La energía de la célula

La moneda universal de la energía es el ATF o el adenosintrifosfato.

La moneda universal de la energía es el ATF o el adenosintrifosfato. La energía obtenida de los alimentos o de la luz del sol es usada para formar esta molécula y la energía almacenada es luego puesta a disposición de otras reacciones químicas en la célula.

Foto tomada por Chokniti para Pexels.

Así es como funciona el sistema de energía de la célula: la energía obtenida, ya sea de la fermentación, respiración o fotosíntesis, es usada para añadir el último fosfato a una molécula de ADF para convertirla en una molécula de ATF. Entonces, la molécula de ATF se aleja, llevándose consigo la energía almacenada, hasta que esa energía se necesita para conducir alguna otra reacción química. En ese punto, el fosfato que sobra es extraído —un proceso que libera energía— y la molécula se convierte de nuevo en ADF. Así, unir y retirar este último fosfato es lo que mantiene en funcionamiento todo el mundo vivo.

En una célula media hay aproximadamente ¡dos millones de moléculas de ATF en funcionamiento cada minuto!

Hay otros tipos de almacenamiento de energía a corto plazo en la célula. De hecho, la célula es un poco como un ciudadano norteamericano moderno. Utilizamos el dinero en efectivo cuando compramos unos dulces, pero tarjetas de crédito cuando deseamos adquirir un billete de avión. Del mismo modo, la célula utiliza el ATF para almacenar las pequeñas cantidades de energía que son intercambiadas todo el tiempo, pero tiene otros procesos de los que ocuparse en grandes cantidades.

Esos procesos implican enviar energía para empujar electrones fuera de algunas células especiales y luego recoger la energía de algún otro lugar, cuando otros electrones caigan dentro de la vuelta. La “tarjeta de crédito” celular más común es una molécula llamada DAN —siglas de dinucleótido de nicotidamida adenina y, créanme, no querrían ver un diagrama de esa molécula.

Foto tomada por Cottonbro para Pexels.

La fermentación es la forma más simple —y probablemente la más antigua— de generar energía en la célula; se trata de un proceso que implica la descomposición de una molécula de carbohidrato —por ejemplo, glucosa— en moléculas más pequeñas como ácido láctico, etanol o dióxido de carbono. Esta descomposición libera la energía para crear ATF. Es un proceso relativamente inefectivo, porque produce sólo dos moléculas de ATF por cada molécula de glucosa. La fermentación es llevada a cabo en ausencia de oxígeno; así, se dice que es anaeróbica. Presumiblemente, las células generaban energía por fermentación en la Tierra primitiva, donde no había oxígeno en la atmósfera.

Hay muchos tipos diferentes de procesos de fermentación, pero quizás el más familiar sea el que conduce a la producción del alcohol etílico. En el proceso, las células de levadura convierten el azúcar —glucosa— en alcohol y dióxido de carbono. Tanto el alcohol como el dióxido de carbono son productos residuales en lo que a la levadura se refiere: ella sólo desea el ATF. Los seres humanos, por supuesto, utilizamos el alcohol y dejamos que el dióxido de carbono vuelva a la atmósfera.

¡El hecho de que el vino sea producido por fermentación tiene consecuencias!

La fermentación se produce de forma anaeróbica, en ausencia de oxígeno. Si el vino es dejado al aire libre, la fermentación se detiene y el vino se convierte finalmente en vinagre; así, según la creencia popular, si el vino es abierto y se le permite “respirar”, la presencia del oxígeno descompone algunas de las delicadas moléculas del vino y estropea el sabor y el buqué, lo que es cierto sólo si se le deja abierto por mucho tiempo.

Cuando yo era un enófilo bisoño, recuerdo haber abierto una botella de Clos de Vougeot y beberla antes de que el oxígeno del aire hubiera hecho su trabajo. Sólo con el último vaso me di cuenta de lo que había hecho. El pensamiento de esa botella malgastada aún me pone triste, así que le advierto: cuando abra una botella de buen vino, ¡déjela respirar!»

Tomado de: James Trefil, 1,001 cosas que todo el mundo debería saber sobre ciencia, Barcelona: RBA, 1993. pp. 140-142.

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