La fotosíntesis

Se lleva a cabo por todos los seres vivos con clorofila (plantas verdes y cianobacterias) que capturan energía en forma de luz y la transforman en energía química. Esto ocurre en los cloroplastos en donde se encuentra la clorofila. [1]

Su formula química es: [2]

Hay dos tipos de fotosíntesis:

Anoxigénica

En la cual el agua es el donante primario de electrones, y en su proceso obtiene materia orgánica de la cual nos nutrimos nosotros, los seres vivos; y se libera O2 (oxigeno gaseoso) a la atmosfera, permitiendo poder respirar.

Este tipo de fotosíntesis tiene dos fases:

Fase Lumínica:

Es la que se encarga de que la energía solar se transforma en energía química, con la ayuda de la luz solar y la clorofila.

La clorofila es un compuesto orgánico, formado por moléculas que contienen átomos de Carbono (C), Hidrogeno (H), Oxigeno (O), Nitrógeno (N) y Magnesio.

El proceso genera oxigeno gaseoso (O₂) que se libera al ambiente, y la energía no utilizada es almacenada en moléculas de ATP; molécula de alta energía que almacena la energía que necesitamos para realizar casi todo lo que hacemos, esta se encuentra presente en el citoplasma y el nucleoplasma de cada célula.

Formula:

2 H₂O → O₂ + 2 H₂

H₂O = Agua
O₂ = Oxígeno
H₂ = Hidrógeno

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.

Este proceso celular es realizado por el orgánulo mitocondrial. Su ecuación general es:

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 H₂O + 6 CO₂ + 38 ATP

Se debe tener en cuenta que la equivalencia a 38 ATP por molécula de glucosa se daría en condiciones óptimas, que de hecho son poco frecuentes. Los valores considerados más fieles a la realidad son de 34 a 36 ATP por molécula de glucosa.

Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa
Artículos principales: Cadena respiratoria y Fosforilación oxidativa.

Son las últimas etapas de la respiración aeróbica o anaeróbica y tienen dos finalidades básicas:

Reoxidar las coenzimas que se han reducido en las etapas anteriores (NADH y FADH2) con el fin de que estén de nuevo libres para aceptar electrones y protones de nuevos substratos oxidables.

Producir energía utilizable en forma de ATP.

Estos dos fenómenos están íntimamente relacionados y acoplados mutuamente. Se producen en una serie de complejos enzimáticos situados (en eucariotas) en la membrana interna de la mitocondria; cuatro complejos realizan la oxidación de los mencionados coenzimas transportando los electrones y aprovechando su energía para bombear protones desde la matriz mitocondrial hasta el espacio intermembrana. Estos protones solo pueden regresar a la matriz a través de la ATP sintasa, enzima que aprovecha el gradiente electroquímico creado para fosforilar el ADP a ATP, proceso conocido como fosforilación oxidativa.

Los electrones y los protones implicados en estos procesos son cedidos definitivamente al O2 que se reduce a agua. Nótese que el oxígeno atmosférico obtenido por ventilación pulmonar tiene como única finalidad actuar como aceptor final de electrones y protones en la respiración aerobica.

Etapa glucolisis

Ocurre en el citoplasma, se rompen los enlaces químicos de la glucosa y libera energía, la glucosa formada por 6 átomos se rompen por la mitad y se forman dos compuestos de 3 carbonos cada uno de ácido pirúvico.

Ecuación de la glucólisis

Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H + 2 H20

El ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs es una sucesión reacciones químicas que es fundamental en la respiración celular en las células aeróbicas ya que está constantemente produciendo energía para la planta, ocurre en la matriz de la mitocondria y consta de 8 etapas
Primera etapa el acetil CoA se une con una molécula de Oxacelato liberando el grupo coa y formando el citrato
Segunda etapa el citrato se transforma en un isocitrato (su isómero) a él se le retira una molécula de agua que después se le volverá a añadir
Tercera etapa el isocitrato se oxida liberando una molécula de Co₂ formando a-ceglutanato en este paso el NAD+ se reduce a NADH
Cuarta etapa el a-cetoglutanato se oxida y se vuelve a reducir un NAD+ a NADH liberando otra molécula de Co₂ transformándolo en una molécula de coezima A que terminara formando un inestable compuesto de succinil CoA
Quinta etapa el CoA se sustituye por un grupo fosfato que luego se transfiere en ADP o GDP para obtener ATP o GTP, como producto una molécula de succinato
Sexta etapa el succinato se oxida formando fumarato y se transfieren dos átomos de H a un FAD para forma FADH₂
Séptima etapa se le agrega H₂O a la molécula de fumarato formando una de malato
Octava etapa se oxida el malato formando oxaceltato en este proceso se vuelve a reducir un NAD+ en NADH y se vuelve a repetir el ciclo