Nutrició Cel·lular, Metabolisme i Genètica: Conceptes Clau
Cèl·lules Heteròtrofes i Obtenció d'Energia
Les cèl·lules heteròtrofes obtenen energia a partir de la degradació de nutrients orgànics que es troben en el medi. Aquesta degradació pot realitzar-se per dos mètodes diferents:
- Respiració (en presència d'O₂).
- Fermentació (en absència d'O₂).
La Respiració Cel·lular
La respiració cel·lular comença amb la molècula de glucosa. La molècula de glucosa passa per la glucòlisi, on més tard es divideixen els nombres de carboni per formar l'àcid pirúvic. A partir d'aquest àcid, la cèl·lula pot dur a terme la respiració cel·lular o la fermentació.
Normalment es realitza la respiració, ja que produeix més energia (ATP).
Tipus de Fermentació
La fermentació és un procés clau quan l'oxigen és limitat. Trobem dos tipus principals:
- Fermentació làctica: La realitzen les cèl·lules animals i els bacteris. Consisteix a transformar la glucosa en àcid làctic + 2 ATP. S'utilitza en la indústria làctica.
- Fermentació alcohòlica: La realitzen els llevats. Consisteix a transformar la glucosa en etanol + CO₂ + ATP. S'utilitza en la indústria de begudes alcohòliques.
Cèl·lules Autòtrofes i Fotosíntesi
Les cèl·lules autòtrofes són aquelles capaces d'utilitzar directament l'energia lluminosa per produir la seva pròpia matèria orgànica, és a dir, les que realitzen la fotosíntesi.
Independència Nutricional
Les cèl·lules autòtrofes són éssers vius independents pel que fa a la nutrició. Les seves necessitats nutritives són únicament minerals. Només necessiten:
- Aigua.
- Sals minerals.
- Una font de carboni (CO₂).
En canvi, les cèl·lules heteròtrofes depenen de nutrients orgànics elaborats per les cèl·lules autòtrofes.
Intercanvi Gasós i Respiració
Com a conseqüència de la fotosíntesi, es produeix un intercanvi gasós amb l'exterior de la cèl·lula en el qual s'absorbeix CO₂ i s'allibera O₂.
Les cèl·lules autòtrofes també realitzen la respiració cel·lular, que consisteix a degradar molècules orgàniques per tal d'obtenir l'energia necessària per a la vida.
ADN i ARN: El Material Genètic
L'ADN (Àcid Desoxiribonucleic) és un polinucleòtid, és a dir, està format per la unió de molts nucleòtids que s'uneixen formant llargues cadenes.
Estructura de l'ADN
L'ADN és una macromolècula on es troba tota la informació necessària per fabricar totes les proteïnes d'un individu i, per tant, per realitzar totes les activitats cel·lulars.
- Està format per dues cadenes de nucleòtids formant l'estructura coneguda com a doble hèlix.
- Les cadenes de nucleòtids són complementàries entre elles.
- Hi ha quatre tipus de nucleòtids que corresponen a les 4 bases nitrogenades que els formen: Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) i Guanina (G).
- L'ADN té desoxiribosa com a sucre i no conté uracil.
- L'ADN és universal, ja que és el mateix per a tots els éssers vius.
Diferències amb l'ARN
L'ARN (Àcid Ribonucleic) es diferencia de l'ADN en diversos aspectes:
- No forma dobles cadenes (generalment).
- Té ribosa com a sucre.
El Gen
Un gen és un fragment d'ADN codificat per a la síntesi d'una proteïna determinada i, per tant, realitza una activitat cel·lular determinada. Cada molècula d'ADN està formada per un gran nombre de gens que es troben ordenats linealment.
Organització de l'ADN i Variabilitat Genètica
Cromatina i Cromosomes
L'ADN no es troba sol, sinó que està associat a proteïnes (histones), i tot això es troba dispers en el nucli. Aquesta associació rep el nom de cromatina.
En les cèl·lules eucariotes, l'ADN es condensa per fer la divisió cel·lular, formant unes fibres molt curtes i gruixudes que s'anomenen cromosomes. Un cromosoma és una molècula d'ADN condensada.
Mutacions
Una mutació és una modificació espontània i aleatòria que té lloc en la seqüència de nucleòtids que formen l'ADN.
Les mutacions es produeixen amb una freqüència molt baixa en condicions normals, però existeixen agents que n'augmenten la probabilitat, els anomenats agents mutàgens (p. ex., radiacions, substàncies químiques).
Perquè una mutació es transmeti a la descendència, ha d'afectar una cèl·lula sexual. Les mutacions poden ser beneficioses per a l'espècie.
Al·lels i Transgènesi
Els al·lels són les diferents versions d'un mateix gen. Tots els individus d'una mateixa espècie tenen els mateixos gens, però amb diferents al·lels.
La transgènesi consisteix a aïllar un gen d'una espècie i transferir-lo a un individu d'una altra espècie, de manera que aquesta espècie adquireix un caràcter hereditari nou.