseen enlaces de alta energía (~).
4. Nutrición Celular
Proceso mediante el cual la célula obtiene nutrientes y energía para realizar sus funciones vitales:
- Nutrición
- Relación
- Reproducción
5. Clasificación según la Nutrición
Según la fuente de carbono
- Nutrición autótrofa: Utiliza CO₂ como fuente de carbono y produce su propia materia orgánica.
- Nutrición heterótrofa: Usa materia orgánica producida por otros seres vivos (ej. glucosa, grasas, metano).
Según la fuente de energía
- Fotótrofos: Obtienen energía de la luz para formar ATP.
- Quimiótrofos: Obtienen energía de reacciones químicas de oxidación.
6. Nutrición Autótrofa
Los organismos autótrofos producen sustancias orgánicas a partir de CO₂, agua y sales minerales.
7. Fotosíntesis
Proceso anabólico y endergónico por el cual la energía luminosa se transforma en energía química. Es propia de plantas, algas y algunas bacterias.
8. Pigmentos y Cuantosomas
Cuantosomas
Unidades fotosintéticas formadas por pigmentos y proteínas:
- Proteína Z: Fotólisis del agua.
- Proteína F: Produce ATP.
Fotosistemas
- Fotosistema II (P680): Inicia el transporte de electrones.
- Fotosistema I (P700): Produce NADPH.
Pigmentos
- Clorofila a: Pigmento antena.
- Clorofila b y c, y carotenos.
9. Fases de la Fotosíntesis
A) Fase Luminosa (Fotoquímica o Reacción de Hill)
Ocurre en las membranas de los tilacoides. Eventos: absorción de luz, fotoexcitación, fotólisis del agua, fotofosforilación, formación de NADPH y liberación de O₂.
B) Fase Oscura (Ciclo de Calvin o Reacción de Blackman)
- Activación de ribulosa: Conversión en RuBP usando ATP.
- Fijación del CO₂: Mediada por la enzima RUBISCO.
- Reducción: Formación de PGAL usando ATP y NADPH.
- Regeneración: Parte del PGAL regenera RuBP y el resto forma glucosa.
10. Quimiosíntesis
Proceso anabólico aeróbico realizado por bacterias quimioautótrofas o quimiolitótrofas que usan energía química. Ejemplos: bacterias sulfurosas (Thiobacillus), férricas (Ferrobacillus) e hidrógenas (Hidrogenomonas).
11. Nutrición Heterótrofa
Los heterótrofos obtienen energía de alimentos elaborados por autótrofos, siendo la glucosa su principal fuente energética.
12. Glucólisis
Ruta de Embden-Meyerhof que ocurre en el citosol. A través de 10 reacciones, la glucosa se transforma en 2 piruvatos, generando 2 ATP netos y 2 NADH.
13. Fermentación
Proceso anaeróbico de degradación parcial de la glucosa en el citoplasma.
- Láctica: Realizada por músculos y bacterias lácticas (yogur, queso).
- Alcohólica: Realizada por levaduras como Saccharomyces cerevisiae (etanol + CO₂).
14. Respiración Celular
Catabolismo completo que ocurre en la mitocondria, utilizando oxígeno como aceptor final para producir gran cantidad de ATP.
Etapas
- Oxidación del piruvato: Formación de Acetil-CoA.
- Ciclo de Krebs: Ocurre en la matriz mitocondrial; produce CO₂, NADH y FADH₂.
- Cadena respiratoria: Transporte de electrones hacia el oxígeno.
- Fosforilación oxidativa: Síntesis de ATP.