Mapa conceptual y resúmen METABOLISMO CELULAR
Mapa conceptual
Las rutas metabólicas son fundamentales para la vida celular, permitiendo la transformación de materia y energía. El catabolismo y el anabolismo son las dos fases del metabolismo que degradan compuestos para energía o sintetizan moléculas complejas. Moléculas como ATP y NADH son cruciales en estos procesos, al igual que la respiración celular y la fotosíntesis, que sustentan la cadena alimentaria y la producción de oxígeno.
Resumen
Esquema
Conceptos Básicos de las Vías Metabólicas
Las vías metabólicas constituyen el conjunto de reacciones químicas secuenciales que se llevan a cabo en las células vivas, permitiendo la transformación de sustancias y la obtención de energía necesaria para la vida. Estas reacciones están catalizadas por enzimas específicas que aseguran su eficiencia y regulación. El metabolismo celular se organiza en dos procesos fundamentales: el catabolismo, que implica la degradación de moléculas complejas para liberar energía utilizable, y el anabolismo, que se enfoca en la síntesis de componentes celulares esenciales a partir de precursores más simples. La interacción y el balance entre estas dos vías son esenciales para el mantenimiento de la homeostasis celular y el correcto funcionamiento del organismo.Las Fases del Metabolismo: Catabolismo y Anabolismo
El metabolismo celular se caracteriza por dos fases interdependientes: el catabolismo y el anabolismo. El catabolismo comprende rutas de degradación que descomponen moléculas orgánicas en unidades más pequeñas, liberando energía química en forma de ATP, que la célula puede aprovechar para realizar trabajo. En contraste, el anabolismo incluye rutas biosintéticas que construyen moléculas complejas a partir de precursores sencillos, utilizando la energía proporcionada por el catabolismo. Estos procesos son vitales no solo para la generación de energía y la síntesis de componentes celulares, sino también para el crecimiento celular, la reparación de tejidos y la reproducción.El Rol del ATP en la Transferencia de Energía Celular
El adenosín trifosfato (ATP) es la principal molécula portadora de energía en las células, facilitando la transferencia de energía para procesos vitales. La energía se almacena en los enlaces fosfato de alta energía del ATP y se libera cuando estos enlaces se hidrolizan. Las vías metabólicas también implican reacciones de oxidación-reducción, en las que los electrones se transfieren entre diferentes moléculas. Compuestos como el NADH y el FADH2 son coenzimas que actúan como transportadores de electrones y son fundamentales en la cadena respiratoria, un componente clave de la fosforilación oxidativa, que es esencial para la producción eficiente de ATP en las células.Vías Catabólicas y la Generación de Energía
Las vías catabólicas son cruciales para la producción de energía a través de la degradación de nutrientes orgánicos. La respiración celular es un proceso catabólico central que convierte la energía química de los alimentos en ATP. Existen diversas modalidades de respiración celular, como la anaeróbica, la fermentación y la aeróbica. La glucólisis es una etapa inicial común en la que la glucosa se fracciona en moléculas más pequeñas de piruvato. La respiración aeróbica, que requiere oxígeno como aceptor final de electrones, es particularmente eficiente en la producción de ATP, aprovechando la energía liberada durante la transferencia de electrones a lo largo de la cadena respiratoria.Etapas de la Respiración Celular
La respiración celular es un proceso metabólico complejo que convierte los nutrientes en ATP, la principal fuente de energía para las células. Se divide en varias etapas, siendo la glucólisis la primera, donde la glucosa se descompone en piruvato, generando ATP y NADH. La siguiente fase importante es la fosforilación oxidativa, que tiene lugar en las mitocondrias y produce la mayor parte del ATP. Aquí, el NADH y el FADH2 donan electrones a la cadena de transporte de electrones, liberando energía que se utiliza para sintetizar ATP. Este proceso es esencial para la vida de los organismos aeróbicos, ya que proporciona la energía necesaria para múltiples funciones celulares.La Importancia de la Fotosíntesis en el Anabolismo
La fotosíntesis es un proceso anabólico clave que transforma la energía lumínica en energía química, permitiendo a plantas, algas y ciertas bacterias sintetizar glucosa a partir de dióxido de carbono y agua, liberando oxígeno como subproducto. Este proceso se divide en dos etapas principales: la fase de luz, donde la energía solar se captura y se convierte en ATP y NADPH, y la fase oscura o ciclo de Calvin, donde estos compuestos energéticos se utilizan para reducir el dióxido de carbono y formar glucosa. La fotosíntesis es fundamental no solo para la supervivencia de los organismos fotosintéticos, sino también para mantener la cadena alimenticia y la atmósfera rica en oxígeno, lo que beneficia a la mayoría de las formas de vida en la Tierra.
