Biologia

BIENVENI DO

COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTIFICOS Y TECNOLOGICOS DEL ESTADO DE OAXACA.

MATERIA: BIOLOGIA I DOCENTE: LIC. AGUSTINA DIAZ RODRIGUEZ ALUMNA: PATRICIA GALLARDO MTZ. MERCED GONZALEZ JMZ. TRABAJO: HIPERTEXTO”BIOLOGIA CELULAR” GRUPO: 402 SEMESTRE: 4º FASE: SEGUNDO.

LA MIXTEQUITA SAN JUAN MAZATLAN, OAX. A 23 DE ABRIL DEL 2009

2.2 ESTRUCTURA Y FUNCION CELULAR

INDI CE

2.2.1 SISTEMA DE MEMBRANA 2.2.2 MATERIAL GENETICO

2.2.3 MATRIZ CITOPLASMATICA Y COMPONENTES CELULARES

2.3 METABOLISMO CELULAR

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2.3.4 EL ATP Y LA ENERGÍA EN LAS CELULAS

2.3.5 CONTROL DE LA CELULA EN SUS REACCIONES METABOLICAS

2.3.6 NUTRICION CELULAR

2.3.7 RESPIRACION

2.2 ESTRUCTURA Y FUNCION CELULAR

LA CÉLULA ES LA UNIDAD CONSTITUTIVA DE LA MATERIA VIVA, PUEDE CONSTITUIR POR SI SOLA UN INDIVIDUO O PARTICIPAR JUNTO CON OTROS ELEMENTOS SEMEJANTES EN LA FORMACIÓN DE ORGANISMOS MÁS COMPLEJOS. LA ESTRUCTURA COMÚN A TODAS LAS CÉLULAS COMPRENDE LA MEMBRANA PLASMÁTICA, EL CITOPLASMA Y EL MATERIAL GENÉTICO O ADN. •MEMBRANA PLASMÁTICA: CONSTITUIDA POR UNA BICAPA LIPÍDICA EN LA QUE ESTÁN ENGLOBADAS CIERTAS PROTEÍNAS. LOS LÍPIDOS HACEN DE BARRERA AISLANTE ENTRE EL MEDIO ACUOSO INTERNO Y EL MEDIO ACUOSO EXTERNO. •EL CITOPLASMA: ABARCA EL MEDIO LÍQUIDO, O CITOSOL, Y EL MORFOPLASMA (NOMBRE QUE RECIBE UNA SERIE DE ESTRUCTURAS DENOMINADAS ORGÁNULOS CELULARES). •EL MATERIAL GENÉTICO: CONSTITUIDO POR UNA O VARIAS MOLÉCULAS DE ADN. SEGÚN ESTÉ O NO RODEADO POR UNA MEMBRANA, FORMANDO EL NÚCLEO, SE DIFERENCIAN DOS TIPOS DE CÉLULAS: LAS PROCARIOTAS (SIN NÚCLEO) Y

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2.2.1 SISTEMA DE MEMBRANA

vMEMBRANA CELULAR

vAPARATO DE GOLGI

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vRETICULO ENDOPLASMATICO

vVACUOLA S

vVESICULA S IR AL INDICE

vMEMBRANA CELULAR La membrana está constituida de lípidos y proteínas. La parte lipídica de la membrana está formada por una película bimolecular que le da estructura y constituye una barrera que impide el paso de substancias hidrosolubles.

Las demás funciones de la membrana, como son el reconocimiento y unión de determinadas substancias en la superficies celular están determinadas también por la parte proteica de la membrana. A estas proteínas se les llaman receptores celulares. Los receptores están conectados a sistemas internos que solo actúan cuando la substancia se une a la superficie de la membrana. Mediante este mecanismo actúan muchos de los controles de las células, algunos caminos metabólicos no entran en acción a menos que la molécula "señal", por ejemplo, una hormona, haya llegado a la superficie celular. IR AL SUBMENU

vRETICULO ENDOPLASMATICO

El retículo endoplasmático es una red interconectada que forma cisternas, tubos aplanados y sáculos comunicados entre sí, que intervienen en funciones relacionadas con la síntesis proteica, metabolismo de lípidos y algunos esteroides, así como el transporte intracelular. Se encuentra en la célula animal y vegetal pero no en la célula procariota. Es un orgánulo encargado de la síntesis y el transporte de las proteínas.

