METABOLISMO CELULAR Biología l metabolismo es el conjunto de procesos fisicoquímicos que ocurren dentro de los seres vivos, y que inevitablemente utilizan o producen energía. Estos procesos se agrupan en vías o rutas metabólicas, consistiendo de una serie de reacciones consecutivas, catalizadas por enzimas, que genera uno o varios productos finales, a través de metabolitos intermedios.
plantas, algas y algunas bacterias desarrollaron un mecanismo que les permite utilizarla para sintetizar moléculas altamente energéticas, como el Adenosin Trifosfato (ATP) y glucosa (que sirve de alimento y estructura), a partir de CO2 y H2O. A este proceso de aprovechamiento de la energía solar se le llama fotosíntesis (Fig. 1); el cual, genera como subproductos oxígeno molecular (O2) gaseoso y H2O.
Las rutas catabólicas o catabolismo liberan energía al romper moléculas complejas y producir otras más simples (degradación). Un ejemplo es la respiración celular, en la cual, la glucosa (C6H12O6) y otros compuestos orgánicos son degradados, en la presencia de oxígeno, a dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O). Las rutas anabólicas, o anabolismo, por el contrario, consumen energía para sintetizar moléculas complejas de otras sencillas Un ejemplo es la síntesis de proteínas. Estos procesos se conocen también como rutas biosintéticas.
El rol que efectúan los organismos fotosintéticos es importante para sustentar todas las redes tróficas (circulación de energía) del planeta, en las cuales está incluido el ser humano. Con la excepción de procariotas, la fotosíntesis se efectúa en los cloroplastos. Como su nombre lo indica, estos organelos contienen la clorofila, un pigmento color verde con la capacidad de captar energía lumínica, que es usada luego para la biosíntesis. El arreglo distintivo de la membrana interna del cloroplasto es necesario para captar la mayor cantidad de luz solar (Fig. 2).
Anabolismo y catabolismo se complementan: la energía liberada de las reacciones catabólicas es usada para almacenaje o suplir energía a las reacciones anabólicas. A continuación se explica un proceso anabólico, como es la fotosíntesis.
Figura 2. Micrografía electrónica de cloroplastos; se observan sus tilacoides al interior de color café.
La ecuación química a continuación, muestra la entrada y salida neta de la fotosíntesis: Figura 1. La fotosíntesis requiere de agua, CO2 y luz solar.
6CO2 + 6H2O
LA FOTOSÍNTESIS La captura de energía proveniente del exterior es un proceso fundamental para sustentar la vida en la Tierra, siendo la luz solar, la principal fuente energética que recibe el planeta. Es así como las
Luz Solar (Energía)
C6H12O6 + 6O2
La fotosíntesis es un proceso redox (Lección 12, Química). Las moléculas de agua se rompen y los electrones, junto con los iones H+, se remueven (oxidación); el oxígeno restante, se libera luego 49