¿Qué es el metabolismo celular?
El metabolismo celular es un término general que abarca todas las reacciones químicas que convierten la energía o usan energía dentro de una célula. Las células de los humanos y muchos otros organismos multicelulares utilizan el proceso de respiración aeróbica para convertir los alimentos en energía. Las plantas y algunos microorganismos realizan el proceso de fotosíntesis. Otros organismos usan respiración anaeróbica o fermentación, tipos de metabolismo celular que no requieren oxígeno.
Dos tipos de reacciones químicas ocurren en el metabolismo celular, reacciones catabólicas y reacciones anabólicas. Las reacciones catabólicas producen energía para que la célula la use, mientras que las reacciones anabólicas requieren energía para crear moléculas que son necesarias para que la célula continúe funcionando. Las células almacenan energía en forma de trifosfato de adenosina (ATP), que es creado por reacciones catabólicas y utilizado por reacciones anabólicas.
La respiración aeróbica descompone las fuentes orgánicas de carbono, como los carbohidratos, las proteínas y las grasas. Primero, el proceso de glucólisis descompone una molécula de glucosa, un azúcar con seis átomos de carbono, en dos moléculas de piruvato, dos moléculas de dinucleótido de nicotinamida y adenina (NADH) y dos moléculas de ATP. El ciclo de Kreb, también llamado ciclo del ácido cítrico (CAC) o ciclo del ácido tricarboxílico (TCA), descompone aún más el piruvato creado durante la glucólisis en dióxido de carbono y agua, creando dos moléculas más de ATP en el proceso. Un mecanismo llamado cadena de transporte de electrones transfiere átomos de hidrógeno de NADH a oxígeno. Esta transferencia libera energía, que se utiliza para crear 34 moléculas más de ATP.
La glucólisis y el ciclo de Kreb tienen lugar de la misma manera en la respiración anaeróbica que en la respiración aeróbica. Sin embargo, en la cadena de transporte de electrones, las moléculas inorgánicas (moléculas que no contienen carbono) se utilizan como aceptadores de electrones en lugar de oxígeno. El tipo de molécula inorgánica utilizada depende del organismo. Por ejemplo, algunos organismos usan compuestos que contienen azufre, y algunos usan compuestos que contienen nitrógeno. La respiración anaeróbica produce un total de 36 moléculas de ATP, en comparación con 38 para la respiración aeróbica.
La fermentación es otra forma de metabolismo anaeróbico, pero a diferencia de la respiración anaeróbica, no involucra una cadena de transporte de electrones o el ciclo de Kreb. La glucólisis descompone las moléculas orgánicas para crear energía. Dado que la glucólisis es la única reacción que tiene lugar en la fermentación, produce solo dos moléculas de ATP por molécula de glucosa.
Las plantas y algunos microorganismos, todos los cuales están clasificados como fotoautótrofos, obtienen su energía de una forma de metabolismo celular llamada fotosíntesis, en lugar de la respiración. Los fotoautótrofos obtienen energía de la luz y la convierten en energía química en forma de ATP. Luego, las células usan el ATP para convertir el dióxido de carbono en glucosa y otros nutrientes que el organismo necesita.