Metabolismo celular: catabolismo, anabolismo, respiración y fotosíntesis
Aquí se evalúa el flujo de energía y materia en la célula: acoplamiento ATP/ADP, reacciones redox, glucólisis, ciclo de Krebs, cadena respiratoria, fermentaciones y las dos fases de la fotosíntesis. Las preguntas suelen pedir balances energéticos, localización celular de cada etapa y comparación entre respiración y fermentación.
Catabolismo y anabolismo
El catabolismo oxida moléculas ricas en energía y es exergónico; el anabolismo reduce y sintetiza, y es endergónico. Ambos se acoplan mediante ATP y coenzimas redox (NAD+, NADP+, FAD). La glucólisis ocurre en el citosol y rinde 2 ATP y 2 NADH por glucosa. La descarboxilación del piruvato y el ciclo de Krebs son mitocondriales y producen NADH, FADH2, GTP y CO2. En la cadena respiratoria, los electrones pasan por complejos hasta el O2, aceptador final, y el bombeo de protones genera un gradiente que la ATP sintasa usa por quimiosmosis.
Balance energético
Con el cálculo clásico, la oxidación completa de una glucosa rinde 38 ATP; con los coeficientes actuales (2,5 por NADH y 1,5 por FADH2) se obtienen unos 30-32 ATP, cifra que conviene indicar como referencia moderna. Las fermentaciones regeneran NAD+ sin cadena respiratoria y rinden solo 2 ATP.
Fotosíntesis
En la fase luminosa, la fotólisis del agua en el fotosistema II libera O2, electrones y protones; el transporte hasta el fotosistema I genera NADPH y un gradiente de protones que produce ATP por fotofosforilación no cíclica. En el ciclo de Calvin, la RuBisCO fija el CO2 y por cada CO2 se consumen 3 ATP y 2 NADPH para producir azúcares.
Ejemplo razonado
¿Cuántos ATP aporta el NADH citosólico? Si se usa la lanzadera del malato entra como NADH mitocondrial (2,5 ATP); con la del glicerol fosfato entra como FADH2 (1,5 ATP). Por eso un mismo balance puede variar en 2 ATP según la lanzadera y el texto de referencia.
Errores que restan puntos
Decir que el O2 produce directamente el ATP; olvidar que el ciclo de Calvin consume ATP y NADPH; situar la glucólisis en la mitocondria; confundir NADH con NADPH o la fase luminosa con la oscura.