Metabolismo celular: definición, proceso y función del ATP

Las células requieren energía para el movimiento, la división, la multiplicación y otros procesos. Pasan una gran parte de su vida concentrados en obtener y utilizar esta energía a través del metabolismo.

Células procariotas y eucariotas dependen de diferentes vías metabólicas para sobrevivir.

Metabolismo celular es la serie de procesos que tienen lugar en los organismos vivos para sustentar esos organismos.

En biología celular y Biología Molecular, el metabolismo se refiere a las reacciones bioquímicas que ocurren dentro de los organismos para producir energía. El uso coloquial o nutricional del metabolismo se refiere a la procesos quimicos que suceden en su cuerpo a medida que convierte los alimentos en energía.

Aunque los términos tienen similitudes, también existen diferencias. El metabolismo es importante para las células porque los procesos mantienen vivos a los organismos y les permiten crecer, reproducirse o dividirse.

En realidad, existen múltiples procesos de metabolismo.

Los principales pasos de la respiración celular en eucariotas están:

• Glucólisis
• Oxidación de piruvato
• Ácido cítrico o ciclo de Krebs
• Fosforilación oxidativa

Los principales reactivos son la glucosa y el oxígeno, mientras que los principales productos son el dióxido de carbono, el agua y el ATP. La fotosíntesis en las células es otro tipo de vía metabólica que utilizan los organismos para producir azúcar.

Uso de plantas, algas y cianobacterias fotosíntesis. Los pasos principales son las reacciones dependientes de la luz y el ciclo de Calvin o reacciones independientes de la luz. Los principales reactivos son la energía lumínica, el dióxido de carbono y el agua, mientras que los principales productos son la glucosa y el oxígeno.

Metabolismo en procariotas puede variar. Los tipos básicos de vías metabólicas incluyen heterótrofas, autótrofas, fototrófico y quimiotrófico reacciones. El tipo de metabolismo que tiene un procariota puede influir en dónde vive y cómo interactúa con el medio ambiente.

Sus vías metabólicas también juegan un papel en la ecología, la salud humana y las enfermedades. Por ejemplo, hay procariotas que no pueden tolerar el oxígeno, como C. botulinum. Esta bacteria puede causar botulismo porque crece bien en áreas sin oxígeno.

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Enzimas son sustancias que actúan como catalizadores para acelerar o provocar reacciones químicas. La mayoría de las reacciones bioquímicas en los organismos vivos dependen de las enzimas para funcionar. Son importantes para el metabolismo celular porque pueden afectar muchos procesos y ayudar a iniciarlos.

La glucosa y la energía lumínica son las fuentes de combustible más comunes para el metabolismo celular. Sin embargo, las vías metabólicas no funcionarían sin enzimas. La mayoría de las enzimas en las células son proteínas y reducen la energía de activación para que comiencen los procesos químicos.

Dado que la mayoría de las reacciones en una célula ocurren a temperatura ambiente, son demasiado lentas sin enzimas. Por ejemplo, durante glucólisis en la respiración celular, la enzima piruvato quinasa juega un papel importante al ayudar a transferir un grupo fosfato.

Respiración celular en eucariotas ocurre principalmente en las mitocondrias. Las células eucariotas dependen de la respiración celular para sobrevivir.

Durante glucólisis, la célula descompone la glucosa en el citoplasma con o sin oxígeno presente. Divide la molécula de azúcar de seis carbonos en dos moléculas de piruvato de tres carbonos. Además, la glucólisis produce ATP y convierte NAD + en NADH. Durante oxidación de piruvato, los piruvatos entran en la matriz mitocondrial y se convierten coenzima A o acetil CoA. Esto libera dióxido de carbono y produce más NADH.

Durante el ácido cítrico o ciclo de Krebs, acetil CoA se combina con oxaloacetato para hacer citrato. Luego, el citrato pasa por reacciones para producir dióxido de carbono y NADH. El ciclo también produce FADH2 y ATP.

Durante fosforilación oxidativa, la cadena de transporte de electrones juega un papel crucial. NADH y FADH2 dan electrones a la cadena de transporte de electrones y se convierten en NAD + y FAD. Los electrones bajan por esta cadena y producen ATP. Este proceso también produce agua. La mayor parte de la producción de ATP durante la respiración celular se encuentra en este último paso.

