Respiración celular aerobia resumen La Cuestión Vital

Respiración celular aerobia resumen. Libro: La Cuestión Vital.  Autor: Nick Lane.la cuestion vital. sbags

2. ¿Qué es vivir?

El metabolismo es un atributo necesario para la vida y por tanto los virus no son organismos vivos.
Definición de la NASA. VIDA: “Es un sistema químico autosostenible capaz de evolución darwiniana (Selección natural)”. Y por tanto la vida y su ambiente van siempre juntos.
La vida está relacionada con genes y evolución.
Vivir, es decir crecer y reproducirse, está relacionado con el ambiente.
Para vivir la célula necesita realizar procesos. Para los procesos se necesita energía. Todas las células utilizan el mismo mecanismo para obtener energía.

Mecanismo de obtención de energía: Respiración celular.

la respiracion celularLos nutrientes dentro de la célula se oxidan (ceden electrones). Un grupo de cuatro complejos proteínicos consiguen que los electrones hagan pasar protones (H+) al otro lado de una membrana. Esto genera un gradiente de potencial de protones (diferentes cargas de H+ en cada lado de la membrana). Este gradiente de protones hace trabajar a una enzima (Proteína que facilita las reacciones) llamada ATPSintasa que obtiene moléculas ATP (Adenosín Trifosfato) a partir de ADP (Adenosín Difosfato). El ATP tiene una carga de energía.
Para que todo este mecanismo fluya, es necesario que alguien ayude a bombear los electrones. Este alguien es el oxígeno (O2) que se reduce (captando electrones) y obteniendo H2O (agua).
Los nutrientes han cedido electrones (OXidación) que al final han sido captados por el O2 (REDucción). Es decir se ha producido una reacción REDOX.
El ATP es la moneda energética utilizada  por los procesos biológicos.
Las Bacterias y Arqueos obtienen ATP’s a través de su membrana celular.
Los organismos Eucariotas (Animales, plantas y hongos) obtienen ATP’s a través de las membranas de las Mitocondrias (Orgánulos en el interior de la célula). Puede haber miles de Mitocondrias en una célula Eucariota.
Peter Mitchell (Nobel 1978) y su equipo descubrieron el mecanismo de la cadena transportadora de electrones y gradiente de protones (que llamaron Fosforilación Oxidativa – FosOx), en contra de la corriente científica de aquellos años.

Ahora bien. ¿Por qué la vida utiliza la química REDOX (REDucción-OXidación)? ¿Por qué la vida obtiene energía mediante un gradiente de protones a través de una membrana?
Es decir. ¿Por qué electrones? ¿Por qué protones?

La vida va de electrones

Respiración celular aerobia resumen

La respuesta hay que buscarla en el Carbono (C) parcialmente reducido. El C dispone de 4 electrones para hacer 4 enlaces potentes y puede hacer cadenas largas.
La Fotosíntesis es también una reacción REDOX. Con una cadena de transferencia de electrones y ATPSintasa similar a la FosOx. A partir de CO2 se obtiene cadenas de C. El CO2 se reduce (parcialmente) captando electrones del H2O (que se oxida) formando  CH2O.    CO2 + H2O  -> CH2O + O2
CO2   <-  Recibe electrones y se  reduce a CH2O
H2O   ->  Cede electrones y se oxida a O2

En la respiración celular se arrancan electrones de nutrientes (Oxidación de cadenas de C), y se transfieren al O2 (Reducción del O2) generando CO2 y agua.      CH2O + O2 -> CO2 + H2O
CH2O  -> Cede electrones y se oxida a CO2
O2      <- Recibe electrones y se reduce a H2O

Ahora bien en el mundo de las Bacterias se utilizan otros donantes de electrones tales como H2 (Hidrógeno), SH2(Sulfuro de Hidrógeno), Fe (Hierro) que se oxidan como las cadenas de C (Nutrientes) y como receptores de electrones (que se reducen como el O2) encontramos Nitratos, Nitritos, Sulfatos,…
Los ambientes en que se producen reacciones REDOX son estables por lo que requieren catalizadores.

La vida tiene que ver con protones

El mecanismo de gradiente de protones apareció muy temprano en la evolución. Arqueos y Bacterias actuales difieren en replicación del ADN, en la membrana, en la pared celular,…  pero la Químiosmótica (gradiente de protones) es universal.
Esto provoca  una incongruencia. Si la Quimiosmótica aparece en el principio de la evolución, la membrana celular debe ser impermeable ya que si fuera permeable no podría usar el mecanismo de gradiente de protones. Sin embargo, el LUCA (ancestro de Arqueos y Bacterias) tenía (según teoría actual) una membrana permeable con lo cual no puede utilizar el mecanismo quimiosmótico.

Este libro propone que gradientes naturales de protones impulsaron el origen de la vida.

Enlace a La Cuestión Vital: Resumen Corto de todo el libro

Índice del libro y Enlaces a los textos resumidos de cada capítulo

¿Por qué la vida es como es?

PARTE I    EL PROBLEMA

1. ¿Qué es la vida?

2. ¿Qué es vivir?

PARTE II    EL ORIGEN DE LA VIDA

3. Energía en el origen de la vida

Las Fumarolas Hidrotermales como reactores de Flujo

4. La aparición de las células

PARTE III    COMPLEJIDAD

La cuestión Vital índice de capítulos

5. El origen de las células complejas

Células eucariotas: Energía

Origen del núcleo

6. Origen del sexo

Células germinales y somáticas

PARTE IV    PREDICCIONES

7. El poder y la gloria de las Mitocondrias

La teoría de los radicales libres del envejecimiento

EPÍLOGO

Vida en el universo

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