La fotosíntesis y la respiración celular son, en sus formas más obvias, espejos el uno del otro. Cuando la Tierra tenía mucho menos oxígeno en el aire, los organismos fotosintéticos usaban dióxido de carbono y producían oxígeno como subproducto. Hoy en día, las plantas, las algas y las cianobacterias utilizan este proceso similar de fotosíntesis. Todos los demás organismos, incluidos los animales, han evolucionado para utilizar alguna forma de respiración celular. Ambos procesos hacen un uso extensivo del flujo de electrones.

Organelos

Existe una gran diferencia entre la respiración dentro de organismos eucariotas y procariotas. Las plantas y los animales son eucariotas porque tienen organelos complejos dentro de la célula. Las plantas, por ejemplo, hacen uso de la fotosíntesis en la membrana del tilacoide dentro de un cloroplasto. Los eucariotas que usan la respiración celular tienen organelos llamados mitocondrias, que son algo así como la estación de energía de la célula. Los procariotas pueden utilizar la fotosíntesis o la respiración celular, pero como carecen de los orgánulos complejos, producen energía de formas más simples. Este artículo asume la existencia de dichos orgánulos, ya que algunos procariotas ni siquiera utilizan la cadena de transporte de electrones.

Cadena de transporte de electrones

En la fotosíntesis, la cadena de transporte de electrones se produce al comienzo de la cadena de transporte de electrones. proceso, pero se produce al final del proceso en la respiración celular. Sin embargo, los dos no son completamente análogos. Después de todo, romper un compuesto no es lo mismo que galvanizar la producción de un compuesto. Pero lo importante es recordar que los organismos fotosintéticos intentan fomentar la glucosa como fuente de alimento, mientras que los organismos que utilizan la respiración celular descomponen la glucosa en ATP, que es el principal portador de energía de la célula.

Fotosíntesis

La fotosíntesis usa la energía obtenida de la luz para liberar electrones de los pigmentos de clorofila que recogen la luz. Las moléculas de clorofila no tienen un suministro infinito de electrones, por lo que recuperan el electrón perdido de una molécula de agua. Lo que queda son electrones e iones de hidrógeno (partículas de hidrógeno cargadas eléctricamente). El oxígeno se crea como un subproducto, por lo que se expulsa a la atmósfera.

Respiración celular

En la respiración celular, la cadena de transporte de electrones se produce después de que la glucosa ya se ha descompuesto. Ocho moléculas de NADPH y dos moléculas de FADH2 permanecen. Estas moléculas están destinadas a donar electrones e iones de hidrógeno a la cadena de transporte de electrones. El movimiento de los electrones galvaniza los iones de hidrógeno a través de la membrana de la mitocondria. Debido a que esto forma una concentración de iones de hidrógeno en un lado, se ven obligados a regresar al interior de la mitocondria, lo que galvaniza la síntesis de ATP. Al final del proceso, los electrones son aceptados por el oxígeno, que luego se une a los iones de hidrógeno para producir agua.

Respiración celular en reversa

El último paso en los espejos de respiración celular el comienzo de la fotosíntesis, que separa el agua y produce electrones, oxígeno e iones de hidrógeno. Usando este conocimiento, también podría predecir que la fotosíntesis implica el movimiento de iones de hidrógeno a través de la membrana del tilacoide para galvanizar la producción de ATP. Los electrones son aceptados por NADPH (pero no FADH2 en la fotosíntesis). Estos compuestos entran en un proceso similar al de la respiración celular en reversa para que puedan sintetizar glucosa para el uso de energía dentro de la célula.