Metabolismo Celular

A. Concepto:

El metabolismo es este continuo intercambio de materia con el medio, y comprende las reacciones que transforman las sustancias provenientes del entorno en otros compuestos y energía, que son utilizables por la célula al mismo tiempo que se realiza la eliminación al medio de sustancias no aprovechables y energía en forma de calor.

Estas reacciones enzimáticas que intervienen enel metabolismo se encuentran altamente reguladas y organizadas, y presentan ciertas regularidades, por lo que sobre la base de ellas se puede establecer los principios y las leyes que lo rigen. Si se toma como ejemplo una bacteria, la Escherichia coli; se puede ver que este organismo puede vivir con un medio mínimo de nutrientes - solución acuosa que contiene sólo glucosa y sales minerales. Cadauna de estas células procariotas posee las distintas variedades de ácidos nucleídos existentes, numerosos ejemplares de cada una de las diferentes proteínas, y múltiples copias de todas las otras biomolécula allí presentes.

Contando con esta base material, y las funciones y propiedades asociadas con cada una de estas estructuras y con la relación entre ellas, la Escherichia coli; toma delmedio la glucosa y sales minerales requeridas, la transforma, recambia sus componentes y devuelve al medio un mínimo de sustancias de desecho; la célula así crece y se multiplica en menos de una hora en dependencia de las condiciones presentes. El conjunto de reacciones reguladas e integradas que se producen, es decir, su metabolismo, le permite este recambio constante de sus componentes y, por tanto,su autoperpetuación.

B. Funciones:

Incorporación de los nutrientes.
Obtención de la energía química necesaria para la vida, a partir de la degradación de sustancias que obtienen del medio o de las suyas propias.
Síntesis y degradación de las distintas biomoléculas requeridas en las funciones estructurales y especiales.
Eliminación de sustancias de desecho.

C. Vertientes:Existen dos vertientes las cuales son contrarias entre sí, pero que se complementan íntimamente y que no pudieran existir la una sin la otra. Ellas son el Anabolismo y el Catabolismo, en otras palabras, el conjunto de procesos de síntesis y degradación que ocurre en los organismos vivos.

Anabolismo: Esta comprende las reacciones que transforman los compuestos menos complejos en otros de mayorcomplejidad. Estos procesos ocurren con consumo energético, pues las reacciones de síntesis son endergónicas. Con frecuencias son fracciones que tienen como consecuencia reducciones y requieren NADPH: Las reacciones Anabólicas se relacionan con las funciones de reparación, crecimiento y reproducción.

Un ejemplo de proceso anabólico se puede ver en la síntesis del acido palmítico, un acidograso saturado de 16 átomos de carbono a partir de su precursor, la acetil coenzima A (Fig. 1.). En la síntesis de esta biomolécula lipídica, además de su precursor estructural, se necesitan ¡$ NADPH y 7 ATP. La figura representa un esquema muy simplificado, pues en realidad esta síntesis tiene decenas de reacciones.


Fig. 1 Síntesis del acido palmítico.

Catabolismo: Comprende lasreacciones que transforman los compuestos más complejos en otros de menor complejidad. En estos procesos se libera energía, y estas reacciones degradativas son, por lo general, exergónicas. La energía liberada no se pierde por completo, pues precisamente mediante acoplamientos energéticos parte de la energía liberada se conserva en enlaces químicos en forma de ATP; la otra parte se pierde como calorliberado al medio. Comúnmente, en los procesos catabólicos los compuestos degradados se oxidan, y así en muchas reacciones catabólicas se forman cofactores reducidos, NADH y FADH2.

La función esencial del catabolismo es la de obtener energía utilizable por la célula. Podemos ver en la Fig.2 un esquema simplificado de un proceso catabólico, que representa la degradación de una molécula de...