Metabolismo y producción bioenergética

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“Metabolismo y Producción Bioenergética”

Los procesos vitales requieren de moléculas que son consumidas como nutrientes y se descomponen para obtener de ellas energía y para que constituyan los bloques constitutivos a partir de los cuales se sintetizan nuevas moléculas. El proceso de extracción de energía se lleva a cabo en una serie de múltiples pasos en los cuales los donadores de electronestransfieren energía a aceptores de electrones. Estas reacciones de óxido-reducción son fundamentales para extraer energía de moléculas como glucosa. Los principales portadores de electrones son el NADH (la forma reducida del dinucleótido de nicotinamida adenina) y el NAD+, su forma oxidada. El NADH se oxida a NAD+ cuando pierde dos electrones y el NAD+ se reduce a NADH cuando acepta doselectrones. Dos electrones de cada NADH y dos protones se unen a un átomo de oxígeno para formar H2O en la oxidación completa de la glucosa. La energía que se genera en ésta reacción se conserva y se transforma el ADP de “energía inferior” en ATP de “energía más alta”. El sistema ADP-ATP es como una cuenta de cheques muy activa donde se realizan depósitos y retiros en estado estable.

El metabolismo esel conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y en el organismo.[1] Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.
El metabolismo se divide en dos procesos conjugados: catabolismo yanabolismo. Las reacciones catabólicas liberan energía; un ejemplo es la glucólisis, un proceso de degradación de compuestos como la glucosa, cuya reacción resulta en la liberación de la energía retenida en sus enlaces químicos. Las reacciones anabólicas, en cambio, utilizan esta energía liberada para recomponer enlaces químicos y construir componentes de las células como lo son las proteínas y losácidos nucleicos. El catabolismo y el anabolismo son procesos acoplados que hacen al metabolismo en conjunto, puesto que cada uno depende del otro.

Digestión

Las macromoléculas como el almidón, la celulosa o las proteínas no pueden ser tomadas por las células automáticamente, por lo que necesitan que se degraden en unidades más simples antes de usarlas en el metabolismo celular. Muchas enzimasdigieren estos polímeros. Estas enzimas incluyen peptidasa que digiere proteínas en aminoácidos, glicosil hidrolasas que digieren polisacáridos en disacáridos y monosacáridos, y lipasas que digieren los triglicéridos en ácidos grasos y glicerol.
Los microbios simplemente secretan enzimas digestivas en sus alrededores mientras que los animales secretan estas enzimas desde células especializadas alaparato digestivo. Los aminoácidos, monosacáridos, y triglicéridos liberados por estas enzimas extracelulares son absorbidos por las células mediante proteínas específicas de transporte.
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Un diagrama simplificado del catabolismo de proteínas, carbohidratos y lípidos.

Energía de compuestos orgánicos

El catabolismo de carbohidratos es la degradación de los hidratos de carbono enunidades menores. Los carbohidratos son usualmente tomados por la célula una vez que fueron digeridos en monosacáridos. Una vez dentro de la célula, la ruta de degradación es la glucólisis, donde los azúcares como la glucosa y la fructosa son transformados en piruvato y algunas moléculas de ATP son generadas. El piruvato o ácido pirúvico es un intermediario en varias rutas metabólicas, pero lamayoría es convertido en acetil CoA y cedido al ciclo de Krebs. Aunque más ATP es generado en el ciclo, el producto más importante es el NADH, sintetizado a partir del NAD+ por la oxidación del acetil-CoA. La oxidación libera dióxido de carbono como producto de desecho. Una ruta alternativa para la degradación de la glucosa es la ruta pentosa-fosfato, que reduce la coenzima NADPH y produce azúcares...
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