Las células procariotas, incluyendo bacterias y arqueas, realizan funciones esenciales como nutrición, metabolismo y reproducción. Adaptadas a diversos ambientes, estas células utilizan estrategias como la fototrofia y la quimiotrofia para obtener energía, y pueden ser autótrofas o heterótrofas según su fuente de carbono. La generación de ATP y la fijación de carbono son procesos clave en su metabolismo, que tiene un impacto significativo en la biotecnología y el ciclo global del carbono.
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Las células procariotas obtienen nutrientes y energía del medio para su supervivencia y proliferación
Síntesis de ATP
La síntesis de ATP actúa como moneda energética en los procesos metabólicos de las células procariotas
Cofactores esenciales
Los cofactores NADH y FADH2 son esenciales para las reacciones redox en la célula procariota
Las células procariotas eliminan los desechos resultantes de la metabolización de nutrientes
La diversidad metabólica de las células procariotas les permite adaptarse a una amplia gama de ambientes
La diversidad metabólica de las células procariotas tiene aplicaciones en la producción de alimentos fermentados y en la bioremediación
El metabolismo procariótico se divide en catabolismo, que degrada sustancias para obtener energía, y anabolismo, que utiliza esa energía para sintetizar componentes celulares y mantener funciones vitales
Los procariotas pueden obtener energía a través de la fototrofia, utilizando la luz solar, o la quimiotrofia, mediante reacciones químicas
Los procariotas pueden utilizar donadores de electrones orgánicos (organotrofia) o inorgánicos (litotrofia) en sus procesos metabólicos
Los procariotas pueden fijar el CO2 atmosférico (autótrofos) o metabolizar compuestos orgánicos (heterótrofos) para obtener carbono
Las células procariotas pueden generar ATP directamente a partir de reacciones bioquímicas específicas
La fosforilación oxidativa ocurre durante la respiración celular y la fotofosforilación en organismos fotosintéticos, ambas generan ATP
Además de ATP, las células procariotas también sintetizan cofactores reducidos como NADH, NADPH y FADH2, esenciales para otras reacciones metabólicas
Los nutrientes pueden ser transportados a través de la membrana celular por difusión simple o facilitada mediante proteínas transportadoras
El transporte activo requiere energía y puede ocurrir a través de sistemas como el de unión a ATP, transporte acoplado a iones, cotransporte y antitransporte
La translocación de grupo es un mecanismo especializado de transporte activo que utiliza el sistema de fosfotransferasa para transportar azúcares a la célula
La fijación de carbono es un proceso esencial para los procariotas autótrofos que convierte el CO2 en compuestos orgánicos
Existen diversas rutas metabólicas para la fijación de carbono en procariotas, como el ciclo de Calvin, el ciclo reductivo de los ácidos tricarboxílicos, el ciclo del dicarboxilato-4-hidroxibutirato y la vía reductiva del acetil-CoA