vAPARATO DE GOLGI

El aparato de Golgi es un organelo (orgánulo) presente en todas las células eucariotas excepto los glóbulos rojos y las células epidérmicas. Pertenece al sistema de endomembranas del citoplasma celular. El aparato de Golgi se puede dividir en tres regiones funcionales: Región Cis-Golgi: es la más interna y próxima al retículo. De él recibe las vesículas de transición, que son sáculos con proteínas que han sido sintetizadas en la membrana del retículo endoplasmático rugoso (RER), introducidas dentro de sus cavidades y transportadas por el lumen hasta la parte más externa del retículo. Estas vesículas de transición son el vehículo de dichas proteínas que serán transportadas a la cara externa del aparato de Golgi. Región medial: es una zona de transición. Región Trans-Golgi: es la que se encuentra más cerca de la membrana citoplasmática. De hecho, sus membranas, ambas

vVACUOLAS

•Una vacuola es un orgánulo celular presente en plantas y en algunas células protistas eucariotas. Las vacuolas son compartimentos cerrados que contienen diferentes fluidos, tales como agua o enzimas, aunque en algunos casos puede contener sólidos. La mayoría de las vacuolas se forman a través de la fusión de múltiples vesículas de la membrana. El orgánulo no posee una forma definida, su estructura varía según las necesidades de la célula. •Las vacuolas que se encuentran en las células vegetales son regiones rodeadas de una membrana "tonoplasto" o "membrana vacuolar" y llenas de un líquido muy particular llamado "jugo celular". •La célula inmadura contiene una gran cantidad de vacuolas muy pequeñas que aumentan de tamaño y se van fusionando en una sola y grande, a medida en que la célula va creciendo. En la célula madura, el 90 % de su volumen puede estar ocupado por una vacuola, con el citoplasma reducido hacia una capa muy estrecha apretada contra la pared celular.

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vVESICULA S Vesículas de herpes simple en la boca.

Vesículas por herpes zóster

Las vesículas almacenan, transportan o digieren productos y residuos celulares. Son una herramienta fundamental de la célula para la organización del metabolismo. Muchas vesículas se crean en el aparato de Golgi, pero también en el retículo endoplasmático, o se forman a partir de partes de la membrana plasmática. Vejiga pequeña en la epidermis, llena generalmente de líquido seroso. •La vesícula en biología celular, es un orgánulo que forma un compartimento pequeño y cerrado, separado del citoplasma por una bicapa lipídica igual que la membrana celular.

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2.2.2 MATERIAL GENETICO

§NUCLEO ELIGE UN SUBTEMA

•NUCLEOIDE

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§NUCLEO

El núcleo de las células eucarióticas es una estructura discreta que contiene los cromosomas, recipientes de la dotación genética de la célula. Está separado del resto de la célula por una membrana nuclear de doble capa y contiene un material llamado nucleoplasma. La membrana nuclear está perforada por poros que permiten el intercambio de material celular entre nucleoplasma y citoplasma. REGRES AR

•NUCLEOIDE

Estructura del VIH El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) está formado por un nucleoide envuelto en una matriz proteica que a su vez está encerrada por una envuelta lipídica. El nucleoide contiene el material genético del virus y la enzima transcriptasa inversa, necesaria para la replicación vírica. Las glicoproteínas transmembrana gp 41 y de la envuelta gp 120, enlazadas con la envuelta vírica, permiten al VIH acoplarse y fundirse con la célula diana. REGRESA R

