Estructura y Componentes de la Célula Vegetal

Célula Vegetal: Justificación de sus características distintivas: forma prismática/hexagonal, pared celular visible, presencia de cloroplastos y una vacuola grande.

Orgánulos Celulares Fundamentales

• Núcleo: Contiene el material genético (ADN) y controla las funciones celulares mediante la transcripción.
  • Nucleolo: Región dentro del núcleo donde se sintetizan los ribosomas (ARNr).
• Cloroplasto: Orgánulo fotosintético; realiza la fotosíntesis (convierte CO₂ y H₂O en glucosa + O₂ usando luz).
• Mitocondria: Centro de la respiración celular aeróbica; produce ATP a partir de glucosa (vía respiración celular).
• Vacuola Central: Almacén de agua, iones y productos; mantiene la turgencia y participa en almacenamiento y degradación.
• Pared Celular: Estructura rígida exterior de la célula vegetal (compuesta de celulosa); protege y mantiene la forma.
• Aparato de Golgi (Dictiosoma): Modifica, empaqueta y transporta proteínas/lípidos; forma vesículas y componentes de la pared celular.
• Retículo Endoplasmático (RER / SER):
  • RER: Síntesis y ensamblaje de proteínas (ribosomas adheridos).
  • SER: Síntesis de lípidos, detoxificación y transporte.

Metabolismo Celular: Anabolismo y Catabolismo

Anabolismo

Conjunto de reacciones metabólicas que construyen moléculas complejas a partir de moléculas simples.

• Tipo de reacción: Generalmente reacciones de síntesis (endergónicas) que requieren energía (habitualmente ATP).
• Moléculas iniciales: Monómeros o moléculas sencillas (por ejemplo: aminoácidos, monosacáridos, ácidos grasos).
• Lo que se obtiene: Macromoléculas o estructuras complejas (proteínas a partir de aminoácidos, polisacáridos a partir de monosacáridos, lípidos a partir de ácidos grasos + glicerol).
• Ejemplo: Síntesis de proteínas (aminoácidos → polipéptido) o fotosíntesis (CO₂ + H₂O → glucosa) — en todos se consume energía.

Catabolismo

Conjunto de reacciones que descomponen moléculas complejas en otras más sencillas, liberando energía.

• Tipo de reacción: Reacciones de degradación (exergónicas), a menudo con liberación de energía utilizable (ATP, poder reductor NADH/NADPH).
• Moléculas iniciales: Macromoléculas o moléculas complejas (glucógeno, polisacáridos, lípidos, proteínas).
• Lo que se obtiene: Moléculas más simples (glucosa, aminoácidos, ácidos grasos) + energía (ATP) + electrones (NADH, FADH₂) + CO₂ y H₂O en procesos oxidativos.
• Ejemplo: Respiración celular (glucosa → CO₂ + H₂O + ATP).

Esquema de la Glucólisis (Versión Resumida)

Glucosa (6C) —(fase de inversión de ATP)→ 2 × Gliceraldehído-3-fosfato (3C) —(fase de rendimiento)→ 2 × Piruvato (3C)

Productos netos por 1 molécula de glucosa:

• 2 Piruvato (finales)
• Neto: 2 ATP (4 producidos − 2 consumidos = 2 netos)
• 2 NADH (reducidos en la fase de gliceraldehído-3P → 1,3-bisfosfoglicerato)

(Si hay respiración aeróbica, los piruvatos entran en la mitocondria para convertirse en acetil-CoA y continuar con el ciclo de Krebs; si anaerobia, fermentación: piruvato → lactato o etanol + CO₂ según organismo.)

Rutas del Catabolismo de la Glucosa (Respiración Celular Aeróbica)

Esquema Resumido de Fases:

1. Glucólisis (citoplasma): glucosa → 2 piruvato + 2 ATP netos + 2 NADH.
2. Descarboxilación del piruvato → Acetil-CoA (matriz mitocondrial): piruvato → acetil-CoA + CO₂ + NADH.
3. Ciclo de Krebs (ácido cítrico) (matriz mitocondrial): acetil-CoA → CO₂ + NADH + FADH₂ + GTP (ATP).
4. Cadena de transporte de electrones / Fosforilación oxidativa (membrana interna mitocondrial): NADH/FADH₂ → ATP + H₂O (aceptor final O₂).

Productos finales:

CO₂, H₂O y gran cantidad de ATP (≈30–34 ATP por glucosa según condiciones).

Ruta del Anabolismo (Fotosíntesis)

Esquema Resumido de Fases:

• Moléculas iniciales: CO₂ (aire) y H₂O (raíz) + luz.
• Fases:
  • Fase luminosa (tilacoide): luz → fotólisis del H₂O → O₂ (liberado) + ATP + NADPH.
  • Fase oscura / Ciclo de Calvin (estroma): CO₂ + ATP + NADPH → carbohidratos (G3P → glucosa).
• Productos finales: O₂ (producto secundario, se libera) y azúcares (glucosa) como producto útil; además ATP/NADPH se consumen en el ciclo de Calvin.

Comparativa: Mitosis vs. Meiosis

• En qué células ocurre

  • Mitosis: En células somáticas (todas las células del cuerpo excepto las germinales).
  • Meiosis: En células germinales (gametogénesis: ovogénesis, espermatogénesis).

• Objetivo

  • Mitosis: Producir 2 células hijas genéticamente idénticas para crecimiento y reparación.
  • Meiosis: Producir células haploides (gametos) con variabilidad genética (reducción del número cromosómico).

• Etapas

  • Mitosis: Profase → Metafase → Anafase → Telofase (y citocinesis).
  • Meiosis: Meiosis I (Profase I —con entrecruzamiento—, Metafase I, Anafase I, Telofase I) → Meiosis II (similar a mitosis: Profase II, Metafase II, Anafase II, Telofase II).

• Resultado final: número de células, cómo son entre sí y su carga genética

  • Mitosis: 2 células diploides (2n), genéticamente idénticas entre sí y a la célula madre (salvo mutaciones).
  • Meiosis: 4 células haploides (n), genéticamente diferentes entre sí (recombinación + segregación independiente).

• Importancia biológica

  • Mitosis: Crecimiento, reemplazo y reparación de tejidos; mantenimiento del número cromosómico.
  • Meiosis: Formación de gametos, reducción cromosómica para la reproducción sexual y generación de variabilidad genética en la descendencia.