Rutas Metabólicas

Rutas Metabólicas
Una ruta metabólica es una serie de reacciones consecutivas catalizadas por un enzima que produce compuestos intermedios y finalmente un producto o productos; en muchos casos, el producto final de una ruta metabólica es la sustancia inicial de otra ruta.
Las rutas metabólicas comparten varias características comunes, por ejemplo, la mayoría requiere de ATP como fuentefundamental de energía. Las sustancias intermedias producidas en las rutas metabólicas generalmente no se almacenan en cambio, se producen los intermedios de otras sustancias en el momento en que es necesario. En las diferentes partes de la célula ocurren diferentes reacciones metabólicas, por ejemplo, la degradación de la glucosa ocurre en el citoplasma, y la oxidación de los ácidos grasos ocurre en lasmitocondrias; así, las sustancias comunes a más de una ruta se deben transportar de un organelo a otro. Finalmente, cada ruta metabólica esta regulada por muchos mecanismos diferentes; las enzimas alostéricas y la hormonas son generalmente los agentes químicos que regulan a estas.
Las células intercambian continuamente materia y energía con el entorno, introducen materia y la transforman conel objetivo de construir, renovar sus estructuras y conseguir la energía necesaria para sus funciones. Estas transformaciones que tienen lugar en la célula ocurren por medio de un conjunto de reacciones químicas, catalizadas por enzimas, se denominan metabolismo.
Los objetivos del metabolismo son:

1. Obtención de energía útil (ATP) para la célula, a partir de la luz, de las sustanciasinorgánicas (quimio síntesis) o moléculas orgánicas.
2. Convertir nutrientes exógenos en precursores de macromoléculas.
3. Construcción de macromoléculas propias a partir de dichos precursores.
4. Formación y degradación de las macromoléculas de biomoléculas, como hormonas, neurotransmisores, proteínas y lípidos de membrana, etc.

Características del Metabolismo

1) Es muy frecuenteque el producto de una reacción metabólica sea el sustrato de otra u otras, de tal manera que muchas reacciones se encadenan y forman una secuencia ordenada, que se denomina vía o ruta metabólica, como por ejemplo la glucólisis, -oxidación, ciclo de la ornitina, etc.

Sustrato A ----> sustrato B ---->sustrato C ----> sustrato D
E1 E2 E3

2) Cada vía metabólica tiene unafinalidad, por ejemplo, la glucólisis es la ruta de degradación de la glucosa para obtener energía, el ciclo de Calvin sintetizar monosacáridos en la fase oscura de la fotosíntesis, etc.

3) Cada una de las sustancias o moléculas que intervienen en las reacciones metabólicas se denomina metabolitos, como el ácido pirúvico, glucosa-6-fosfato, gliceraldehído, etc.

4) En el metabolismotienen lugar muchas reacciones (muchas vías o rutas), que tienen lugar de forma simultánea, y para evitar interferencias entre ellas cada una ocurre en un compartimento celular (en un orgánulo), es decir, las rutas están compartimentalizadas, y con ello la eficacia enzimática es más eficaz. Por ejemplo:

* Citoplasma: Glucólisis, gluconeogénesis, glucogenogenesis, síntesis de triglicéridos y deproteínas (traducción).
* Mitocondria: Ciclo de krebs, -oxidación, fosforilación oxidativa.
* Retículo endoplasmático: síntesis de lípidos y de proteínas.
* Núcleo: duplicación y transcripción.

5) El metabolismo está regulado por enzimas, que son específicas de cada metabolito o sustrato y actúan sobre cada reacción o etapa de cada ruta metabólica. Cada reacción o etapa tiene unaenzima específica. A veces varias enzimas se asocian para aumentar su eficacia y constituyen complejos multienzimáticos como el de la piruvato deshidrogenasa, que actúa sobre el pirúvico al entrar en la mitocondria.

Si existe un mutación en el gen que codifica dicha enzima, esa ruta metabólica queda afectada, y provoca alteraciones metabólicas (enfermedades metabólicas). Garrod lo denominó...