METABOLISMO CELULAR. ANABOLISMO
1. ANABOLISMO
El anabolismo representa la vía constructiva del metabolismo, es decir, consiste en la síntesis
de moléculas complejas a partir de otras más sencillas, con el consiguiente gasto de energía,
tomada de los ATP producidos durante las fases catabólicas.
Estas moléculas sintetizadas pueden:
▪ Formar parte de la propia estructura de la célula.
▪ Ser almacenadas para su posterior utilización como fuente de energía.
▪ Ser exportadas al exterior de la célula.
2. FOTOSÍNTESIS
La fotosíntesis puede definirse como un proceso de tipo anabólico mediante el cual muchos
seres vivos son capaces de utilizar la energía luminosa para sintetizar materia orgánica. Este
proceso es posible gracias a unas moléculas especiales, los pigmentos fotosintéticos, que se
encuentran en los cloroplastos, concretamente en las membranas de los tilacoides y que son
capaces de captar la energía luminosa y utilizarla para activar algunos de sus electrones y
transferirlos a otros átomos.
La fotosíntesis del carbono es la principal y la mejor conocida, pero no es la única ruta
fotosintética.
La fotosíntesis es un proceso de nutrición autótrofa en el que, utilizando energía luminosa, se
sintetiza materia orgánica (principalmente glúcidos) a partir de compuestos inorgánicos como el
dióxido de carbono, agua y sales minerales (fosfatos, nitratos, sulfatos, etc). El O 2 resultante de
la ruptura de las moléculas de H2O que intervienen en el proceso, se desprende como producto de
desecho en un volumen igual al CO2 reducido.
Luz
CO2 + H2O + sales minerales + energía luminosa ▬▬▬▬▬▬▬▬► Materia orgánica + O2
Luz
6 CO2 + 6 H2O ▬▬▬▬▬▬▬▬► C6H12O6 + 6 O2
Como podemos ver, la fotosíntesis y la respiración celular son procesos químicamente
opuestos, siendo sus ecuaciones generales casi idénticas pero invertidas:
1
, La fotosíntesis la realizan las algas unicelulares y todos los vegetales, pero también algunos
organismos procariotas como las cianobacterias y algunas bacterias.
2.1 VISIÓN GENERAL DE LA FOTOSÍNTESIS
En la fotosíntesis se pueden diferenciar dos fases en función de su dependencia de la luz:
Fase luminosa o dependiente de la luz. Ocurre en los tilacoides. En esta fase se capta la
energía luminosa y se genera ATP (energía química utilizable) y nucleótidos reducidos
(NADPH + H+).
Fase oscura o independiente de la luz. Tiene lugar en el estroma de los cloroplastos. En
esta fase se emplean el ATP y los nucleótidos reducidos (NADPH + H +) que se han obtenido
en la fase luminosa para sintetizar moléculas orgánicas. Así, en la fotosíntesis de los
compuestos de carbono, se obtienen hidratos de carbono a partir del CO 2 atmosférico. Es de
destacar que la fase oscura, a pesar de su nombre, se realiza también durante el día, pues
precisa ATP y el (NADPH + H+) que se obtiene en la fase luminosa.
La ecuación global de la fotosíntesis de una molécula de glucosa es la siguiente:
6CO2 + 12H2O + Energía luminosa ▬▬▬►C6H12O6 + 6H2O + 6O2
En esta ecuación ingresan 12 moléculas de agua y se producen seis.
2.2 FASES DE LA FOTOSÍNTESIS
A) Fase luminosa de la fotosíntesis:
La fase luminosa tiene por objeto captar la energía luminosa y
transformarla en energía química utilizable (ATP) y poder
reductor (NADPH) que se utilizan posteriormente en la fase
oscura.
Este proceso se produce gracias a unos pigmentos localizados
en los tilacoides (cloroplastos). Los más importantes son las
clorofilas, aunque existe también una cierta cantidad de
pigmentos accesorios (carotenos y xantofilas).
Estos pigmentos se encuentran asociados a proteínas
formando los complejos antena que se encargan de captar la luz y pasarla a una molécula especial
de clorofila llamada centro de reacción o Fotosistema. Hay dos fotosistemas, el Fotosistema I
(PSI), cuya “clorofila” del centro de reacción capta la longitud de onda de 700 nm (nanómetros)
y el Fotosistema II (PSII), cuya “clorofila” capta la luz de 680 nm. La fase luminosa puede
presentarse en dos modalidades: con transporte acíclico de electrones y con transporte cíclico.
En la primera intervienen los fotosistemas I y II, y en la segunda, solo el fotosistema I.
1. Fase luminosa acíclica
En esta fase ocurren tres procesos: la fotolisis del agua, la fotofosforilación del ADP y la
fotorreducción del NADP.
Fotolisis del agua.
Cuando la luz incide en el fotosistema I (PSI) excita a la clorofila (P700), de la que salen dos
electrones que son cedidos a un compuesto de la cadena de transporte electrónico (ferredoxina)
y, finalmente, son aceptados por el NADP que queda reducido a NADPH + H+. Como consecuencia
de este proceso la clorofila del fotosistema I queda oxidada.
La incidencia de la luz sobre el PSII excita igualmente a la clorofila de este fotosistema
(P680), que cede 2e- al primer compuesto aceptor de electrones. El primer aceptor cede los
electrones a una cadena de transporte electrónico que, en último término, los cede a la clorofila
(P700) del fotosistema I, que recupera de esta forma los electrones perdidos.
Para reponer los dos electrones perdidos por la clorofila (P680) del PSII, se produce la
hidrólisis del agua, conocida como
fotolisis.