2.2.3 MATRIZ CITOPLASMATICA Y COMPONENTES CELULARES

•LISOSOMAS

•CLOROPLASTOS

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•RIBOSOMAS

•CITOESQUELETO

•MITOCONDRIAS

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•CLOROPLASTOS

ES EL ORGÁNULO DONDE SE REALIZA LA FOTOSÍNTESIS. EXISTEN DOS FASES, QUE SE DESARROLLAN EN COMPARTIMENTOS DISTINTOS: •FASE LUMINOSA. SE REALIZA EN LA MEMBRANA DE LOS TILACOIDES, DONDE SE HALLA LA CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES Y LA ATP-SINTETASA RESPONSABLES DE LA CONVERSIÓN DE LA ENERGÍA LUMÍNICA EN ENERGÍA QUÍMICA (ATP) Y DE LA GENERACIÓN PODER REDUCTOR (NADPH). •FASE OSCURA. SE PRODUCE EN EL ESTROMA, DONDE SE HALLA EL ENZIMA RUBISCO, RESPONSABLE DE LA FIJACIÓN DEL CO2 MEDIANTE EL CICLO DE CALVIN.

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•RIBOSOMAS

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•MITOCONDRIAS

La principal función de las mitocondrias es generar energía para mantener la actividad celular mediante procesos de respiración aerobia. los nutrientes se escinden en el citoplasma celular para formar ácido pirúvico que penetra en la mitocondria. en una serie de reacciones, parte de las cuales siguen el llamado ciclo de krebs o del ácido cítrico, el ácido pirúvico reacciona con agua para producir dióxido de carbono y diez átomos de hidrógeno. estos átomos de hidrógeno se transportan hasta las crestas de la membrana interior a lo largo de una cadena de moléculas especiales llamadas coenzimas. una vez allí, las coenzimas donan los hidrógenos a una serie de proteínas enlazadas a la membrana que forman lo que se llama una cadena de transporte de electrones.

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•LISOSOMAS

Los lisosomas son orgánulos relativamente grandes, formados por el retículo endoplasmático rugoso (RER) y luego empaquetadas por el complejo de Golgi, que contienen enzimas hidrolíticas y proteolíticas que sirven para digerir los materiales de origen externo (heterofagia) o interno (autofagia) que llegan a ellos. Es decir, digestion celular. Los lisosomas utilizan sus enzimas para reciclar los diferentes orgánulos de la célula, englobándolos, digiriéndolos y liberando sus componentes en el citosol. De esta forma los orgánulos de la célula se están continuamente reponiendo. El proceso de digestión de los orgánulos se llama autofagia. Por ejemplo, las células hepáticas se reconstituyen por completo una vez cada dos semanas. Las enzimas más importantes del lisosoma son: •Lipasas, que digiere lípidos, •Glucosidasas, que digiere carbohidratos, •Proteasas, que digiere proteínas, •

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•CITOESQUELETO

El citoesqueleto es un entramado tridimensional de proteínas que provee el soporte interno para las células, ancla las estructuras internas de la misma e interviene en los fenómenos de movimiento celular y en su división. En las células eucariotas, consta de microfilamentos filamentos intermedios y microtúbulos, mientras que en las procariotas está constituido principalmente por las proteínas estructurales FtsZ y MreB. El citoesqueleto es una estructura dinámica que mantiene la forma de la célula, facilita la movilidad celular (usando estructuras como los cilios y los flagelos), y desempeña un importante papel tanto en el transporte intracelular (por REGRESAR

2.3 METABOLISMO CELULAR

Todas las células requieren energía para sus funciones. El alimento es la fuente de energía y también de materiales para construir. En la digestión se van degradando las grandes macromoléculas de alimentos en trozos más pequeños. Estas sustancias degradadas se llevan hasta las células, donde se obtienen la energía y los materiales (el objetivo de la nutrición). Para ello van a sufrir un conjunto de reacciones que se denominan metabolismo. Metabolismo es el conjunto de reacciones por el que se obtiene, a partir de sustancias ya digeridas, energía y materia. Al proceso de degradación de las grandes macromoléculas en otras mucho más pequeñas se le denomina Catabolismo. Luego hay otro proceso de síntesis de materias orgánicas -con gasto de energía- que se conoce como Anabolismo. REGRESAR

