Energía metabólica

Energía metabólica: es aquella generada por los organismos vivos gracias a procesos químicos de oxidación como producto de los alimentos que ingieren.
El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que realizan las células para  obtener energía, y  sintetizar compuestos .

Las reacciones metabólicas pueden ser de dos tipos:

  • Anabólicas, en donde la célula a partir de los nutrientes que incorpora del medio externo, construye sus propias moléculas y para esto consume energía, son reacciones endergónicas.
  • Catabólicas, en donde la célula degrada sustancias (glucosa) y obtiene energía (reacciones exergónicas),  que utiliza para cumplir con sus funciones celulares tales como:
  • Síntesis de compuestos orgánicos ( moléculas ricas en energía química formadas por moléculas menores).
  • Transporte de sustancias: las células han de transportar sustancias por las membranas y dentro de la célula.
  • Movimientos: muchas células son móviles por orgánulos especializados (cilios y flagelos), por contracciones (musculares y otras) o por crecimiento interior del citoesqueleto (microtúbulos).
  • Reproducirse y continuar la vida.
Ya que la vida es una competencia para una mejor utilización de los recursos energéticos; una célula puede considerarse como un sistema complejo de transformaciones energéticas, en donde las reacciones, catabólicas y anabólicas  se asocian,  la energía liberada en una reacción es utilizada por   la otra; en donde las células sintetizan moléculas portadoras de energía (ATP) que son capaces de capturar la energía de las reacciones exergónicas y las llevan a las reacciones endergónicas, y en donde las células regulan las reacciones químicas por medio de catalizadores biológicos: ENZIMAS. No se puede mostrar la imagen  “http://www.porquebiotecnologia.com.ar/educacion/cuaderno/img_c105/fig2.jpg”  porque contiene errores.

                       
Relación entre reacciones catabólicas y anabólicas:

Las reacciones anabólicas y catabólicas dependen unas de otras, energéticamente y desde el punto de vista de la materia.
La energía liberada por unas es usada por las otras, y los productos de unas son materia prima de las otras.

             
¿Que es el ATP?

ATP, trifosfato de adenosina, nucleótido compuesto por la adenina (base nitrogenada), un azúcar (ribosa) y tres grupos fosfato, es una sustancia que existe en todos los seres vivos y tiene una gran importancia porque funciona como fuente directa de energía para muchos procesos, es la  MONEDA ENERGÉTICA.

Esta  energía  se encuentra  en las uniones  químicas de alta energía de los fosfatos. Las células  usan el ATP para capturar, transferir y almacenar energía libre necesaria para realizar el trabajo químico. 

Estructura del ATP

Cuando el ATP se rompe, porque reacciona frente al agua (H2O), "se hidroliza" produciéndose, ADP (adenosín difosfato) y una molécula de fosfato liberándose en ese proceso la energía contenida en el enlace, esta reacción es catalizada por una enzima llamada ATPasas, es decir, enzimas que rompen el ATP; muchas de ellas tienen esta propiedad, usando la energía de su ruptura (hidrólisis), para transportar iones de un lado a otro de las membranas.

La hidrólisis del ATP da:
ATP + H2O ---> ADP + Pi

 La hidrólisis del adenosín difosfato da: ADP + H2O ---> AMP + Pi

La hidrólisis del ATP en ADP (adenosin difosfato) o AMP (adenosin monofosfato) libera grandes cantidades de energía, que es aprovechada por reacciones que la absorben para llevarse a cabo.           

La transformación de ATP en ADP y AMP es un mecanismo sumamente dinámico, que responde a las necesidades energéticas de la célula. De hecho, la hidrólisis del ATP es reversible, y las tres formas de adenina-fosfato son interconvertibles entre sí.


¿Cómo obtienen  el ATP las células?


En las células  Eucariotas Heterotróficas, que forman las unidades básicas de  animales, y hongos,  se sintetiza ATP (adenosín-trifosfato) a partir de ADP (adenosín-difosfato)  suministrando  energía. Las reacciones que, típicamente suministran dicha energía son la reacciones de oxidación.

ADP + Pi +energía libre ---> ATP + H2O

Síntesis del ATP.

Las moléculas de ATP se ensamblan en las mitocondrias a partir del ADP y los Pi con la energía tomada de la ruptura de moléculas complejas como la glucosa, que a su vez deriva de los alimentos ingeridos. La Glucosa (C6 H12 O6) es el combustible básico para la obtención de energía, muchos otros compuestos sirven como alimento, pero casi todos son transformados a glucosa mediante una serie de numerosísimas oxidaciones graduales, reguladas enzimáticamente, al cabo de las cuales el oxígeno atmosférico (ingresado por respiración pulmonar) se une a los átomos de hidrógeno de las citadas moléculas para formar H2O. En cada oxidación se liberan gradualmente pequeñas porciones de energía que son capturadas para formar el ATP. Si las oxidaciones son fueran graduales, la energía se liberaría de manera violenta y se dispersaría como calor.

En el proceso de obtener energía a partir de la glucosa hay tres procesos metabólicos:

GLUCÓLISIS: ocurre en el citosol, donde cada molécula de glucosa, con sus 6 átomos de Carbono, da lugar a dos moléculas de piruvato (de 3 átomos de Carbono). Se invierten dos ATP pero se generan cuatro.
RESPIRACIÓN CELULAR: ocurre cuando el ambiente es aerobio (contiene O2) y el piruvato se transforma en dióxido de Carbono (CO2) liberando la energía almacenada en los enlaces piruvato y atrapándola en el ATP.
FERMENTACIÓN: cuando el O2 está ausente, ambiente anaerobio, en lugar de producir CO2 se producen otras moléculas como el ác. láctico o el etanol.

Trabajo práctico

Actividad para contestar en tu carpeta y entregar como trabajo práctico.

Reflexiona sobre los siguientes enunciados y contesta:
 
1- ¿Qué tipo de proceso es la fotosintesis?
a), anabólico o catabólico?
b) ¿Qué se construye?
c)¿Qué se utiliza como fuente de energía?
d) ¿Es una reacción endergónica o exergónica?
2- Nombra una función celulares en que la célula consuma enegía
3-Define como se llama el combustible celular
4- ¿Explica cómo lo obtiene la célula?
5-¿Dónde se encuentra la energía?
6- ¿Cómo hace para obtener de el la energía?
7- ¿Cuál de estos alimentos te parece que te proveería de mayor energía?
a-Una fruta; b -una taza de cafe amargo muy caliente, c- una taza de leche fría muy azucarada. Argumenta tu elección.