Nutrición Celular

NUTRICIÓN CELULAR

LA NUTRICIÓN CELULAR: NECESIDADES ENERGÉTICAS DE LA CÉLULA

I. INTRODUCCIÓN.

Las células necesitan un aporte de energía desde el medio exterior pata poder realizar sus funciones vitales. Lo consiguen por medio de la nutrición (proceso por el que los seres vivos adquieren el aporte de materia y energía necesario para sus funciones vitales).

Existen dos tipos de nutrición en función de la fuente de energía exterior utilizada:

- Nutrición autótrofa (células autótrofas): poseen sistemas capaces de utilizar la energía (luminosa o química) para transformar moléculas inorgánicas sencillas (CO2, H2O, NO3-…) en moléculas orgánicas complejas.

- Nutrición heterótrofa (células heterótrofas): no poseen esos sistemas por lo que obtienen la energía a partir de la materia orgánica sintetizada por las células autótrofas.

En realidad, la nutrición la podemos estudiar a varios niveles, interdependientes entre sí:

- A nivel celular: estudio del metabolismo celular (este tema).

- A nivel organismo: estudio del funcionamiento de los organismos en su conjunto (siguientes temas).

- A nivel ecológico: estudio de las cadenas tróficas o de alimentación en los ecosistemas.

METABOLISMO: Conjunto de reacciones químicas que sucede en el interior de las células. Hay dos tipos:

- Anabolismo: reacciones químicas destructivas. Requiere aporte de energía.

- Catabolismo: reacciones químicas destructivas. Se libera energía.

ESTRUCTURA DEL A.T.P. (adenosín trifosfato)

II. NUTRICIÓN AUTÓTROFA.

Las células con nutrición autótrofa poseen sistemas para captar la energía del exterior y utilizarla para sintetizar materia orgánica a partir de moléculas inorgánicas. Atendiendo al origen de la energía utilizada en la síntesis de compuestos orgánicos, se distinguen dos tipos de nutrición autótrofa:

- Nutrición autótrofa fotosintética o fotosíntesis: energía luminosa.

- Nutrición autótrofa quimiosintética o quimiosíntesis: energía química.

1. NUTRICIÓN AUTÓTROFA FOTOSINTÉTICA (=FOTOSÍNTESIS).

La fotosíntesis es un conjunto de procesos por el que a partir de sustancias inorgánicas pobres en energía (CO2, H2O, y otros), se sintetizan sustancias orgánicas complejas, utilizando la energía solar como fuente de energía, que es captada por un conjunto de pigmentos.

Tiene lugar en las bacterias fotosintéticas y en los cloroplastos de las células vegetales y de las algas, en dos etapas separadas en el espacio y en el tiempo:

1) Fase luminosa: en la membrana de los tilacoides. Consiste en la captación de la energía solar y su transformación en energía química (ATP y NADPH2).

2) Fase oscura: utilización de la energía química formada en la fase luminosa para sintetizar compuestos orgánicos.

FASE LUMINOSA.

La luz solar es absorbida por los pigmentos que se encuentran en la membrana de los tilacoides de los cloroplastos formando fotosistemas (FS).

Un FS está constituido por:

- Pigmentos antena que captan la energía solar. Clorofilas sobre todo; también carotenos y xantofilas.

- Centro de reacción fotoquímico: es una molécula de clorofila especial que recibe la energía que le transmiten los pigmentos antena y reacciona cediendo un electrón a una cadena transportadora de electrones.

Hay dos tipos de FS (el FSI y el FSII) que colaboran para que la fotosíntesis pueda tener lugar. El proceso es bastante complejo. Cuando la luz incide sobre un fotosistema, éstos absorben energía que es transmitida a una molécula de clorofila especial (el CRF), que cede un electrón a una cadena transportadora de electrones. En la molécula de clorofila queda un “hueco electrónico” que es rellenado por un electrón cedido por otro compuesto.

El resultado de la fase luminosa es la obtención de ATP y NADPH2 que se utilizarán en la fase oscura de la fotosíntesis.

FASE OSCURA

❑ En la fase oscura se produce la síntesis de la glucosa, utilizando:

- Los productos de la fase luminosa (ATP y NADPH). No es necesaria la presencia de luz.

- CO2 (tomado de la atmósfera por las plantas terrestres, o del agua en las plantas acuáticas/algas)

- H2O (tomada del suelo por las plantas terrestres).

❑ Tiene lugar en el estroma de los cloroplastos.

❑ Organismos fotosintéticos:

- Plantas y algas.

- Bacterias fotosintéticas (sólo FSI) y cianobacterias (algas azules).

❑ Cómo sucede: mediante un conjunto de reacciones que forman el Ciclo de Calvin que tiene lugar en el estroma de los cloroplastos.

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