LA CÈL·LULA
Estructura cel·lular
Apunts del professor en document .doc
Construïn una cèl·lula: Presentació PowerPoint de Laura Gil i Carlos Soria
Pàgines web recomanades sobre la cèl·lula
Fisiologia cel·lular
EL METABOLISME
Podem definir metabolisme com el conjunt de reaccions químiques que tenen lloc a l'interior d'una cèl·lula. Aquesta definició és, però, incompleta ja que no indica que el metabolisme és un procés altament integrat on participen nombroses vies o rutes metabòliques formades per sèries de reaccions encadenades i catalitzades per enzims específics. Els centenars de reaccions químiques catalitzades enzimàticament dins la cèl·lula no es realitzen de forma aïllada, ans es troben lligades tot formant xarxes com podem veure en la figura annexa.
Malgrat que el metabolisme cel·lular comprén centenars de reaccions, les rutes metabòliques centrals presenten un pla d'organització relativament senzill i són gairebé idèntiques en la major part dels éssers vius.
Fases del metabolismeEl metabolisme consisteix en dos conjunts principals de reaccions: catabolisme i anabolisme. Ambdós tipus de reaccions tenen lloc de forma simultània i acoblada.
Esquema que mostra les diferències i les interrelacions entre el catabolisme i l'anabolisme
- El catabolisme representa la fase degradativa. Les molècules orgàniques complexes són degradades, generalment per processos oxidatius, a productes més menuts i senzills. El catabolisme ve acompanyat per l'alliberament de l'energia inherent a l'estructura complexa de les molècules orgàniques (emmagatzemada en els seus enllaços). Aquesta energia es conserva en forma d'ATP i és utilitzada per a la realització de les funcions vitals. Part d'aquesta energia es perd en forma de calor.
- L'anabolisme constitueix la fase de construcció o biosíntesi. Les molècules senzilles són ordenades per a construir els components cel·lulars (àcids nucleics, lípids, proteïnes, etc). Com que l'anabolisme representa un augment de complexitat, precisa una despesa d'energia, la qual és aportada per l'ATP.
.
Necessitat d'un intermediari energètic entre catabolisme i anabolisme. L'ATP
Els éssers vius utilitzen l'energia en forma d'una molècula específica, l'adenosina trifosfat (ATP) que actua com a moneda de canvi universal d'energia. A mesura que l'ATP transfereix la seua energia a les altres molècules, perd el seu grup fosfat terminal i es transforma en ADP (adenosina difosfat) que al seu torn pot acceptar energia química i transformar-se novament en ATP.
ATP
Les molècules orgàniques contenen molta energia potencial, atés el seu alt grau d'ordenació estructural: quan la glucosa és degradada per oxidació en CO2 i H2O allibera una energia que es conserva en forma d'ATP que es difondrà per la cèl·lula cap aquells indrets on siga necessari un aport d'energia. La presència de complexes multienzimàtics específics fa que la major part de l'energia present a l'ATP es transforme en formes útils: biosíntesi , transport actiu , etc.
Classificació metabòlica de les cèl·lules
Autòtrofes (autoalimentades). Poden utilitzar matèria inorgànica senzilla (CO2, H2O i sals minerals per fabricar les seues biomolècules orgàniques. Aquestes reaccions necessiten un aportament d’energia externa (la llum) La cèl·lula vegetal és, en general, una cèl·lula autòtrofa.Heteròtrofes (alimentades a partir d'altres). No poden aquesta matària inorgànica i han d’incorporar matèria orgànica a partir d’un altre ésser viu (autòtrof o heteròtrof)
2- Entrada de nutrients a les cèl·lules
Aquesta funció és duta a terme per la membrana cel·lular. A la figura següent teniu quina és la seua estructura interna
Les dos funcions principal de la membrana són:1- Mantenir les diferències existents entre el medi cel·lular i el medi extern.
2-Mantenir una permeabilitat selectiva per mitjà del control del pas de substàncies entre l'exterior i l'interior.Primer de tot caldrà distingir entre ions i molècules petites i macromolècules, ja que aquestes darreres, atesa la seua grandària, no podran passar a través de la membrana i necessitaran un altre mecanisme d’incorporar-se a l’interior cel·lular
La bicapa lipídica, com a conseqüència de la seua estructura, actua com a una barrera altament impermeable a la majoria d’ions i molècules polars, tot impedint que la major par del contingut cel·lular -hidrosoluble- es difonga cap a l'exterior. Tanmateix, les cèl·lules han d'obtenir del medi exterior tota una sèrie de nutrients polars així com desfer-se de'ions i molècules orgàniques. Aquesta és la causa de l'aparició de perfeccionats sistemes de transport a través de les proteïnes de membrana. Les molècules apolars si que poden travessar la bicapa.
Si atenem a raons energètiques podem distingir altres dos tipus de transport a través de membrana: Transport passiu i transport actiu
El transport passiu és un procés espontani que té lloc sense despesa d'energia metabòlica (ATP) per part de la cèl·lula. La direcció del transport ve governada pel procés de difusió: pas de substàncies des de la zona més concentrada a la més diluïda.
Però si hi hagués únicament transport passiu, no hi hauria cap diferència entre el contingut cel·lular i el de l’exterior. Cal doncs un altre mecanisme de transport que permet el pas de substàncies “contracorrent” segons les necessitats cel·lulars: Aquest és el transport actiu . Aquest tipus de transport requereix una despesa d'energia metabòlica en forma d'ATP.
Transport de macromolècules i partículesTot i que les proteïnes de transport membranals deixen passar a través de les membranes un gran nombre de petites molècules polars, no poden transportar macromolècules com proteïnes, polinucleòtids o polisacàrids. La majoria de les cèl·lules, tanmateix són capaces d'expulsar i absorbir determinades macromolècules a través de la membrana plasmàtica per mitjà dels processos de endocitosi (entrada) i exocitosi (eixida)
L'endocitosi és un sistema pel qual la cèl·lula capta del medi extracel·lular macromolècules i petites partícules; aquestes es fixen a la membrana, la qual s'invagina i després s'estrangula formant d'aquesta manera vesícules endocítiques que contenen el material ingerit.
La majoria de les vesícules d'endocitosi es fonen posteriorment amb els lisosomes , on serà digerida la major part del contingut macromolecular de la vesícula, mentre que el component de membrana vesicular és recuperat i tornat a la membrana plasmàtica.
