La célula y la base química de la vida: biomoléculas, estructura celular, metabolismo y división celular
Este dominio conecta la química de la vida con la fisiología celular: qué moléculas forman los seres vivos, cómo se organiza la célula, cómo obtiene y gasta energía y cómo se reproduce. Las preguntas suelen pedir identificar un orgánulo por su función, comparar rutas metabólicas o interpretar un ciclo celular.
Biomoléculas
- Agua: disolvente polar, alto calor específico, cohesión y capilaridad; explica el transporte en xilema y la termorregulación.
- Glúcidos: monosacáridos (glucosa, ribosa), disacáridos (sacarosa, lactosa) y polisacáridos (almidón, glucógeno, celulosa, quitina).
- Lípidos: saponificables (triglicéridos, fosfolípidos) e insaponificables (esteroides, terpenos); los fosfolípidos forman la bicapa.
- Proteínas: enzimas, transporte y estructura; la función depende de la conformación (primaria a cuaternaria) y se pierde por desnaturalización.
- Ácidos nucleicos: ADN bicatenario con desoxirribosa y timina; ARN monocatenario con ribosa y uracilo.
Célula y metabolismo
- Procariota: sin núcleo ni orgánulos membranosos, pared de peptidoglicano, ribosomas 70S.
- Eucariota: núcleo, mitocondrias, cloroplastos, retículo, Golgi y lisosomas; ribosomas 80S.
- Catabolismo: glucólisis en el citosol (2 ATP netos, 2 NADH), ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial y cadena respiratoria en las crestas.
- Anabolismo: fotosíntesis, con fase luminosa en los tilacoides (ATP y NADPH) y ciclo de Calvin en el estroma (fija CO₂).
- División: la mitosis conserva el número cromosómico (2n→2n); la meiosis lo reduce a la mitad y genera variabilidad por sobrecruzamiento y segregación independiente.
Ejemplo resuelto
La oxidación completa de un mol de glucosa libera 2 870 kJ. Si la célula obtiene 30 ATP y cada ATP rinde unos 30,5 kJ en condiciones fisiológicas, el rendimiento es 30 × 30,5 = 915 kJ, es decir, 915/2 870 ≈ 32 %. En fermentación solo hay 2 ATP netos por glucosa (unos 61 kJ, ≈ 2 %), pero es más rápida y no requiere O₂. Esa diferencia explica por qué el catabolismo aerobio sostiene organismos complejos.
Errores típicos
- Decir que la mitosis genera variabilidad genética: eso ocurre en la meiosis.
- Situar la glucólisis en la mitocondria o el ciclo de Krebs en el citosol.
- Confundir NADH (poder reductor) con ATP (moneda energética).
- Afirmar que las procariotas carecen de pared o de ribosomas.