7.1: Energía en Sistemas Vivos - Transformando la Energía Química

Objetivos de aprendizaje

• Discutir la importancia de la respiración celular

Introducción: Respiración Celular

Una planta de energía eléctrica convierte la energía de una forma a otra que se puede utilizar más fácilmente. Por ejemplo, las plantas de energía geotérmica inician con la energía térmica subterránea (calor) y la transforman en energía eléctrica que será transportada a hogares y fábricas.

Figura\(\PageIndex{1}\): Planta Energética: Esta planta de energía geotérmica transforma la energía térmica de lo profundo del suelo en energía eléctrica, la cual puede ser fácilmente utilizada.

Al igual que una planta generadora, los organismos vivos deben tomar energía de su entorno y convertirla en una forma que sus células puedan usar. Los organismos ingieren moléculas grandes, como carbohidratos, proteínas y grasas, y las convierten en moléculas más pequeñas como el dióxido de carbono y el agua. Este proceso se llama respiración celular, una forma de catabolismo, y hace que la energía esté disponible para que la célula la use. La energía liberada por la respiración celular es capturada temporalmente por la formación de adenosina trifosfato (ATP) dentro de la célula. El ATP es la forma principal de energía almacenada utilizada para las funciones celulares y con frecuencia se conoce como la moneda de energía de la célula.

Los nutrientes que se descomponen a través de la respiración celular pierden electrones a lo largo del proceso y se dice que se oxidan. Cuando se usa oxígeno para ayudar a impulsar la oxidación de los nutrientes, el proceso se llama respiración aeróbica. La respiración aeróbica es común entre los eucariotas, incluidos los humanos, y tiene lugar principalmente dentro de las mitocondrias. La respiración ocurre dentro del citoplasma de los procariotas. Varios procariotas y algunos eucariotas utilizan una molécula inorgánica distinta al oxígeno para impulsar la oxidación de sus nutrientes en un proceso llamado respiración anaeróbica. Los aceptores de electrones para la respiración anaeróbica incluyen nitrato, sulfato, dióxido de carbono y varios iones metálicos.

La energía liberada durante la respiración celular se usa luego en otros procesos biológicos. Estos procesos construyen moléculas más grandes que son esenciales para la supervivencia de un organismo, como aminoácidos, ADN y proteínas. Debido a que sintetizan nuevas moléculas, estos procesos son ejemplos de anabolismo.

Puntos Clave

• Los organismos ingieren moléculas orgánicas como el carbohidrato glucosa para obtener la energía necesaria para las funciones celulares.
• La energía en la glucosa se puede extraer en una serie de reacciones químicas conocidas como respiración celular.
• La respiración celular produce energía en forma de ATP, que es la moneda de energía universal para las células.

Términos Clave

• respiración aeróbica: el proceso de conversión de la energía bioquímica en nutrientes a ATP en presencia de oxígeno
• trifosfato de adenosina: un trifosfato de nucleósido multifuncional utilizado en las células como coenzima, a menudo llamada la “unidad molecular de la moneda de energía” en la transferencia de energía intracelular
• respiración celular: el conjunto de las reacciones metabólicas y procesos que tienen lugar en las células de los organismos para convertir la energía bioquímica de los nutrientes en trifosfato de adenosina (ATP)
• catabolismo: la descomposición de moléculas grandes en pequeñas generalmente acompañada de la liberación de energía