2.3.4 EL ATP Y LA ENERGÍA EN LAS CELULAS

El ATP almacena en sus enlaces la energía que se va a utilizar después. Cuando el ATP se rompe, se convierte en ADP + P. Pero el ADP también se puede romper en AMP + P, liberando también energía. Esto ocurre en el proceso de anabolismo. Por tanto, el ATP es la molécula que relaciona catabolismo y anabolismo. La energía del catabolismo se almacena en forma de ATP, que la libera en el anabolismo. El ATP tiene pues una doble función: por un lado atrapar energía, por el otro darla allí donde sea necesario. Normalmente las células no almacenan el ATP. Éste se forma y se degrada continuamente; de tal forma que en un día se sintetiza y se degrada una cantidad equivalente al peso corporal. Al proceso de degradación de las grandes macromoléculas en otras mucho más pequeñas se le denomina Catabolismo. Luego hay otro proceso de síntesis de materias orgánicas -con gasto de energía- que se conoce como Anabolismo.

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2.3.5 CONTROL DE LA CELULA EN SUS REACCIONES METABOLICAS

•ENZIMAS

•ANABOLISMO

•CATABOLISMO IR AL INDICE

•ENZIMAS

Cada tipo de enzima cataliza un tipo específico de reacción química. Por ello, se necesitan centenares de tipos de enzimas diferentes en el metabolismo de cualquier clase de células. La mayor parte de las enzimas catalizan la transferencia de electrones, átomos o grupos funcionales. La clasificación de las enzimas se realiza de acuerdo con el tipo de reacción de transferencia, el grupo dador y el grupo aceptor, y se reconocen 6 grupos principales: oxidorreductasas (transferencia de electrones), transferasas (transferencia de grupos), hidrolasas (reacciones de hidrólisis o transferencia de grupos funcionales al agua), liasas (adición de grupos a dobles enlaces), isomerasas (transferencia de grupos en el interior de la molécula para originar formar isoméricas) y ligasas (forman diversos enlaces acoplados a la ruptura de ATP). Algunas enzimas necesitan para su actividad un componente químico adicional llamado cofactor, que puede ser inorgánico (diversos cationes metálicos) o moléculas orgánicas complejas llamadas coenzimas. El conjunto de la proteína activa junto con su coenzima se denomina holoenzima. Las enzimas se denominan añadiendo asa al nombre del sustrato con el cual reaccionan. La enzima que controla la descomposición de la urea recibe el nombre de ureasa; aquéllas que controlan la hidrólisis de proteínas se denominan proteasas. Algunas enzimas como las proteasas tripsina y pepsina, conservan los nombres utilizados antes de que se adoptara esta nomenclatura.

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•ANABOLISMO

Anabolismo: síntesis (con gasto de energía) Las pautas de crecimiento y degradación de un organismo son consecuencia del equilibrio entre las fuerzas opuestas del anabolismo (síntesis) y el catabolismo (destrucción). REGRESAR

•CATABOLISMO

Es un conjunto de reacciones en que se rompen moléculas de alimento en otras más pequeñas y se libera energía. En la mayoría de los casos el catabolismo tiene lugar en las mitocondrias, que contienen enzimas y facilitan esta ruptura. Esta ruptura tiene lugar de manera escalonada. Si fuera de golpe dañaría las células. La degradación de la glucosa requiere 30 pasos sucesivos. En cada paso actúan enzimas específicas.

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2.3.6 NUTRICION CELULAR

•NUTRICION AUTOTROFA

•NUTRICION HETEROTROFA

•QUIMIOSINTESIS ELIGE UN SUBTEMA

•HOLOZOICA

•FOTOSINTESIS •SAPROFITA

•IMPORTANCIA DE LOS PROCESOS FOTOSINTETICOS PARA LOS SERES VIVOS Y EL MEDIO AMBIENTE

•PARASITA

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•NUTRICION AUTOTROFA

Los seres autótrofos (a veces llamados productores) son organismos capaces de sintetizar todas las sustancias esenciales para su metabolismo a partir de sustancias inorgánicas, de manera que para su nutrición no necesitan de otros seres vivos. El término autótrofo procede del griego y significa "que se alimenta por sí mismo". Los organismos autótrofos producen su masa celular y materia orgánica, a partir del dióxido de carbono, que es inorgánico, como única fuente de carbono, usando la luz o sustancias químicas como fuente de energía. Las plantas y otros organismos que usan la fotosíntesis son fotolito autótrofos; las bacterias que utilizan la oxidación de compuestos inorgánicos como el anhídrido sulfuroso o REGRES AR

