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METABOLISMO CELULAR
Metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que ocurren dentro de una célula. Estas reacciones ocurren de
manera ordenada y se interconectan gracias a compuestos químicos que funcionan como intermediarios. El
metabolismo celular está muy bien regulado, las reacciones ocurren únicamente cuando es necesario.
El metabolismo tiene dos fases: CATABOLISMO Y ANABOLISMO.
CATABOLISMO: conjunto de procesos degradativos. Transforman moléculas complejas en moléculas más simples. Los
procesos de degradación liberan energía (SON EXERGÓNICOS).
1) Degradación para obtener energía: por ejemplo respiración.
2) Transporte: transporte activo y transporte en masa.
3) Movimiento: por cilias, por flagelos y todos los tipos de movimiento que permite el citoesqueleto.
ANABOLISMO: conjunto de procesos de síntesis. Transforman moléculas simples en moléculas complejas. Los procesos
de construcción consumen energía (SON ENDERGÓNICOS)
1) BIOSÍNTESIS: construcción de todas las moléculas orgánicas.
2) FOTOSÍNTESIS
FOTOSÍNTESIS
Proceso específico de autótrofos fotosintetizadores
Ecuación generalizada:
CO2 + 2H2A + energía lumínica => (CH2O) + H2O + 2ª
En la fotosíntesis A= oxígeno
6CO2 + 12H2O + energía lumínica => C6H12O6 +
6H2O + 602
Esquema global de la fotosíntesis
ETAPA FOTOQUÍMICA: depende de la luz y ocurre en los
tilacoides. En esta etapa se transforma la energía lumínica en
energía química guardada en los intermediarios ATP y NADPH.
Consume agua (H2O) y libera O2.
ETAPA BIOQUÍMICA: es independiente de la luz y ocurre en el
estroma. En esta etapa se reduce el dióxido de carbono para
formar gliceraldehido (un azúcar de 3 carbonos). Se usa la
energía del ATP y el poder reductor del NADPH.
Consume CO2 y libera aldotriosas.
COENZIMA NADP+/NADPH
ETAPA FOTOQUÍMICA O DEPENDIENTE DE LA
LUZ.
Los fotosistemas son asociaciones de muchas
clorofilas. Una clorofila es la principal y las otras
se encargan de amplificar la señal que recibe.
La clorofila es un pigmento capaz de excitarse con la luz solar. Cuando se excita pierde dos electrones.
Los transportadores de electrones son proteínas que pueden recibir transitoriamente electrones liberados por otra
molécula.
Cadena de transporte de electrones: secuencia de transportadores de electrones de energía cada vez menor.
El fotosistema I se excita por acción de la energía lumínica. Una de sus clorofilas pierde 2 electrones. Estos dos
electrones son tomados por transportadores de electrones de energía decreciente. Finalmente son tomados por el
NADP+ (forma oxidada) que se transforma en NADPH + H+ (forma reducida).
Cuando el fotosistema II se excita, pierde dos electrones que son aceptados por el primer transportador de energía de
la cadena de transporte de electrones. Estos dos electrones continúan pasando a transportadores de electrones de
energía cada vez menor. Finalmente son tomados por el fotosistema I que ahora está listo para volver a excitarse
(porque recuperó los dos electrones que había perdido por excitarse con la luz).
Cuando el FSII se excita, una molécula de agua se rompe liberado 2 H+ y dos electrones que reconstituyen el fotosistema
II. Este proceso se conoce como fotólisis del agua.
Fotofosforilación:
Cuando los electrones viajan del FSII al FSI pierden energía. Esta energía es usada por los transportadores de electrones
para bombear H+ desde el estroma hacia el espacio
tilacoide.
Se genera un gradiente
quimiosmótico. La proteína ATP
sintetasa aprovecha la energía de este
gradiente para fosforilar ADP y
generar ATP.
ADP + Pi + energía  ATP
RESUMEN: la etapa fotoquímica
produce ATP (energía) y NADPH
(poder reductor) como productos
principales y O2 como subproducto.
ETAPA BIOQUÍMICA O
INDEPENDIENTE DE LA LUZ
El ciclo de Calvin o de los ácidos
tricarboxílicos aprovecha el ATP y el
NADPH generados durante la etapa dependiente de la luz para reducir (transformar) CO2 a glucosa.
La enzima principal de este ciclo es RuBisCO (ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa oxigenasa). Su función principal es
captar CO2 y unirlo al primer compuesto del ciclo, la ribulosa difosfato (FUNCION CARBOXILASA).
Cada 6 vueltas del ciclo de Calvin se produce una ganancia de 6 nuevos carbonos fijados (se produce una nueva
molécula de glucosa).
La ecuación general del ciclo de Calvin es:
6CO2 + 12(NADPH + H+) +18ATP => C6H12O6 + 18ADP + 12NADPH
FOTORRESPIRACÓN
La enzima RuBisCO tiene también función OXIGENASA, puede tomar O2 y unirlo a la ribulosa bifosfato comenzando un
proceso llamado fotorrespiración. Este proceso consume O2, libera CO2 y no produce energía: reduce la eficiencia de la
fotosíntesis.
Normalmente, cuando las plantas cierran sus estomas para conservar agua, se acumula O2 y se produce un poco de
fotorrespiración.
En climas cálidos y secos, los estomas se abren muy poco. Las plantas que habitan en estos climas usan la estrategia de
fotosíntesis C4.
Las plantas C4 secuestran el CO2 en las células del mesófilo y lo transportan hacia las células de la vaina donde es
liberado. En la vaina, la concentración de CO2 es suficientemente alta como para que la fotosíntesis ocurra con buen
rendimiento.
Las plantas C3 no tienen cloroplastos en las células de la vaina y la fotosíntesis ocurre por completo en las células del
mesófilo.
Plantas CAM
Plantas c4