La fotosíntesis ocurre en las células vegetales, algunas algas y ciertas bacterias llamadas cianobacterias. Este proceso metabólico ocurre en los cloroplastos gracias a la clorofila, y produce azúcar junto con oxígeno. La reacciones dependientes de la luz, más el ciclo de Calvin o reacciones independientes de la luz, son las partes principales de la fotosíntesis. Es importante para la salud general del planeta porque los seres vivos dependen del oxígeno que producen las plantas.

Durante el reacciones dependientes de la luz en el membrana tilacoide del cloroplasto, clorofila los pigmentos absorben la energía luminosa. Producen ATP, NADPH y agua. Durante el ciclo de Calvin o reacciones independientes de la luz en el estroma, ATP y NADPH ayudan a producir gliceraldehído-3-fosfato, o G3P, que eventualmente se convierte en glucosa.

Al igual que la respiración celular, la fotosíntesis depende de redox reacciones que involucran transferencias de electrones y la cadena de transporte de electrones.

Hay diferentes tipos de clorofila, y los tipos más comunes son clorofila a, clorofila by clorofila c. La mayoría de las plantas tienen clorofila a, que absorbe longitudes de onda de luz azul y roja. Algunas plantas y algas verdes usan clorofila b. Puedes encontrar clorofila c en dinoflagelados.

A diferencia de los humanos o los animales, los procariotas varían en su necesidad de oxígeno. Algunos procariotas pueden existir sin él, mientras que otros dependen de él. Esto significa que pueden tener aerobio (que requiere oxígeno) o anaeróbico (no requiere oxígeno) metabolismo.

Además, algunos procariotas pueden cambiar entre los dos tipos de metabolismo según sus circunstancias o entorno.

Los procariotas que dependen del oxígeno para el metabolismo son aerobios obligados. Por otro lado, los procariotas que no pueden existir en oxígeno y no lo necesitan son anaerobios obligados. Los procariotas que pueden cambiar entre el metabolismo aeróbico y anaeróbico dependiendo de la presencia de oxígeno son anaerobios facultativos.

Fermentación de ácido láctico es un tipo de reacción anaeróbica que produce energía para las bacterias. Sus células musculares también tienen fermentación de ácido láctico. Durante este proceso, las células producen ATP sin oxígeno a través de la glucólisis. El proceso convierte el piruvato en ácido láctico y produce NAD + y ATP.

Hay muchas aplicaciones en la industria para este proceso, como la producción de yogur y etanol. Por ejemplo, las bacterias Lactobacillus bulgaricus ayudar a producir yogur. Las bacterias fermentan la lactosa, el azúcar de la leche, para producir ácido láctico. Esto hace que la leche se coagule y la convierta en yogur.

Puede clasificar los procariotas en diferentes grupos según su metabolismo. Los principales tipos son heterótrofos, autótrofos, fotótrofos y quimiotróficos. Sin embargo, todos los procariotas todavía necesitan algún tipo de energía o combustible vivir.

Los procariotas heterótrofos obtienen compuestos orgánicos de otros organismos para obtener carbono. Los procariotas autótrofos utilizan dióxido de carbono como fuente de carbono. Muchos pueden usar la fotosíntesis para lograr esto. Los procariotas fototróficos obtienen su energía de la luz.

Los procariotas quimiotróficos obtienen su energía de los compuestos químicos que descomponen.

Puede dividir las vías metabólicas en anabólico y catabólico categorías. Anabólico significa que requieren energía y la usan para construir moléculas grandes a partir de pequeñas. Catabólico significa que liberan energía y rompen moléculas grandes para formar otras más pequeñas. La fotosíntesis es un proceso anabólico, mientras que la respiración celular es un proceso catabólico.

Los eucariotas y procariotas dependen del metabolismo celular para vivir y prosperar. Aunque sus procesos son diferentes, ambos usan o crean energía. La respiración celular y la fotosíntesis son las vías más comunes que se observan en las células. Sin embargo, algunos procariotas tienen diferentes vías metabólicas que son únicas.

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