Biologia 1

Lectura: Metabolismo y energía

Metabolismo celular

Es la suma de procesos físicos y químicos por virtud de los cuales se produce y conserva la sustancia viva organizada; es decir, son una serie de transformaciones que permiten la utilización de la materia y de la energía por parte del organismo. Todas las células, dígase de organismos unicelulares ó componentes de tejidos, tanto vegetales como animales, utilizan los mismos mecanismos en sus funciones transformadoras de energía que tienen lugar durante su permanente flujo energético.

Aquellas reacciones en que sustancias simples se unen para formar sustancias más complejas se llaman reacciones anabólicas (síntesis). Por ejemplo, las reacciones en las que la célula construye moléculas de proteína son reacciones anabólicas.

Otras reacciones son las catabólicas (degradación), que son aquellas en las cuales sustancias complejas se degradan para convertirse en sustancias más simples. Las proteínas, los polisacáridos y otras moléculas grandes se rompen en moléculas más sencillas mediante reacciones catabólicas.

¿Qué es la energía?

La energía se ha definido como la capacidad para producir trabajo y se le divide en potencial y cinética. La energía que fluye en el aspecto biológico procede originalmente del Sol como energía radiante, de la cual sólo una mínima proporción es fijada por los autótrofos durante el proceso fotosintético.

Todos los procesos físicos se rigen por las dos leyes de la Termodinámica:

• La 1ª ley de la termodinámica, conocida como el Principio de la Conservación de la Energía, establece que “la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma”. Por ejemplo, cuando la energía mecánica es convertida en energía eléctrica por un generador, y durante el flujo energético en el medio biológico cuando de la energía luminosa del Sol que llega a la superficie terrestre, una mínima proporción es transformada por los vegetales en energía química durante el proceso de la fotosíntesis o cuando esa energía química es transformada en energía liberada y “empacada” en las moléculas de ATP (Adenosín Trifosfato) durante la respiración celular.

• La 2ª ley de la termodinámica, establece que “todo proceso implica un aumento de la entropía”, es decir, que las transformaciones energéticas nunca tienen una eficiencia total. Por ejemplo, cuando la energía luminosa que llega a los autótrofos, no es aprovechable al 100%, ya que gran cantidad de ella se dispersa al medio físico en forma de calor.

Reacciones exergónicas y endergónicas.

Una reacción endergónica es una reacción química que necesita ó utiliza energía. En las plantas, se necesita energía de luz para producir alimento. Por lo tanto, la producción de alimento en las plantas es una reacción endergónica.

Algunas reacciones liberan energía. Una reacción que libera energía se conoce como una reacción exergónica. Muy a menudo, la energía se libera en forma de calor. En las células, las reacciones exergónicas suplen la energía para llevar a cabo las actividades de la célula.

En las células, ocurren reacciones exergónicas. Por ejemplo, las células degradan el azúcar y liberan energía. Sin embargo, en las células no hay suficiente calor para comenzar las reacciones.

El ATP y la energía en las células

El ATP (adenosín trifosfato) es un nucleótido. La adenosina se compone de adenina y una pentosa, que es ribosa. Es trifosfato porque tres grupos fosfatos se encuentran unidos a la ribosa. La molécula dispone de enlaces inestables, por los cuales los dos grupos fosfato terminales se unen al nucleótido.

En esos enlaces ATP, la célula almacena la energía química que transfiere a otra molécula. Es decir, el ATP es la moneda energética de la célula, porque es la molécula donde almacena la energía que va a necesitar. El ATP se produce por fosforilación del ADP durante la degradación de la glucosa. La energía que contiene es transferida al ceder su grupo de fosfato de alta energía para realizar las diferentes reacciones celulares.

Bajo esta energía la célula realiza tres tipos de trabajo:

• Químico, lo efectúa la célula a través de sus procesos de anabolismo y catabolismo.

• Osmótico, cuando la célula realiza el transporte al introducir o eliminar de su citoplasma sustancias a través de su membrana plasmática en contra de gradiente de concentración (transporte activo).

• Mecánico, lo realiza la célula al efectuar sus movimientos, como los que lleva a cabo su citoplasma, el traslado de sus cromosomas durante la división celular o el desplazamiento que efectúan los organismos unicelulares valiéndose de sus cilios o flagelos.

Metabolismo celular.

Se conoce como metabolismo al conjunto de reacciones bioquímicas común en todos los seres vivos, que ocurren en las células para la obtención e intercambio de materia y energía con el medio ambiente, y síntesis de macromoléculas, a partir de compuestos sencillos con el objetivo de mantener los procesos vitales (nutrición, crecimiento, relación y reproducción) y la homeostasis. Estas reacciones están catalizadas por enzimas específicas.

Todas las células que conforman el organismo de los seres vivos poseen actividad metabólica, que implica la absorción, transformación y eliminación de sustancias. Esto les permite cumplir funciones como las de crecimiento y reproducción, y dar respuesta a los estímulos que reciban. Es una función vital, que si se detiene sobreviene la muerte. La alteración del metabolismo ocasiona perdida del estado de salud. Entre las enfermedades metabólicas más frecuentes se puede citar a la diabetes, que se produce por las alteraciones en el metabolismo de los carbohidratos, también intervienen las grasas y proteínas.

En una célula ocurren miles de reacciones químicas y su variedad es enorme. Sin

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