•QUIMIOSINTESIS

La Quimiosíntesis es la producción biológica de materia orgánica a partir de moléculas de un átomo de carbono ( generalmente dióxido de carbono o metano) y otros nutrientes, usando la oxidación de moléculas inorgánicas, como por ejemplo el ácido sulfhídrico (H2S) o el hidrógeno gaseoso o el metano como fuente de energía, sin contar con la luz solar, a diferencia de la fotosíntesis. Cadenas alimentarias completas basan su existencia en la producción quimiosintética en torno a las emanaciones termales que se encuentran en las dorsales oceánicas, así como en sedimentos profundos. La quimiosíntesis depende de la existencia de potenciales químicos importantes, los que acompañan a mezclas no estables de sustancias, las cuales aparecen sólo localmente, allí donde los procesos geológicos las han generado. Muchas bacterias en el fondo de los océanos usan la quimiosíntesis como forma de producir energía sin el requerimiento de luz solar, en contraste con la fotosíntesis la cual se ve inhibida REGRES AR

•FOTOSINTESIS

Fotosíntesis, proceso en virtud del cual los organismos con clorofila, como las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan energía en forma de luz y la transforman en energía química. Prácticamente toda la energía que consume la vida de la biosfera terrestre —la zona del planeta en la cual hay vida— procede de la fotosíntesis. Todos los alimentos que consumimos proceden en última instancia de la fotosíntesis que realizan las plantas verdes y las algas. Los vegetales deben el color verde y la capacidad fotosintética a la clorofila, un pigmento abundante en las hojas y, a veces también presente en los tallos y otras partes de la planta. REGRES AR

•IMPORTANCIA DE LOS PROCESOS FOTOSINTETICOS PARA LOS SERES VIVOS Y EL MEDIO AMBIENTE

Fuese cual fuese el lugar en que surgió la vida, es seguro que los primeros seres vivos eran bacterias anaerobias, es decir, capaces de vivir en ausencia de oxígeno, pues este gas no se encontraba todavía en la atmósfera primitiva. De inmediato comenzó la evolución y la aparición de bacterias distintas, capaces de realizar la fotosíntesis. Esta nueva función permitía a tales bacterias fijar el dióxido de carbono abundante en la atmósfera y liberar oxígeno. Pero éste no se quedaba en la atmósfera, pues era absorbido por las rocas ricas en hierro. Hace 2.000 millones de años, cuando se oxidó todo el hierro de las rocas, el oxígeno pudo empezar a acumularse en la atmósfera. Su concentración fue aumentando y el presente en las capas altas de la atmósfera se transformó en ozono, el cual tiene la propiedad de filtrar los rayos ultravioleta nocivos para los seres vivos. A partir de ese momento se asiste a una verdadera explosión de vida. Cuando la capa de ozono alcanzó un espesor suficiente, los animales y vegetales pudieron abandonar la protección que proporcionaba el medio acuático y colonizar la tierra firme.

•NUTRICION HETEROTROFA

Los organismos heterótrofos (del griego hetero, otro, desigual, diferente y trofo, que se alimenta), en contraste con los organismos autótrofos, son aquellos que deben alimentarse con las sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos, bien autótrofos o heterótrofos a su vez. Entre los organismos heterótrofos se encuentra multitud de bacterias y predominantemente los animales. Un organismo heterótrofo es aquel que obtiene su carbono y nitrógeno de la materia orgánica de otros y también en la mayoría de los casos obtiene su energía de esta manera. A este grupo pertenecen todos los integrantes del reino animal, los hongos, gran parte de los moneras y de las arqueobacterias Algunos organismos heterótrofos pueden obtener energía de otras fuentes. Según la fuente de energía los subtipos serían: 5.Fotoheterótrofos: estos organismos fijan la energía de la luz. Constituyen un grupo muy reducido de organismos que comprenden la bacteria purpúrea y familia de seudomonadales. Sólo realizan la síntesis de energía en presencia de luz y en medios carentes de oxígeno. 7.Quimioheterótrofos: utilizan la energía química extraída de la materia inorgánica u orgánica.