Luz
2
1. ANABOLISMO
El anabolismo representa la vía constructiva del metabolismo, es decir, consiste en la síntesis
de moléculas complejas a partir de otras más sencillas, con el consiguiente gasto de energía,
tomada de los ATP producidos durante las fases catabólicas.
Estas moléculas sintetizadas pueden:
▪ Formar parte de la propia estructura de la célula.
▪ Ser almacenadas para su posterior utilización como fuente de energía.
▪ Ser exportadas al exterior de la célula.
2. FOTOSÍNTESIS
La fotosíntesis puede definirse como un proceso de tipo anabólico mediante el cual muchos
seres vivos son capaces de utilizar la energía luminosa para sintetizar materia orgánica. Este
proceso es posible gracias a unas moléculas especiales, los pigmentos fotosintéticos, que se
encuentran en los cloroplastos, concretamente en las membranas de los tilacoides y que son
capaces de captar la energía luminosa y utilizarla para activar algunos de sus electrones y
transferirlos a otros átomos.
La fotosíntesis del carbono es la principal y la mejor conocida, pero no es la única ruta
fotosintética.
La fotosíntesis es un proceso de nutrición autótrofa en el que, utilizando energía luminosa, se
sintetiza materia orgánica (principalmente glúcidos) a partir de compuestos inorgánicos como el
dióxido de carbono, agua y sales minerales (fosfatos, nitratos, sulfatos, etc). El O 2 resultante de
la ruptura de las moléculas de H2O que intervienen en el proceso, se desprende como producto de
desecho en un volumen igual al CO2 reducido.
Luz
CO2 + H2O + sales minerales + energía luminosa ▬▬▬▬▬▬▬▬► Materia orgánica + O2
Luz
6 CO2 + 6 H2O ▬▬▬▬▬▬▬▬► C6H12O6 + 6 O2
Como podemos ver, la fotosíntesis y la respiración celular son procesos químicamente
opuestos, siendo sus ecuaciones generales casi idénticas pero invertidas:
1
, La fotosíntesis la realizan las algas unicelulares y todos los vegetales, pero también algunos
organismos procariotas como las cianobacterias y algunas bacterias.
2.1 VISIÓN GENERAL DE LA FOTOSÍNTESIS
En la fotosíntesis se pueden diferenciar dos fases en función de su dependencia de la luz:
Fase luminosa o dependiente de la luz. Ocurre en los tilacoides. En esta fase se capta la
energía luminosa y se genera ATP (energía química utilizable) y nucleótidos reducidos
(NADPH + H+).
Fase oscura o independiente de la luz. Tiene lugar en el estroma de los cloroplastos. En
esta fase se emplean el ATP y los nucleótidos reducidos (NADPH + H +) que se han obtenido
en la fase luminosa para sintetizar moléculas orgánicas. Así, en la fotosíntesis de los
compuestos de carbono, se obtienen hidratos de carbono a partir del CO 2 atmosférico. Es de
destacar que la fase oscura, a pesar de su nombre, se realiza también durante el día, pues
precisa ATP y el (NADPH + H+) que se obtiene en la fase luminosa.
La ecuación global de la fotosíntesis de una molécula de glucosa es la siguiente:
6CO2 + 12H2O + Energía luminosa ▬▬▬►C6H12O6 + 6H2O + 6O2
En esta ecuación ingresan 12 moléculas de agua y se producen seis.
2.2 FASES DE LA FOTOSÍNTESIS
A) Fase luminosa de la fotosíntesis:
La fase luminosa tiene por objeto captar la energía luminosa y
transformarla en energía química utilizable (ATP) y poder
reductor (NADPH) que se utilizan posteriormente en la fase
oscura.
Este proceso se produce gracias a unos pigmentos localizados
en los tilacoides (cloroplastos). Los más importantes son las
clorofilas, aunque existe también una cierta cantidad de
pigmentos accesorios (carotenos y xantofilas).
Estos pigmentos se encuentran asociados a proteínas
formando los complejos antena que se encargan de captar la luz y pasarla a una molécula especial
de clorofila llamada centro de reacción o Fotosistema. Hay dos fotosistemas, el Fotosistema I
(PSI), cuya “clorofila” del centro de reacción capta la longitud de onda de 700 nm (nanómetros)
y el Fotosistema II (PSII), cuya “clorofila” capta la luz de 680 nm. La fase luminosa puede
presentarse en dos modalidades: con transporte acíclico de electrones y con transporte cíclico.
En la primera intervienen los fotosistemas I y II, y en la segunda, solo el fotosistema I.
1. Fase luminosa acíclica
En esta fase ocurren tres procesos: la fotolisis del agua, la fotofosforilación del ADP y la
fotorreducción del NADP.
Fotolisis del agua.
Cuando la luz incide en el fotosistema I (PSI) excita a la clorofila (P700), de la que salen dos
electrones que son cedidos a un compuesto de la cadena de transporte electrónico (ferredoxina)
y, finalmente, son aceptados por el NADP que queda reducido a NADPH + H+. Como consecuencia
de este proceso la clorofila del fotosistema I queda oxidada.
La incidencia de la luz sobre el PSII excita igualmente a la clorofila de este fotosistema
(P680), que cede 2e- al primer compuesto aceptor de electrones. El primer aceptor cede los
electrones a una cadena de transporte electrónico que, en último término, los cede a la clorofila
(P700) del fotosistema I, que recupera de esta forma los electrones perdidos.
Para reponer los dos electrones perdidos por la clorofila (P680) del PSII, se produce la
hidrólisis del agua, conocida como
fotolisis.
Luz
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