Unidad 4: Metabolismo Celular

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El metabolismo es el conjunto de transformaciones químicas que sostienen la vida dentro de las células de los organismos vivos. Los tres propósitos principales del metabolismo son la conversión de alimentos/combustible en energía para ejecutar procesos celulares, la conversión de alimentos/combustible en bloques de construcción para proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y algunos carbohidratos, y la eliminación de desechos nitrogenados. Estas reacciones catalizadas por enzimas permiten que los organismos crezcan y se reproduzcan, mantengan sus estructuras y respondan a sus entornos.

4.1: Enzimas
Las enzimas son catalizadores. La mayoría son proteínas. (Se han descubierto algunas enzimas ribonucleoproteínicas y, para algunas de ellas, la actividad catalítica está en la parte de ARN más que en la parte de proteína. Enlace a la discusión de estas ribozimas). Las enzimas se unen temporalmente a uno o más de los reactivos, el sustrato o sustratos, de la reacción que catalizan. Al hacerlo, disminuyen la cantidad de energía de activación necesaria y así aceleran la reacción.
4.2: ATP
El ATP (trifosfato de adenosina) es un nucleótido que desempeña muchos papeles esenciales en la célula. Es la principal moneda energética de la célula, proporcionando la energía para la mayoría de las actividades que consumen energía de la célula. Es uno de los monómeros utilizados en la síntesis de ARN y, después de la conversión a desoxiATP (dATP), ADN. Regula muchas vías bioquímicas.
4.3: NAD y NADP
El dinucleótido nicotinamida adenina (NAD) y su relativo nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP) son dos de las coenzimas más importantes en la célula. El NAD participa en muchas reacciones redox en las células, incluyendo las de la glucólisis y la mayoría de las del ciclo del ácido cítrico de la respiración celular. El NADP es el agente reductor producido por las reacciones lumínicas de la fotosíntesis y se consume en el ciclo Calvin de la fotosíntesis y se utiliza en muchas otras reacciones anabólicas.
4.4: Glicólisis
La glucólisis es el catabolismo anaeróbico de la glucosa y ocurre en prácticamente todas las células. En eucariotas, ocurre en el citosol, donde convierte una molécula de glucosa en 2 moléculas de ácido pirúvico.
4.5: Respiración celular
La respiración celular es el proceso de oxidar moléculas de alimentos, como la glucosa, a dióxido de carbono y agua.
4.6: ATP Sintasa
La ATP sintasa es un enorme complejo molecular (>500,000 daltons) incrustado en la membrana interna de las mitocondrias. Su función es convertir la energía de los protones (H+) bajando su gradiente de concentración en la síntesis de ATP. 3 a 4 protones que se mueven a través de esta máquina es suficiente para convertir una molécula de ADP y Pi (fosfato inorgánico) en una molécula de ATP. Un complejo de ATP sintasa puede generar >100 moléculas de ATP cada segundo.
4.7: Fotosíntesis - Vía de Fijación de Carbono
La fotosíntesis es la síntesis de moléculas orgánicas utilizando la energía de la luz.
4.8: Fotosíntesis - El papel de la luz
4.9: Fotosíntesis - Descubrir los secretos
Este capítulo habla sobre diversos científicos y su camino hacia el descubrimiento de la fotosíntesis.
4.10: Quimósmosis
Varios tipos de evidencia apoyan la teoría quimiosmótica de la síntesis de ATP en cloroplastos. Cuando se iluminan los cloroplastos aislados, el medio en el que están suspendidos se vuelve alcalino —como predeciríamos si se retiraran protones del medio y se bombearan hacia los tilacoides (donde reducen el pH a aproximadamente 4.0 o menos). El interior de los tilacoides se puede hacer deliberadamente ácido (pH bajo) suspendiendo cloroplastos aislados en un medio ácido (pH 4.0) por un periodo de tiempo.
4.11: Metabolismo
Todos los seres vivos deben tener un suministro incesante de energía y materia. La transformación de esta energía y materia dentro del cuerpo se llama metabolismo.
4.12: Metabolismo Intermedio
La fuente inmediata de energía para la mayoría de las células es la glucosa. Pero la glucosa no es el único combustible del que dependen las células. Otros carbohidratos, grasas y proteínas pueden usarse en ciertas células o en ciertos momentos como fuente de ATP. La complejidad del mecanismo por el cual las células utilizan la glucosa puede hacer que esperes fervientemente que no se necesite un sistema de construcción similar para cada tipo de combustible. Y en efecto no lo es.
4.13: Proteínas G
Las proteínas G son llamadas porque se unen a los nucleótidos guanina GDP y GTP. Son heterotrímeros (es decir, compuestos de tres subunidades diferentes) asociados a la superficie interna de la membrana plasmática y receptores transmembrana de hormonas, etc. estos se denominan receptores acoplados a proteínas G (GPCR).
4.14: Mensajeros Secundarios
Los segundos mensajeros son moléculas que transmiten señales recibidas en los receptores de la superficie celular —como la llegada de hormonas proteicas, factores de crecimiento, etc.— para apuntar a moléculas en el citosol y/o núcleo. Pero además de su trabajo como moléculas de relevo, los segundos mensajeros sirven para amplificar en gran medida la fuerza de la señal. La unión de un ligando a un solo receptor en la superficie celular puede terminar causando cambios masivos en las actividades bioquímicas dentro de la célula.
4.15: Bioluminiscencia
La bioluminiscencia es la capacidad de los seres vivos para emitir luz. Se encuentra en muchos animales marinos, tanto invertebrados (por ejemplo, algunos cnidarios, crustáceos, calamares) como vertebrados (algunos peces); algunos animales terrestres (por ejemplo, luciérnagas, algunos ciempiés); y algunos hongos y bacterias.