Los autótrofos (plantas, cianobacterias, etc.) y los heterótrofos se necesitan mutuamente para poder existir.

•HOLOZOICA

Nutrición Holozóica. Es la típica de los animales. Estos se alimentan de materia orgánica sólida, que deben ingerir, digerir y absorber. Los animales, además, necesitan incorporar sustancias inorgánicas, como el agua, las sales minerales y el oxígeno.

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•SAPROFITA

Saprofito, cualquier organismo que no puede obtener su alimento mediante la fotosíntesis, y en su lugar se nutre de restos de materia vegetal o animal en putrefacción. Los hongos superiores, los mohos, y otros tipos de hongos, son los saprofitos más abundantes. Ciertos tipos de bacterias son saprofitas, así como también algunas plantas con semilla, como la monótropa india, Monotropa uniflora, y las orquídeas del género Corallorhiza. Los saprofitos producen enzimas que descomponen la materia orgánica en nutrientes que se pueden absorber. Muchas plantas saprofitas con semilla, consiguen su alimento en cooperación con hongos simbiontes (asociados en simbiosis), que colonizan sus raíces y convierten la materia en descomposición, en nutrientes.

•PARASITA

Parásito, cualquier organismo que vive sobre o dentro de otro organismo vivo, del que obtiene parte o todos sus nutrientes, sin dar ninguna compensación a cambio al hospedador. En muchos casos, los parásitos dañan o causan enfermedades al organismo hospedante. Ciertos parásitos como los piojos, que habitan sobre la superficie del que los hospeda, se denominan ectoparásitos. Los que viven en el interior, como por ejemplo los nematodos parásitos, se conocen como endoparásitos. Los parásitos permanentes pasan la mayor parte de su ciclo vital dentro o sobre el organismo al que parasitan. Los parásitos temporales viven durante un breve periodo en el huésped, y son organismos de vida libre durante el resto de su ciclo vital. Los parásitos que no pueden sobrevivir sin el huésped, se llaman parásitos obligados. Los parásitos autoicos, como las lombrices intestinales, pasan los estadios parásitos de su ciclo vital en un único huésped. La ciencia que estudia a los parásitos se denomina parasitología. R EGR

EJEMPLO DE LOS PARASITOS PLANTAS PARASITAS. Todas las plantas parásitas se alimentan de otras plantas. Pueden ser parásitas parciales si consiguen algunos de sus nutrientes de los huéspedes o bien, parásitas absolutas, si son completamente dependientes del huésped para conseguir su alimento. Las plantas que son parásitas parciales tienen hojas verdes y son capaces de sintetizar hidratos de carbono, proteínas y grasas mediante el proceso de la fotosíntesis, sin embargo, obtienen toda el agua, el nitrógeno, y las sales minerales que necesitan del

PARASITAS EN LOS HUMANOS

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2.3.7 RESPIRACION

Eritrocit os Por respiración generalmente se entiende al proceso fisiológico indispensable para la vida de organismos aeróbicos. Según los distintos hábitats, los distintos seres vivos aeróbicos han desarrollado diferentes sistemas de intercambio de gases: cutáneo, traqueal, branquial, pulmonar. Consiste en un intercambio gaseoso osmótico (o por difusión) con su medio ambiente en el que se capta oxígeno, necesario para la respiración celular, y se desecha dióxido de carbono, como subproducto del metabolismo energético. Plantas y animales, lo mismo que otros organismos de metabolismo equivalente, se relacionan a nivel macroecológico por la dinámica que existe entre respiración y fotosíntesis. En la respiración se emplean el oxígeno del aire, que a su vez es un producto de la fotosíntesis oxigénica, y se desecha dióxido de carbono; en la fotosíntesis se utiliza el dióxido de carbono y se produce el oxígeno, necesario luego para la respiración aeróbica.

