Glosario de términos clave del tema "El metabolismo" de Biología de 2º de Bachillerato

• Acetil-CoA: Molécula fundamental de dos átomos de carbono que se forma a partir de la oxidación de glúcidos (piruvato), lípidos y proteínas. Se incorpora al ciclo de Krebs para su oxidación completa y producción de energía. Es crucial como intermediario entre las distintas rutas catabólicas y el ciclo de Krebs.
• Anabolismo: Es la fase del metabolismo en la que se construye materia orgánica compleja a partir de moléculas más sencillas, utilizando la energía obtenida en el catabolismo o en otros procesos como la fotosíntesis y la quimiosíntesis. Las reacciones anabólicas requieren energía.
• ATP (Adenosín trifosfato): Es la molécula encargada de almacenar en sus enlaces la energía que se produce en las reacciones químicas. Una persona puede gastar unos 45 kg de ATP al día, aunque la cantidad presente en el organismo en cada momento es muy pequeña.
• ATP Sintasa: Enzima que cataliza la síntesis de ATP (fosforilación oxidativa) a partir de ADP y fosfato inorgánico, utilizando la energía de un gradiente de protones. En eucariotas, se encuentra en la membrana mitocondrial interna y en los cloroplastos.
• Autótrofos: Organismos cuya fuente de carbono es el CO₂ atmosférico, y que pueden ser fotoautótrofos (si obtienen energía de la luz solar) o quimioautótrofos (si la obtienen de los enlaces de moléculas inorgánicas).
• Balance energético: Permite medir la cantidad de energía liberada o utilizada en un proceso metabólico, según la cantidad de ATP que se obtiene. Es positivo en rutas catabólicas y negativo en anabólicas.
• Cadena transportadora de electrones (o cadena respiratoria): Conjunto de moléculas agrupadas en complejos supramoleculares, localizadas en la membrana mitocondrial interna (en eucariotas) o en la membrana plasmática (en procariotas), que transfieren electrones desde los coenzimas reducidos (NADH, FADH₂) hasta el aceptor final (generalmente oxígeno), liberando energía para la síntesis de ATP.
• Catabolismo: Es la parte del metabolismo que consiste en la transformación de biomoléculas complejas (glúcidos, lípidos o proteínas) en moléculas sencillas, almacenando la energía química liberada en forma de ATP y generando poder reductor (NADPH).
• Ciclo de Calvin (o ciclo de las pentosas): Es una serie de reacciones cíclicas que se producen en el estroma del cloroplasto, donde se fija el CO₂ utilizando el ATP y NADPH obtenidos en la fase lumínica de la fotosíntesis, para sintetizar compuestos de carbono (glúcidos).
• Ciclo de Krebs (o ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos): Ruta metabólica que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas. En eucariotas, se realiza en la matriz mitocondrial, y en procariotas, en el citoplasma. En este ciclo, el acetil-CoA se oxida totalmente a CO₂, generando ATP, NADH y FADH₂.
• Coenzimas: Cofactores orgánicos no proteicos que, unidos a una apoenzima, constituyen la holoenzima. Suelen actuar como transportadores de electrones (como NAD⁺, NADP⁺, FAD, FMN y citocromos), facilitando las reacciones de oxidación o reducción de los metabolitos.
• Dador de electrones: En la fotosíntesis, es la molécula que cede electrones a la clorofila del centro de reacción para que recupere el electrón perdido. En la fotosíntesis oxigénica es el agua.
• Fase biosintética (o fase oscura): Etapa de la fotosíntesis que se realiza en el estroma del cloroplasto, donde se sintetiza materia orgánica (compuestos de carbono) a partir de materia inorgánica (CO₂), utilizando el ATP y NADPH generados en la fase fotoquímica. A pesar de su nombre, algunas enzimas de esta fase requieren luz, por lo que no es estrictamente "oscura".
• Fase fotoquímica (o fase luminosa / fase clara / reacción de Hill): Es la primera etapa de la fotosíntesis, que depende directamente de la luz. Tiene lugar en la membrana de los tilacoides, donde se capta la energía lumínica y se transforma en energía química (ATP) y poder reductor (NADPH).
• Fermentación: Proceso catabólico de oxidación incompleta de compuestos orgánicos que no requiere oxígeno (condiciones anaerobias), y en el que el aceptor final de electrones es un compuesto orgánico. Su rendimiento energético es muy bajo (2 moléculas de ATP por glucosa). Ejemplos incluyen la fermentación etílica y la láctica.
