T.8 NUTRICIÓN CELULAR. EL METABOLISMO
NUTRICIÓN. CONCEPTO Y TIPOS
La nutrición celular es el conjunto de procesos que permiten la introducción de los
nutrientes en la célula y su posterior conversión en energía y en las biomoléculas
necesarias para el mantenimiento de las funciones vitales.
Si clasificamos a los organismos según su fuente de carbono, distinguimos entre:
➔ Organismos autótrofos: aquellos que obtienen sus moléculas orgánicas a partir
de moléculas inorgánicas (asimilan el CO2)
➔ Organismos heterótrofos: aquellos que obtienen sus moléculas orgánicas a partir
de otras moléculas orgánicas sencillas previamente sintetizadas.
Si clasificamos a los organismos según su fuente de obtención de energía distinguimos
entre:
➔ Organismos fotótrofos: aquellos que emplean la energía luminosa para sintetizar
ATP
➔ Organismos quimiótrofos: aquellos que emplean la energía química contenida en
los enlaces de las moléculas que oxidan para sintetizar ATP.
Si clasificamos a los organismos según su fuente electrones* distinguimos entre:
➔ Organismos litótrofos: aquellos que oxidan (quitan electrones) a moléculas
orgánicas
➔ Organismos organótrofos: aquellos que oxidan (quitan electrones) a moléculas
orgánicas
Si clasificamos a los organismos según el último aceptor de electrones distinguimos
entre:
➔ Organismos aerobios: si el último aceptor de electrones es el O2
➔ Organismos anaerobios: si el último aceptor es otra sustancia diferente al O2
* Oxidante (proceso de reducción), gana electrones disminuyendo el número de
oxidación.
Reductor (proceso de oxidación), pierde electrones aumentando el número de oxidación.
METABOLISMO
El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en la célula para
satisfacer sus necesidades de materia y energía. Son reacciones de oxidación-reducción
catalizadas por enzimas, compartimentadas y acopladas energéticamente a través de
ATP.
-Características molécula de ATP-
● Composición química. El adenosín trifosfato está formado por una base
nitrogenada (adenina), por una ribosa y por tres moléculas de ácido fosfórico.
● Función. La célula lo utiliza como intermediario energético o vehículo en la
transferencia de energía celular (“moneda de cambio energético”), como
coenzima, regulador enzimático…
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, ● Funcionamiento en la transferencia de energía. El ATP se forma por fosforilación
de ADP y la energía acumulada en esas reacciones puede cederse y utilizarse
nuevamente por otras reacciones mediante la hidrólisis de este ATP. Es decir: ADP
+ Pi (energía) ATP
● En la célula animal se sintetiza ATP en las mitocondrias mediante la
fosforilación oxidativa que ocurre al final del proceso de la respiración celular.
● En la célula vegetal, además de en las mitocondrias, se sintetiza ATP en los
cloroplastos mediante la fotofosforilación que ocurre en el proceso de la
fotosíntesis.
En el metabolismo vamos a asistir a reacciones de oxidación-reducción en las que se
transfieren electrones en forma de átomos de hidrógeno, es decir, asociados a un protón
(H+)
Existen nucleótidos como el NAD, NADP, FAD que actúan como coenzimas en reacciones
de oxidación-reducción, funcionando como transportadores de electrones (hidrógenos).
De esta manera, se pueden encontrar tanto en su forma oxidada (NAD+, NADP+, FAD)
como en su forma reducida (NADH, NADPH, FADH2) en cuyo caso habrán captado átomos
de hidrógeno liberados por las moléculas que se oxidan y los transfieren a las moléculas
aceptoras, que se reducirán.
Esta transferencia libera una gran cantidad de energía que estaba almacenada en los
enlaces de los que formaban parte.
El metabolismo comprende reacciones catabólicas que degradan las biomoléculas (con
las que se obtiene energía) y anabólicas, destinadas a la obtención de moléculas con
gasto de energía:
➔ El catabolismo es el conjunto de reacciones metabólicas exergónicas
(desprenden energía libre) mediante las cuales las células degradan (oxidan) las
moléculas complejas para obtener moléculas sencillas, energía(ATP) y poder
reductor (NADH, NADPH, FADH2 ). Es, por lo tanto, un proceso convergente: desde
reactivos variados (proteínas, glúcidos…) se obtienen pocos productos.
Estudiaremos la glucólisis, respiración celular, fermentación y β-oxidación.
➔ El anabolismo es el conjunto de reacciones metabólicas endergónicas (requieren
absorción de energía libre)mediante las cuales las células sintetizan (reducen),
con gasto de energía, la mayoría de las sustancias que necesitan para realizar sus
funciones vitales. Se necesita, por lo tanto, ATP y poder reductor. Es un proceso
divergente: de reactivos escasos (H2O, CO2, glucosa, aminoácidos…) se obtienen
muchos productos. Estudiaremos la fotosíntesis y la quimiosíntesis.
CATABOLISMO. GLUCÓLISIS
La glucólisis es la secuencia de reacciones que convierte una molécula de glucosa ( de seis
átomos de carbono) en dos moléculas de ácido pirúvico ( de tres átomos de carbono cada
una) con liberación de energía (ATP). Puede llevarse a cabo en condiciones aeróbicas o
anaeróbicas.