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RESPIRACION AEROBIA

La respiración aeróbica es un tipo de metabolismo energético en el que los seres vivos extraen energía de moléculas orgánicas, como la glucosa, por un proceso complejo en el que el carbono es oxidado y en el que el oxígeno procedente del aire es el oxidante empleado. En otras variantes de la respiración, muy raras, el oxidante es distinto del oxígeno (respiración anaeróbica). La respiración aeróbica es el proceso responsable de que la mayoría de los seres vivos, los llamados por ello aerobios, requieran oxígeno. La respiración aeróbica es propia de los organismos eucariontes en general y de algunos tipos de bacterias. El oxígeno que, como cualquier gas, atraviesa sin obstáculos las membranas biológicas, atraviesa primero la membrana plasmática y luego las membranas mitocondriales, siendo en la matriz de la mitocondria donde se une a electrones y protones (que sumados constituyen átomos de hidrógeno) formando agua. En esa oxidación final, que es compleja, y en procesos anteriores se obtiene la energía necesaria para la fosforilación del ATP. En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico, obtenido durante la fase primera anaerobia o glucólisis, es oxidado para proporcionar energía, dióxido de carbono y agua. A esta serie de reacciones se le conoce con el nombre de respiración aeróbica.

RESPIRACION ANAEROBICA

La respiración anaeróbica es un proceso biológico de oxidorreducción de azúcares y otros compuestos en el que el aceptor terminal de electrones es una molécula, en general inorgánica, distinta del oxígeno. La realizan exclusivamente algunos grupos de bacterias.

Todos los posibles aceptores en la respiración anaerobia tienen un potencial de reducción menor que el O2, por lo que, partiendo de los mismos sustratos (glucosa, aminoácidos, triglicéridos), se genera menos energía en este metabolismo que en la respiración aerobia convencional. No hay que confundir la respiración anaeróbica con la fermentación, en la que no existe en absoluto cadena de transporte de electrones, y el aceptor final de electrones es una molécula orgánica; estos dos tipos de metabolismo tienen solo en común el no ser dependientes del oxígeno.

FERMENTACION

La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, totalmente anaeróbico, siendo el producto final un compuesto orgánico. Estos productos finales son los que caracterizan los diversos tipos de fermentaciones. Fue descubierta por Pasteur, que la describió como la vie sans l´air (la vida sin el aire). La fermentación típica es llevada a cabo por las levaduras. También algunos metazoos y protistas son capaces de realizarla. El proceso de fermentación es anaeróbico ya que se produce en ausencia de oxígeno; ello significa que el aceptor final de los electrones del NADH producido en la glucólisis no es el oxígeno, sino un compuesto orgánico que se reducirá para poder reoxidar el NADH a NAD+. El compuesto orgánico que se reduce (acetaldehído, piruvato, ...) es un derivado del sustrato que se ha oxidado anteriormente. En los seres vivos, la fermentación es un proceso anaeróbico y en él no interviene la mitocondria ni la cadena respiratoria. Son propias de los microorganismos, como algunas bacterias y levaduras. También se produce la fermentación en la mayoría de las células de los animales (incluido el hombre), excepto en las neuronas que mueren rápidamente si no pueden realizar la respiración celular; algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias.

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FERMENTACIÓN ACÉTICA

La fermentación acética es la fermentación bacteriana por Acetobacter, un género de bacterias aeróbicas, que transforma el alcohol en ácido acético. La fermentación acética del vino proporciona el vinagre debido a un exceso de oxígeno y es considerado uno de los fallos del vino. La fermentación acética es un áera de estudio dentro de la Cimología. Características La formación de ácido acético (CH3COOH) resulta de la oxidación de un alcohol por la bacteria del vinagre en presencia del oxígeno del aire. Estas bacterias, a diferencia de las levaduras productoras de alcohol, requieren un suministro generoso de oxígeno para su crecimiento y actividad. El cambio que ocurre es descrito generalmente por la ecuación: C2H5OH + O2 → Acetobacter aceti → CH3COOH + H2O Hay otros muchos tipos de fermentación que se producen de forma natural, como la formación de ácido butanoico cuando la mantequilla se vuelve rancia.