• Fotorrespiración: Proceso en plantas donde la enzima RuBisCO actúa como oxigenasa, compitiendo el O₂ con el CO₂ por el sitio activo de la enzima, lo que reduce la capacidad fotosintética de la planta y conlleva una pérdida de energía.
• Fotosíntesis: Proceso por el que los organismos fotoautótrofos o fotolitótrofos captan la energía de la luz solar y la transforman en energía química (ATP) que utilizan para sintetizar materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos (CO2). Se realiza en los cloroplastos.
• Fotosistemas (PS I y PS II): Complejos proteicos, ubicados en las membranas tilacoidales de los cloroplastos, que agrupan a los pigmentos fotosintéticos (como la clorofila) y son capaces de captar la energía lumínica y transformarla en energía química. El Fotosistema II (PS II) se activa con longitudes de onda de hasta 680 nm, mientras que el Fotosistema I (PS I) lo hace a 700 nm.
• Glucólisis: Vía metabólica que se encarga de oxidar la glucosa para obtener energía para la célula. Consiste en diez reacciones enzimáticas consecutivas que convierten una molécula de glucosa (seis carbonos) en dos moléculas de piruvato (tres carbonos cada una). Tiene lugar en el citosol y no requiere oxígeno.
• Heterótrofos: Organismos que incorporan el carbono a través de moléculas orgánicas elaboradas por otros organismos, y obtienen la energía al romper los enlaces de estas moléculas.
• Lipólisis: Ruta metabólica en la que se produce la degradación de los triglicéridos en ácidos grasos libres y glicerol. Esta reacción es catalizada por la enzima lipasa.
• Metabolismo: Conjunto de reacciones bioquímicas y procesos fisicoquímicos que ocurren en la célula y en el organismo, en los que se intercambian materia y energía con su entorno. Se divide en catabolismo y anabolismo.
• β-oxidación: Proceso catabólico que ocurre en las mitocondrias (o peroxisomas) donde se degradan los ácidos grasos para formar moléculas de acetil-CoA, que luego pueden ser oxidadas en el ciclo de Krebs. En este proceso, el carbono β de la cadena del ácido graso se va oxidando, produciendo fragmentos de dos átomos de carbono.
• Oxidación: Reacción química en la que un compuesto pierde electrones (o hidrógenos). En el catabolismo, la oxidación de sustratos va acoplada a la reducción de coenzimas.
• Quimiosíntesis: Proceso mediante el cual ciertos organismos (quimioautótrofos) sintetizan compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos, utilizando la energía liberada en reacciones de oxidación de compuestos inorgánicos reducidos. Estas bacterias cierran los ciclos biogeoquímicos.
• Reducción: Reacción química en la que un compuesto gana electrones (o hidrógenos). En el anabolismo, las reacciones de reducción necesitan los electrones de NADH y FADH₂.
• Respiración (celular): Conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente por oxidación hasta convertirse en sustancias inorgánicas (CO₂ y H₂O), proceso que proporciona energía (ATP) a la célula. Se distingue la respiración aeróbica y anaeróbica.
• Respiración aeróbica: Tipo de respiración celular donde el aceptor final de electrones es el oxígeno molecular (O₂), que se reduce a agua. Es el tipo de metabolismo más común y eficiente en la mayoría de los seres vivos.
• Respiración anaeróbica: Tipo de respiración celular donde el aceptor final de electrones es una molécula inorgánica distinta del oxígeno (ej. NO3-, SO42-). Solo se da en algunos tipos de bacterias.
• Ribulosa-1,5-bifosfato (RuBP): Glúcido de cinco carbonos con dos grupos fosfato que actúa como la molécula inicial que se regenera en cada vuelta del ciclo de Calvin, uniéndose al CO₂ atmosférico.
• RuBisCO: Enzima ribulosa-1,5-bifosfato carboxilasa oxigenasa, que cataliza la fijación del CO₂ en el ciclo de Calvin (carboxilasa) y también la fotorrespiración (oxigenasa). Es la proteína más abundante de la Tierra.
• Transportadores de electrones: Moléculas que forman parte de la cadena respiratoria y la cadena de transporte electrónico en la fotosíntesis, encargadas de transferir electrones de un nivel energético a otro, liberando energía en el proceso.