Fuente de energía para las células

El trifosfato de adenosina (ATP) La fuente principal de energía para los seres vivos es la glucosa. La energía química se almacena en la glucosa y en otras moléculas orgánicas que pueden convertirse en glucosa. Las células utilizan esta energía para para realizar trabajos como: Halar (células musculares) Transmitir impulsos (células nerviosas) Transportar nutrientes (células de la raíz vegetal) Sintetizar proteínas y compuestos necesarios para la célula. Cuando las células degradan la glucosa, se libera energía en una serie de pasos controlados por enzimas. La mayor parte de esta energía se almacena en otro compuesto químico: el trifosfato de adenosina o ATP.

Estructura del ATP Adenosina: Adenina.-base nitrogenada Ribosa.- un azúcar de cinco carbonos Tres grupos fosfatos.- poseen un átomo de fósforo unido a cuatro átomos de oxígeno. Algunos átomos de oxígeno están unidos al hidrógeno En la unión de los grupos fosfatos se encuentran los enlaces de alta energía. La molécula que queda cuando un ATP pierde el grupo fosfato terminal por acción de una enzima, es el difosfato de adenosina o ADP

Una célula necesita continuamente energía, por lo cual debe producir continuamente ATP, a partir de ADP y fosfato, los cuales se encuentran en la célula. La energía que se necesita para formar ATP proviene de los alimentos, generalemente de la glucosa. El ATP se degrada y libera energía mucho más fácilmente que el alimento.

La respiración celular La respiración celular que necesita oxígeno se llama respiración aeróbica. En las células vivas, la glucosa se degrada y se libera energía, parte de esta energía se utiliza para sintetizar ATP. En la mayoría de las células este proceso necesita oxígeno. La degradación de la glucosa mediante el uso de oxígeno o alguna otra sustancia inorgánica se conoce como respiración celular.

En la respiración aeróbica, la degradación de la glucosa comprende una serie de reacciones. Hace uso del O2 como aceptor último de los electrones. La respiración aeróbica se cumple en dos etapas: el ciclo de Krebs o ácido cítrico y el transporte de electrones. En las células eucarióticas, estas reacciones tienen lugar dentro de las mitocondrias. El 95 % del ATP producido se genera, en la mitocondria. En las procarióticas se llevan a cabo en estructuras respiratorias de la membrana plasmática. La reacción general se puede representar con la siguiente ecuación. C6H12O6 + 6 O2 enzimas 6 CO2 + 6 H2O + ATP (glucosa) (oxígeno) (bióxido de carbono) (agua) (energía)

Glucólisis La respiración celular ocurre en dos etapas, la primera anaeróbica y la segunda aeróbica. La producción de ATP al convertir glucosa en ácido pirúvico se llama glucólisis. El ácido pirúvico es un compuesto de tres carbonos. La glucólisis ocurre en el citoplasma de la célula. Es anaeróbica porque no requiere oxígeno. En esta reacción se usan dos moléculas de ATP pero se producen cuatro moléculas de ATP. El hidrógeno, junto con electrones, se mueve hacia una coenzima que se llama nicotín adenín dinucleótido (NAD+) y forma NADH.

El ácido pirúvico que se produce en la glucólisis se usa en la segunda etapa de la respiración celular. La glucólisis libera solamente el 10% de la energía disponible en la molécula de glucosa y se almacena en forma de ATP y NADH. La energía restante en la glucosa se libera al romperse cada una de las moléculas de ácido pirúvico en agua y bióxido de carbono.

El primer paso muestra la degradación del ácido pirúvico, una molécula de tres carbonos a un compuesto de dos carbonos, este compuesto de dos carbonos es el ácido acético, unido a una coenzima que se llama coenzima A (coA). Al formarse el acetil-coA, se produjo una molécula de CO2. El hidrógeno proveniente también del ácido pirúvico se une a NAD+, junto con electrones y forma NADH.