Metabolismo celular: catabolismo y anabolismo
Metabolismo es el bloque con más rutas y más cifras: la PAU pide localizar cada etapa, contar ATP y NADH, y comparar catabolismo y anabolismo, casi siempre con la respiración y la fotosíntesis como protagonistas.
Visión general
El catabolismo degrada moléculas, libera energía y es oxidativo y convergente (glucólisis, respiración, fermentación). El anabolismo sintetiza, consume ATP y poder reductor, y es divergente (fotosíntesis, quimiosíntesis, biosíntesis). El ATP acopla las reacciones; el NAD⁺/NADH y el NADP⁺/NADPH transportan electrones.
Respiración
Glucólisis, en el citosol: glucosa → 2 piruvato, con 2 ATP netos y 2 NADH. Descarboxilación oxidativa del piruvato, en la matriz: 2 acetil-CoA, 2 NADH y 2 CO₂. Por cada vuelta del ciclo de Krebs: 3 NADH, 1 FADH₂, 1 GTP y 2 CO₂. En la cadena respiratoria, en la membrana interna, los complejos I–IV transfieren electrones al O₂, aceptor final que se reduce a H₂O; el gradiente de protones impulsa la ATP sintasa (quimiosmosis).
Fermentación
Regenera NAD⁺ para que la glucólisis continúe y rinde solo los 2 ATP de la glucólisis. Láctica (piruvato → lactato) y alcohólica (piruvato → acetaldehído + CO₂ → etanol).
Fotosíntesis
Fase luminosa en los tilacoides: el PSII (P680) oxida el agua y libera O₂ y protones; los electrones pasan por plastoquinona y citocromo b6f hasta el PSI (P700), que reduce NADP⁺, y el gradiente de H⁺ genera ATP. Fase oscura o ciclo de Calvin, en el estroma: la RuBisCO fija CO₂ a RuBP; por cada CO₂ se gastan 3 ATP y 2 NADPH. La fotorrespiración y las vías C4/CAM reducen las pérdidas.
Ejemplo resuelto
Balance por glucosa: 4 ATP por fosforilación a nivel de sustrato (2 de la glucólisis y 2 del Krebs) + 10 NADH × 2,5 = 25 + 2 FADH₂ × 1,5 = 3, total 32 ATP. Si los 2 NADH citosólicos entran por la lanzadera del glicerol-3-fosfato (rinden 1,5 en vez de 2,5), el total baja a 30. Muchos manuales clásicos usan 3 ATP por NADH y 2 por FADH₂ y obtienen 36–38: indica siempre el criterio que aplicas.
Errores que restan puntos
- Decir que el O₂ de la fotosíntesis procede del CO₂.
- Situar la glucólisis en la mitocondria.
- Contar 4 ATP netos en la glucólisis.
- Suponer que la fermentación aporta ATP extra.
- Confundir NADH con NADPH.