El proceso por el cual las células degradan las moléculas de alimento para obtener energía recibe el nombre de RESPIRACIÓN CELULAR.

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Para utilizar esta reserva de energía, las células descomponen la glucosa, liberan la energía contenida en esta molécula y la utilizan para producir ATP. La descomposición completa de la glucosa, proceso conocido también como metabolismo de la glucosa, produce mucho ATP Y libera como residuos finales CO2 y H2O, los mismos reactivos originales de la fotosíntesis:

Gran parte de la energía contenida en la glucosa es transformada a energía calórica durante el metabolismo, la que es liberada a la atmósfera. Una fracción menor de la energía de la glucosa es utilizada como energía química para la fabricación de nuevas estructuras y para el funcionamiento de los organismos. El metabolismo que posibilita la descomposición completa de la glucosa en células eucariontes se conoce como respiración celular, que se realiza en el citoplasma y en las mitocondrias. Este proceso comprende tres etapas: glucólisis, ciclo de Krebs y la cadena transportadora de electrones.

Glucólisis

Se realiza en el citoplasma de la célula y es un proceso anaeróbico, es decir, que no requiere la presencia de oxígeno. En esta etapa, la molécula de glucosa es dividida en 2 moléculas de ácido pirúvico, de 3 carbonos cada una, y esta división libera energía suficiente para sintetizar 4 ATP Y 2 NADH (portador de electrones). Sin embargo, la producción neta es de2 ATP porque la glucólisis requiere 2 ATP para ocurrir.

El ácido pirúvico producto de la glucólisis puede seguir dos rutas metabólicas diferentes:

- En ausencia de oxígeno (ambiente anaeróbico) se produce lafermentación del ácido pirúvico. Este puede transformarse en lactato (fermentación láctica), lo que ocurre habitualmente en las células musculares cuando hay esfuerzo físico, alta demanda energética y poco oxígeno disponible, o en etanol (fermentación etílica), lo que ocurre cuando las levaduras transforman el jugo de uva en vino.

- En presencia de oxígeno (ambiente aeróbico), el ácido pirúvico ingresa a las mitocondrias y se desarrolla la respiración celular.

Ciclo de Krebs o Ciclo del Ácido Cítrico

Este proceso se realiza en las mitocondrias, tanto en la matriz como en el compartimiento intermembranoso, y requiere la presencia de oxígeno. Se produce cuando el ácido pirúvico generado en la glucólisis entra en la mitocondria y en este proceso es transformado en acetil coenzima A, liberando una molécula de CO2, que sale de la célula.

Luego, el acetil coenzima A entra al ciclo de Krebs y experimenta cambios que dan origen a 2 moléculas de CO2. Como consecuencia de estas reacciones se obtienen 3 moléculas de NADH, una de FADH2 (molécula portadora de electrones) y una molécula de ATP.

Como en la glucólisis se producen dos moléculas de ácido pirúvico por la degradación de una molécula de glucosa, se forman dos moléculas de acetil coenzima A y, por ende, los productos generados se multiplican por dos, generándose 6 NADH, 2 FADH2 Y 2 ATP.

Cadena transportadora de electrones

Terminado el ciclo de Krebs, se da inicio a la cadena transportadora de electrones, formada por un grupo de enzimas ubicadas en la membrana intema de la mitocondria, que aceptan y transfieren electrones. En esta cadena, tanto NADH como FADH2 ceden sus electrones, produciendo energía que es utilizada para bombear H+ al interior del compartimiento intermembranoso, donde se acumulan. Los electrones se unen al oxígeno, aceptor final de la cadena, formando una molécula de agua. Debido al flujo de electrones, más la energía proporcionada por los NADH y FADH2 se forman moléculas de ATP: por cada NADH se forman 3 ATP Y por cada FADH2 se sintetizan 2 ATP.

Haciendo un balance total de las reacciones ocurridas en la glucólisis y la respiración celular, se puede decir que se producen 38 ATP como balance neto por cada molécula de glucosa degradada íntegramente.

Fotosíntesis

La Fotosíntesis es el proceso a través del cual las plantas, las algas y algún tipo de bacteria captan la energía de la luz que emana el sol y la utilizan para transformar la materia inorgánica de su medio externo en materia orgánica que les resultará fundamental a la hora de su crecimiento y desarrollo.

Si bien con algunas bacterias no se cumple esta situación, durante el proceso de fotosíntesis siempre se producirá la liberación de oxígeno molecular hacia la atmósfera.

Cuando se trata de plantas o de algas eucarióticas, este proceso de la fotosíntesis se lleva a cabo en un orgánulo especializado que se conoce como cloroplasto El mencionado orgánulo estructuralmente se encuentra delimitado por dos membranas que lo separarán del citoplasma circundante y en su interior se puede observar una fase acuosa que contiene una importante cantidad de proteínas e hidratos de carbono y por una serie de membranas denominadas tilacoides.

La fotosíntesis se realiza en dos etapas: una serie de reacciones que dependen de la luz y son independientes de la temperatura, y otra serie que dependen de la temperatura y son independientes de la luz. La velocidad de la primera etapa, llamada reacción lumínica, aumenta con la intensidad luminosa (dentro de ciertos límites), pero no con la temperatura. En la segunda etapa, llamada reacción en la oscuridad, la velocidad aumenta con la temperatura (dentro de ciertos límites), pero no con la intensidad luminosa.

- REACCIÓN LUMINICA

La primera etapa de la fotosíntesis es la absorción de luz por los pigmentos. La clorofila es el más importante de éstos, y es esencial para el proceso. Captura la luz de las regiones violeta y roja del espectro y la transforma en energía química mediante una serie de reacciones. Los distintos tipos de clorofila y otros pigmentos, llamados carotenoides y ficobilinas, absorben longitudes de onda luminosas algo distintas y transfieren la energía a la clorofila A, que termina el proceso de transformación. Estos pigmentos accesorios amplían el espectro de energía luminosa que aprovecha la fotosíntesis.

La fotosíntesis tiene lugar dentro de las células, en orgánulos llamados cloroplastos que contienen las clorofilas y otros compuestos, en especialenzimas, necesarios para realizar las distintas reacciones. Estos compuestos están organizados en unidades de cloroplastos llamadas tilacoides; en el interior de éstos, los pigmentos se disponen en subunidades llamadas fotosistemas. Cuando los pigmentos absorben luz, sus electrones ocupan niveles