FUNCIONES CELULARES

Vicioso Webs. evicioso@gmail.com

4. NUTRICIÓN CELULAR

4.1. TIPOS DE NUTRICIÓN

Como todo ser vivo, las células realizan las tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción: La nutrición celular es el conjunto de procesos por los que la célula obtiene materia y energía, necesarios para su mantenimiento, crecimiento y reproducción. Según cómo obtengan la materia orgánica se diferencian dos tipos de células: Células autótrofas: fabrican materia orgánica (glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos) a partir de la inorgánica (agua, CO 2 y sales minerales). La energía necesaria para hacerlo puede obtenerse de la luz (células fotosintéticas: plantas, algas y algunas bacterias) o de reacciones químicas (células quimiosintéticas: algunas bacterias). Células heterótrofas: obtienen la materia orgánica degradando materia previamente fabricada por otros organismos. Propia de hongos, animales, protozoos y muchas bacterias.

4.2. INGESTIÓN Y DIGESTIÓN

La entrada de nutrientes en la célula o ingestión siempre se hace a través de la membrana plasmática. Las moléculas pequeñas pueden atravesar directamente la bicapa lipídica (difusión) o ser transportadas por proteínas de membrana especiales. Las partículas grandes precisan de la invaginación de la membrana mediante endocitosis o fagocitosis.

4.3. METABOLISMO CELULAR

La transformación de los nutrientes se realiza mediante numerosas reacciones químicas que, en conjunto, reciben el nombre de metabolismo. Las reacciones metabólicas son catalizadas por enzimas. El metabolismo consta de dos conjuntos de reacciones: Catabolismo: reacciones de degradación. Transforma sustancias complejas y ricas en energía en otras más simples. Así, se obtiene energía (en forma de ATP) y materiales de construcción para las estructuras celulares que se usarán en el anabolismo. Anabolismo: reacciones de síntesis. Transforma sustancias sencillas en otras más complejas y ricas en energía. Requiere energía (ATP) y moléculas sencillas que son obtenidas del catabolismo. 4.3.1. REACCIONES CATABÓLICAS Las células pueden utilizar muchos tipos de moléculas para obtener energía. En las células eucariotas los procesos catabólicos tienen lugar tanto en el citoplasma como en diferentes orgánulos, principalmente las mitocondrias. Aunque los lípidos, como los ácidos grasos, son muy energéticos, normalmente se utilizan como reserva de energía a largo plazo. Por ello, la principal fuente de energía son los glúcidos, sobre todo la glucosa, que es oxidada hasta H 2 O y CO 2 , obteniendo numerosas moléculas de ATP. Los principales procesos catabólicos son la respiración celular y las fermentaciones. RESPIRACIÓN CELULAR La respiración consiste en la degradación de la materia orgánica oxidándola hasta CO 2 y H 2 O. Aunque existe una respiración anaerobia, la mayoría de las células realizan una respiración aerobia, que utiliza O 2 para la oxidación. La respiración aerobia de la glucosa conlleva numerosas reacciones que tienen lugar tanto en el citoplasma como en las mitocondrias. Los procesos implicado son: glucólisis, ciclo de Krebs, transporte de electrones y fosforilación oxidativa. Glucólisis: tiene lugar en el citosol. La molécula de glucosa (de 6 carbonos) se convierte en dos moléculas de ácido pirúvico (3C). Se liberan 2 moléculas de ATP. Ciclo de Krebs: el pirúvico entra en la matriz mitocondrial y se convierte en Acetil-CoA. Éste entra entonces en el ciclo de Krebs, donde será oxidado, obteniéndose CO 2 y poder reductor en forma de la coenzima NADH. Transporte de electrones: tiene lugar en la membrana interna de la mitocondria. Aquí, varios complejos proteicos transfieren electrones desde el NADH hasta el aceptor final de e - , que es el O 2 , dando H 2 O. Fosforilación oxidativa: la energía obtenida en el transporte de electrones se aprovecha para obtener energía en forma de ATP a partir de ADP y fosfato. FERMENTACIONES Las fermentaciones son procesos anabólicos anaerobios, donde se da una oxidación parcial de la glucosa, por lo que se obtiene menos energía que en la respiración. Suceden en el citosol. Las principales son la fermentación láctica y la alcohólica. Fermentación láctica: el ácido pirúvico obtenido en la glucólisis es transformado en ácido láctico. La realizan las bacterias de la leche (yogur, queso) y las células musculares esqueléticas en escasez de oxígeno. Fermentación alcohólica: el pirúvico pierde una molécula de CO 2 , dando acetaldehído (etanal), que será convertido en etanol. 4.3.2. REACCIONES ANABÓLICAS Las reacciones anabólicas permiten a los organismos obtener moléculas complejas a partir de otras más sencillas, con gasto energético. El proceso anabólico más importante es la fotosíntesis, pero cada biomolécula necesita su propia biosíntesis: Gluconeogénesis: proceso básicamente inverso a la glucólisis. Permite que las células sinteticen glucosa a partir de precursores sencillos derivados de los aa. Se utiliza cuando escasea la glucosa. Biosíntesis de polisacáridos: sobre todo glucógeno. La realizan las células animales en el citosol para almacenar glucosa sin problemas osmóticos. Biosíntesis de ácidos grasos: el exceso de nutrientes se almacena en forma de grasas en el citosol. Biosíntesis de aminoácidos: los organismos autótrofos pueden sintetizar todos los aa. Los heterótrofos, como los animales, sólo algunos. Los aa no sintetizables se denominan aa esenciales y deben obtenerse con la dieta. Biosíntesis de proteínas (traducción genética): la realizan los ribosomas con las instrucciones del ARNm. Puede darse en el citosol de todas las células y en el RER de las eucariotas. Biosíntesis de ácidos nucleicos: son la duplicación del ADN y la transcripción del ARN. Sucede en el citoplasma de procariotas y en el núcleo, mitocondrias y cloroplastos de eucariotas.

5. RELACIÓN CELULAR

La relación celular permite a las células recoger información del medio y responder apropiadamente para adaptarse. Es una función realizada principalmente por la membrana celular. Un estímulo es cualquier cambio en el medio que genera una respuesta en las células. Organismos unicelulares: están en constante contacto directo con su medio, por lo que deben realizar cambios continuados. Organismos pluricelulares: la mayoría de las células están en contacto con el medio interno, del que reciben los estímulos. Las respuestas más habituales son el movimiento y la secreción.