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

La fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico que además de generar etanol desprende grandes cantidades de dióxido de carbono (CO2) además de energía para el metabolismo de las bacterias anaeróbicas y levaduras La fermentación alcohólica (denominada también como fermentación del etanol o incluso fermentación etílica) es un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de aire (oxígeno - O2), originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono (por regla general azúcares: como pueden ser por ejemplo la glucosa, la fructosa, la sacarosa, el almidón, etc.) para obtener como productos finales: un alcohol en forma de etanol (cuya fórmula química es: CH3-CH2-OH), dióxido de carbono (CO2) en forma de gas y unas moléculas de ATP que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular energético anaeróbico. El etanol resultante se emplea en la elaboración de algunas bebidas alcohólicas, tales como el vino, la cerveza, la sidra, el cava, etc. La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológica proporcionar energía anaeróbica a los microorganismos unicelulares (levaduras) en ausencia de oxígeno para ello disocian las moléculas de glucosa y obtienen la energía necesaria para sobrevivir, produciendo el alcohol y CO2 como desechos consecuencia de la fermentación. Las levaduras y bacterias causantes de este fenómeno son microorganismos muy habituales en las frutas y cereales y contribuyen en gran medida al sabor de los productos fermentados. Una de las principales características de estos microorganismos es que viven en ambientes completamente carentes de oxígeno (O2), máxime durante la reacción química, por esta razón se dice que la fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico.

FERMENTACIÓN BUTÍRICA

La fermentación butírica (descubierta por Louis Pasteur) es la conversión de los glúcidos en ácido butírico por acción de bacterias de la especie Clostridium butyricum en ausencia de oxígeno. Se produce a partir de la lactosa con formación de ácido butírico y gas. Es característica de las bacterias del género Clostridium y se caracteriza por la aparición de olores pútridos y desagradables. Se puede producir durante el proceso de ensilado si la cantidad de azúcares en el pasto no es lo suficientemente grande como para producir una cantidad de ácido láctico que garantice un pH inferior a 5.

FERMENTACIÓN DE LA GLICERINA .

Un triglicérido está formado por una molécula de propanotriol al que se unen por enlaces éster tres moléculas de ácidos grasos. Los ácidos grasos pueden estar saturados de átomos de hidrógeno, de modo que todos los enlaces entre carbonos son simples. Normalmente se asocia un ácido graso saturado con enfermedades circulatorias y con un origen animal. Los ácidos grasos que contienen menos hidrógenos se llaman ácidos grasos insaturados y se caracterizan por presentar en su estructura uno o más dobles enlaces; son de origen vegetal.

Un derivado importante del glicerol es el α-glicerol-3-fosfato en el cual el –OH del carbono 3 se esterifica con un grupo fosfato (–PO32–); la mayoría de los tejidos vivos sintetizan los triglicéridos y fosfolípidos a partir de α-glicerol-3-fosfato y acil CoA grasos.

FERMENTACIÓN LÁCTICA

La fermentación láctica es un proceso célular anaeróbico donde se utiliza glucosa para obtener energía y donde el producto de desecho es el ácido láctico. Este proceso lo realizan muchas bacterias (llamadas bacterias lácticas), hongos, algunos protozoos y en los tejidos animales; en efecto, la fermentación láctica también se verifica en el tejido muscular cuando, a causa de una intensa actividad motora, no se produce una aportación adecuada de oxígeno que permita el desarrollo de la respiración aeróbica.Cuando el ácido láctico se acumula en las células musculares produce síntomas asociados con la fatiga muscular. Algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias de manera que se ven obligadas a obtener energía por medio de la fermentación láctica; por el contrario, las neuronas mueren rápidamente ya que no fermentan, y su única fuente de energía es la respiración.

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