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1. RUTAS METABÓLICAS
OBTENCIÓN DE MATERIA Y ENERGÍA
LA CÉLULA OBTIENE MATERIA Y ENERGÍA DEL MEDIO A TRAVÉS DE REACCIONES QUÍMICAS
ENZIMAS Y SU FUNCIÓN EN EL METABOLISMO
CATALIZACIÓN DE REACCIONES QUÍMICAS
LAS ENZIMAS CATALIZAN LAS REACCIONES QUÍMICAS EN LA CÉLULA
RELACIÓN ENTRE REACCIONES QUÍMICAS
LAS REACCIONES QUÍMICAS EN LA CÉLULA ESTÁN RELACIONADAS ENTRE SÍ, DANDO LUGAR A PROCESOS MÁS COMPLEJOS
DEFINICIÓN DE RUTA METABÓLICA
UNA RUTA METABÓLICA ES UNA SECUENCIA DE REACCIONES QUÍMICAS ENLAZADAS EN LA CÉLULA
2. TIPOS DE METABOLISMO
CATABOLISMO
EL CATABOLISMO INCLUYE RUTAS METABÓLICAS DEGRADATIVAS QUE PRODUCEN ENERGÍA Y MOLÉCULAS SENCILLAS
ANABOLISMO
EL ANABOLISMO INCLUYE RUTAS METABÓLICAS DE SÍNTESIS QUE REQUIEREN ENERGÍA Y PRODUCEN MOLÉCULAS COMPLEJAS
FUNCIÓN DEL METABOLISMO EN LA CÉLULA
EL METABOLISMO ES EL CONJUNTO DE RUTAS METABÓLICAS QUE SE PRODUCEN EN LA CÉLULA PARA OBTENER ENERGÍA Y CONSTRUIR MOLÉCULAS
3. MOLÉCULAS DE ENERGÍA Y TRANSPORTE DE ELECTRONES
ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA QUÍMICA
EL ATP ES LA PRINCIPAL MOLÉCULA QUE ALMACENA ENERGÍA EN LA CÉLULA
TRANSPORTE DE ELECTRONES
LAS MOLÉCULAS DE NADH Y FADH2 TRANSPORTAN TEMPORALMENTE ELECTRONES EN LAS RUTAS METABÓLICAS
CLASIFICACIÓN DE SERES VIVOS SEGÚN SU METABOLISMO
LOS SERES VIVOS SE CLASIFICAN EN FOTÓTROFOS Y QUIMIÓTROFOS SEGÚN SU FUENTE DE ENERGÍA, Y EN AUTÓTROFOS Y HETERÓTROFOS SEGÚN SU FUENTE DE CARBONO
4. RUTAS CATABÓLICAS Y RESPIRACIÓN
GLUCÓLISIS
LA GLUCÓLISIS ES UN PROCESO CATABÓLICO QUE DEGRADA LA GLUCOSA EN DOS MOLÉCULAS DE ÁCIDO PIRÚVICO, PRODUCIENDO ATP Y NADH
RESPIRACIÓN ANAEROBIA
EN LA RESPIRACIÓN ANAEROBIA, LAS MOLÉCULAS ORGÁNICAS SE DEGRADAN COMPLETAMENTE UTILIZANDO UN ACEPTOR FINAL DE ELECTRONES INORGÁNICO
FERMENTACIÓN
LA FERMENTACIÓN ES UNA FORMA SENCILLA DE OBTENER ENERGÍA EN LA QUE LAS MOLÉCULAS ORGÁNICAS NO SE DEGRADAN COMPLETAMENTE Y EL ACEPTOR FINAL DE ELECTRONES ES UNA MOLÉCULA ORGÁNICA
RESPIRACIÓN AEROBIA
LA RESPIRACIÓN AEROBIA ES LA OXIDACIÓN Y DEGRADACIÓN COMPLETA DE UNA MOLÉCULA DE GLUCOSA UTILIZANDO UN ACEPTOR FINAL DE ELECTRONES ORGÁNICO, PRODUCIENDO GRAN CANTIDAD DE ENERGÍA EN FORMA DE ATP
5. METABOLISMO CELULAR
GLUCÓLISIS
LA GLUCÓLISIS ES UNA RUTA CATABÓLICA QUE TRANSFORMA LA GLUCOSA EN PIRUVATO, PRODUCIENDO ATP Y NADH
CICLO DE KREBS
EL CICLO DE KREBS ES UNA SERIE DE REACCIONES QUE DEGRADAN EL ACETIL-COA, LIBERANDO CO₂ Y PRODUCIENDO NADH Y FADH2
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
LA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA ES LA OXIDACIÓN DE NADH Y FADH2, PRODUCIENDO ATP A TRAVÉS DE UNA CADENA DE TRANSPORTE ELECTRÓNICO
BALANCE ENERGÉTICO DE LA RESPIRACIÓN AEROBIA
LA RESPIRACIÓN AEROBIA PRODUCE UN TOTAL DE 38 MOLÉCULAS DE ATP POR CADA MOLÉCULA DE GLUCOSA QUE SE RESPIRA
6. FOTOSÍNTESIS
FASE LUMINOSA
DURANTE LA FASE LUMINOSA, LA ENERGÍA LUMINOSA SE TRANSFORMA EN ENERGÍA QUÍMICA, PRODUCIENDO ATP, NADPH Y O2
FASE OSCURA
EN LA FASE OSCURA, EL CO2 SE TRANSFORMA EN GLUCOSA A TRAVÉS DEL CICLO DE CALVIN, UTILIZANDO EL NADPH Y EL ATP PRODUCIDOS EN LA FASE LUMINOSA
BALANCE ENERGÉTICO DE LA FOTOSÍNTESIS
LA FOTOSÍNTESIS PRODUCE GLUCOSA Y LIBERA O2 UTILIZANDO LA ENERGÍA LUMINOSA PARA PRODUCIR ATP Y NADPH
METABOLISMO CELULAR
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00
Función de las enzimas en rutas metabólicas
Catalizan reacciones químicas, aumentando la eficiencia y especificidad de los procesos metabólicos.
01
Procesos del catabolismo
Degradación de compuestos para liberar energía, incluye etapas como la glucólisis y la respiración celular.
02
Procesos del anabolismo
Síntesis de compuestos complejos a partir de moléculas sencillas, requiere energía y es fundamental para el crecimiento celular.
