Metabolismo

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INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO


1. Introducción al metabolismo
2. Concepto de anabolismo y catabolismo
3. Métodos de estudio de las rutas metabólicas
4. Clasificación de los organismos atendiendo a su metabolismo
5. Ciclo energético en las células
6. El flujo de C, O, N y energía en la biosfera
7. Regulación de las rutas metabólicas



1. Introducción al metabolismo

Elmetabolismo es el conjunto de reacciones químicas que se dan en un organismo, cada una de ellas está catalizada por un sistema enzimático y su finalidad es el intercambio de materia y energía entre la célula y el entorno. Las enzimas son claves para que se den los procesos metabólicos y para su regulación. Las finalidades del metabolismo son cuatro:

1. Obtención de energía química de moléculascombustibles o de la luz solar absorbida (esto último en organismos fotosintéticos).
2. Conversión de principios nutritivos exógenos en precursores de los componentes macromoleculares.
3. Ensamblaje de estos materiales para formar proteínas, ácidos nucleicos y otros componentes celulares.
4. Formación y degradación de las biomoléculas necesarias para las funciones especializadas de la célula.El metabolismo intermediario comprende mapas enzimáticos aparentemente muy complejos (Figura 1), pero la forma y función de las rutas metabólicas centrales no resultan de difícil comprensión. Además, las rutas centrales del metabolismo son muy parecidas en la mayoría de las formas de vida.

Consideraremos en este capítulo la procedencia de los principios nutritivos y de la energíanecesaria para la vida celular, las principales rutas por las que se sintetizan y degradan los componentes celulares y la ruta de transferencia de la energía celular.


2. Rutas anabólicas, catabólicas y anfibólicas

El metabolismo consta de dos grandes bloques de rutas: anabolismo y catabolismo.

El catabolismo es la fase degradativa del metabolismo, en el cuál moléculas complejas yrelativamente grandes (glúcidos, lípidos y proteínas) que provienen bien del entorno o de los propios depósitos celulares de reserva se degradan para producir moléculas más sencillas como ácido láctico, ácido acético, dióxido de carbono, amoníaco o urea. El catabolismo va acompañado de la liberación de la energía química inherente a la estructura de las moléculas orgánicas nutritivas y a suconservación en forma de ATP.

El anabolismo constituye la fase biosintética del metabolismo, por la que tiene lugar la biosíntesis enzimática de los componentes moleculares de las células, tales como nucleicos, proteínas, polisacáridos o lípidos, a partir de sus precursores. La biosíntesis de estas macromoléculas orgánicas, necesita del consumo de energía química aportada por el ATP generadodurante el catabolismo.

La separación entre catabolismo y anabolismo es puramente formal, fisiológicamente ambas se desarrollan simultáneamente en el tiempo y en el espacio, pero lógicamente se regulan de manera independiente. Los productos intermedio del metabolismo se denominan metabolitos.

Cada ruta anabólica o catabólica está constituida por numerosas etapas enzimáticamente catalizadas, aveces hasta 20 de ellas. La razón fundamental de ésto es que la naturaleza adapta sus procesos a la moneda energética; una ruta de 20 etapas requeriría, entre gasto y consumo, el movimiento de una cantidad de energía muy superior a la que una molécula de ATP puede mover. Estudiando las rutas metabólicas puede concluirse que la naturaleza se ha adaptado para producir la transformación de unprecursor en otra molécula producto en tanto pasos como sean necesarios en función de los “quantum” o movimientos de energía libre inherente al grupo fosfato del ATP. Es decir, dicho de manera sencilla, las transformaciones metabólicas de un compuesto en otro implicarán un movimiento de energía que sea múltiplo de la “moneda energética”, el enlace entre el segundo y tercer fosfato en el ATP.

La...
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