La Energia y Los Seres Vivos

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La energía y los seres vivos |
5.1 Metabolismo celular y el ATPMetabolismo celular.

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que suceden en un ser vivo y las que ocurren en las células requieren de muchas otras reacciones organizadas en vías metabólicas eficaces. El metabolismo celular se basa en la combustión celular de sustancias energéticas (carbohidratos, lípidos yproteínas), lo cual libera la energía potencial almacenada en estas moléculas al romper sus enlaces químicos. Esta energía se almacena en ATP.En el metabolismo celular participan compuestos que funcionan como moléculas precursoras y otros que actúan como productos finales y no hay sustancia que se desperdicie; lo que una célula no requiere la expulsa a través de su membrana, pero podría ser el alimentopara la que se encuentra a un lado. Por lo tanto, los productos finales de una reacción podrían ser los precursores de otra. Las reacciones del metabolismo no ocurren al azar, en cada vía metabólica se requiere de un sustrato, el cual es catalizado por una enzima. El metabolismo se divide en dos etapas catabolismo y anabolismo las cuales se explican a continuación. Catabolismo: Conjunto dereacciones en las que las moléculas complejas se transforman en simples, como ocurre durante la respiración celular en la que cada molécula de CO2 se degrada para formar de 30 a 32 moléculas de ATP que es la energía utilizada por la célula.Las biomoléculas que serán transformadas en otras más sencillas son los carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Estas moléculas orgánicas producirán losmetabolitos de excreción CO2, NH3 y H2O. Así la energía liberada en las reacciones catabólicas será almacenada en los enlaces ricos en energía del ATP, para ser utilizada en las reacciones endergónicas del anabolismo. Según la naturaleza de la sustancia que se reduce, se distinguen dos tipos de catabolismo: Fermentación y respiración. En la fermentación, la molécula que se reduce será siempreorgánica y en la respiración será una molécula inorgánica. * Catabolismo de carbohidratos: Los carbohidratos en los animales y el almidón en las plantas conforman las reservas de glucosa. La degradación total de la glucosa, hasta el aprovechamiento completo de toda su energía, se lleva a cabo durante la glucólisis y la respiración. * Catabolismo de los lípidos: Los lípidos obtienen su energía de laoxidación de los ácidos grasos, que se derivan de los triglicéridos mediante hidrólisis por lipasas específicas. Los ácidos grasos se unirán a una molécula de coenzima A (CoA) en el citoplasma, quedando activados como acetil-CoA. De esta forma pasarán a la mitocondria, donde tendrán el proceso denominado b-oxidación. Éstos siempre podrán entrar en el ciclo de Krebs, por lo que entre más largo seael ácido graso mayor cantidad de energía se obtendrá en su oxidación. La glicerina también podrá degradarse si se transforma en dihidroxiacetona, entrando en la glucólisis. * Catabolismo de proteínas: Los aminoácidos libres en las células pueden entrar en el ciclo de Krebs y en la cadena respiratoria como un a-cetoácido. Existen tres mecanismos de oxidación de los aminoácidos, latransaminación, la desaminación oxidativa y la descarboxilación. * Catabolismo de los ácidos nucleicos: Los ácidos nucleicos serán degradados en sus unidades mononucleótidas por la acción de las nucleasas. Los nucleótidos se rompen por otras enzimas en pentosas, ácido fosfórico y bases nitrogenadas.Anabolismo: Conjunto de reacciones en las que a partir de sustancias sencillas se elaboran moléculas máscomplejas como los polisacáridos, las enzimas, los lípidos y los ácidos nucleicos y se requiere de la energía en forma de ATP.Las moléculas sencillas pueden proceder del catabolismo de las sustancias de reserva, de la digestión de los alimentos orgánicos, y de la fotosíntesis o de la quimiosíntesis. Primero se distingue una fase de biosíntesis de monómeros y posteriormente una fase de biosíntesis de...