➔ Localización. Citoplasma (citosol) de todas las células( eucarióticas o procarióticas)
➔ Moléculas iniciales: glucosa, 2 ATP, 2 NAD+, 4 ADP, 2Pi
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NUTRICIÓN. CONCEPTO Y TIPOS
La nutrición celular es el conjunto de procesos que permiten la introducción de los
nutrientes en la célula y su posterior conversión en energía y en las biomoléculas
necesarias para el mantenimiento de las funciones vitales.
Si clasificamos a los organismos según su fuente de carbono, distinguimos entre:
➔ Organismos autótrofos: aquellos que obtienen sus moléculas orgánicas a partir
de moléculas inorgánicas (asimilan el CO2)
➔ Organismos heterótrofos: aquellos que obtienen sus moléculas orgánicas a partir
de otras moléculas orgánicas sencillas previamente sintetizadas.
Si clasificamos a los organismos según su fuente de obtención de energía distinguimos
entre:
➔ Organismos fotótrofos: aquellos que emplean la energía luminosa para sintetizar
ATP
➔ Organismos quimiótrofos: aquellos que emplean la energía química contenida en
los enlaces de las moléculas que oxidan para sintetizar ATP.
Si clasificamos a los organismos según su fuente electrones* distinguimos entre:
➔ Organismos litótrofos: aquellos que oxidan (quitan electrones) a moléculas
orgánicas
➔ Organismos organótrofos: aquellos que oxidan (quitan electrones) a moléculas
orgánicas
Si clasificamos a los organismos según el último aceptor de electrones distinguimos
entre:
➔ Organismos aerobios: si el último aceptor de electrones es el O2
➔ Organismos anaerobios: si el último aceptor es otra sustancia diferente al O2
* Oxidante (proceso de reducción), gana electrones disminuyendo el número de
oxidación.
Reductor (proceso de oxidación), pierde electrones aumentando el número de oxidación.
METABOLISMO
El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en la célula para
satisfacer sus necesidades de materia y energía. Son reacciones de oxidación-reducción
catalizadas por enzimas, compartimentadas y acopladas energéticamente a través de
ATP.
-Características molécula de ATP-
● Composición química. El adenosín trifosfato está formado por una base
nitrogenada (adenina), por una ribosa y por tres moléculas de ácido fosfórico.
● Función. La célula lo utiliza como intermediario energético o vehículo en la
transferencia de energía celular (“moneda de cambio energético”), como
coenzima, regulador enzimático…
1
, ● Funcionamiento en la transferencia de energía. El ATP se forma por fosforilación
de ADP y la energía acumulada en esas reacciones puede cederse y utilizarse
nuevamente por otras reacciones mediante la hidrólisis de este ATP. Es decir: ADP
+ Pi (energía) ATP
● En la célula animal se sintetiza ATP en las mitocondrias mediante la
fosforilación oxidativa que ocurre al final del proceso de la respiración celular.
● En la célula vegetal, además de en las mitocondrias, se sintetiza ATP en los
cloroplastos mediante la fotofosforilación que ocurre en el proceso de la
fotosíntesis.
En el metabolismo vamos a asistir a reacciones de oxidación-reducción en las que se
transfieren electrones en forma de átomos de hidrógeno, es decir, asociados a un protón
(H+)
Existen nucleótidos como el NAD, NADP, FAD que actúan como coenzimas en reacciones
de oxidación-reducción, funcionando como transportadores de electrones (hidrógenos).
De esta manera, se pueden encontrar tanto en su forma oxidada (NAD+, NADP+, FAD)
como en su forma reducida (NADH, NADPH, FADH2) en cuyo caso habrán captado átomos
de hidrógeno liberados por las moléculas que se oxidan y los transfieren a las moléculas
aceptoras, que se reducirán.
Esta transferencia libera una gran cantidad de energía que estaba almacenada en los
enlaces de los que formaban parte.
El metabolismo comprende reacciones catabólicas que degradan las biomoléculas (con
las que se obtiene energía) y anabólicas, destinadas a la obtención de moléculas con
gasto de energía:
➔ El catabolismo es el conjunto de reacciones metabólicas exergónicas
(desprenden energía libre) mediante las cuales las células degradan (oxidan) las
moléculas complejas para obtener moléculas sencillas, energía(ATP) y poder
reductor (NADH, NADPH, FADH2 ). Es, por lo tanto, un proceso convergente: desde
reactivos variados (proteínas, glúcidos…) se obtienen pocos productos.
Estudiaremos la glucólisis, respiración celular, fermentación y β-oxidación.
➔ El anabolismo es el conjunto de reacciones metabólicas endergónicas (requieren
absorción de energía libre)mediante las cuales las células sintetizan (reducen),
con gasto de energía, la mayoría de las sustancias que necesitan para realizar sus
funciones vitales. Se necesita, por lo tanto, ATP y poder reductor. Es un proceso
divergente: de reactivos escasos (H2O, CO2, glucosa, aminoácidos…) se obtienen
muchos productos. Estudiaremos la fotosíntesis y la quimiosíntesis.
CATABOLISMO. GLUCÓLISIS
La glucólisis es la secuencia de reacciones que convierte una molécula de glucosa ( de seis
átomos de carbono) en dos moléculas de ácido pirúvico ( de tres átomos de carbono cada
una) con liberación de energía (ATP). Puede llevarse a cabo en condiciones aeróbicas o
anaeróbicas.
➔ Localización. Citoplasma (citosol) de todas las células( eucarióticas o procarióticas)
➔ Moléculas iniciales: glucosa, 2 ATP, 2 NAD+, 4 ADP, 2Pi
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