Destino Metabolico

METABOLISMO CELULAR

Introducción al metabolismo general
Recorrer un lugar desconocido, especialmente una gran ciudad, puede ser desconcertante. Calles, avenidas, cruces, rutas, atajos, puentes, etc. Seguramente habrá más de una ruta posible que conduzca a destino. Algunas serán cuesta arriba, e implicarán un gran gasto de energía, mientras que otros caminos serán cuesta abajo, y exigiránmenor desgaste. Contar con un mapa puede ser de gran ayuda.
Se puede considerar que las moléculas presentes en cada célula se comportan como viajantes en una ciudad. Las reacciones celulares en las que están implicadas esas moléculas definen un mapa bastante complejo, llamado metabolismo celular (ver Figura 1). El metabolismo celular está constituido por el conjunto de reacciones y procesosfísico-químicos que ocurren en la célula (ver Cuaderno Nº 80). Algunas moléculas están involucradas en rutas que implican gasto de energía, mientras que otras van “cuesta abajo”, liberando energía.

Figura 1

Mapa de rutas metabólicas celulares y sus conexiones.
Fuente: Molecular Biology of the Cell. Alberts, et al. Fourth edition

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]El esquema muestra la complejidad delmetabolismo, en el cual las reacciones no están aisladas, sino que se encuentran relacionadas unas con otras. La conexión entre diferentes rutas se establece a partir de los metabolitos, sustancias intermedias, que resultan de las diferentes reacciones. En una única célula ocurren miles de reacciones químicas y su variedad es enorme. Sin embargo, las diferentes reacciones del metabolismo celular integranuna red coordinada de transformaciones que presentan muchos aspectos en común. Todas las células tienen la capacidad de degradar sustancias y extraer de ellas energía, así como también de sintetizar macromoléculas (carbohidratos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos) a partir de sus respectivas unidades (monómeros), y almacenar energía en sus uniones químicas.
Anabolismo y Catabolismo
Elmetabolismo está constituido por dos tipos de reacciones básicas: las anabólicas y las catabólicas.
Anabolismo: Es el conjunto de reacciones con las que los organismos vivos sintetizan (fabrican) las biomoléculas que los componen, hidratos de carbono, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos (ver Cuaderno Nº32), a partir de compuestos presentes en la célula. La energía necesaria para reacciones anabólicases provista por moléculas de ATP (Adenosina Tri-Fosfato). La fotosíntesis, biosíntesis de ácidos grasos y aminoácidos son ejemplos de rutas anabólicas.
Catabolismo: Es el conjunto de reacciones de degradación a través de las cuales los seres vivos obtienen energía. Los polímeros o biomoléculas presentes en las células son transformadas en moléculas más simples (orgánicas o inorgánicas), como elpiruvato, ácido láctico, amoniaco y CO2. La energía contenida en los enlaces de las moléculas degradadas es liberada y luego almacenada en los enlaces fosfato de alta energía del ATP. La β-oxidación de ácidos grasos, la glucólisis, la fermentación y la respiración celular son ejemplos de rutas catabólicas.

Figura 2
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Relación entre reacciones catabólicas yanabólicas. Las reacciones anabólicas y catabólicas dependen unas de otras, energéticamente y desde el punto de vista de la materia. La energía liberada por unas es usada por las otras, y los productos de unas son materia prima de las otras.

Relación entre energía y metabolismo
La energía se define como la capacidad para realizar un trabajo. En particular los seres vivos recurren a la energía químicacontenida en las uniones de las moléculas, para sus reacciones metabólicas. Según el enunciado de la primera ley de la termodinámica, la energía no se crea ni destruye, se transforma. Es decir que la energía no se “produce” sino que se convierte de una forma en otra. Por ejemplo, de energía lumínica en química, de energía química en calórica.
La energía liberada durante una reacción representa...