Metabolismo

INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO. CONCEPTOS GENERALES.

Las células intercambian continuamente materia y energía con el entorno, introducen materia y la transforman con el 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 porenzimas, se denominan metabolismo.


Los objetivos del metabolismo son:

1. Obtención de energía útil (ATP) para la célula, a partir de la luz, de las sustancias inorgánicas (quimiosíntesis)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 lasmacromoléculas de biomoléculas, como hormonas, neurotransmisores, proteínas y lípidos de membrana, etc.


CARACTERÍSTICAS DEL METABOLISMO


1) Es muy frecuente que 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 una finalidad, 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 queintervienen en las reacciones metabólicas se denomina metabolitos, como el ácido pirúvico, glucosa-6-fosfato, gliceraldehído, etc.

4) En el metabolismo tienen 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 ellola eficacia enzimática es más eficaz. Por ejemplo:

Citoplasma: Glucólisis, gluconeogénesis, glucogenogenesis, síntesis de triglicéridos y de proteínas (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 sonespecíficas de cada metabolito o sustrato y actúan sobre cada reacción o etapa de cada ruta metabólica. Cada reacción o etapa tiene una enzima 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 dichaenzima, esa ruta metabólica queda afectada, y provoca alteraciones metabólicas (enfermedades metabólicas). Garrod lo denominó “errores congénitos del metabolismo”.

6) La energía desprendida en las reacciones exotérmicas o exoergónicas se utiliza en las endoergónicas, transportándoles a moléculas especializadas, como el ATP.

7) Las rutas metabólicas pueden ser lineales, en las que se parte deun metabolito inicial que se va transformando y origina otro distinto, (A--->B--->C--->D) como la glucólisis, hélice de Lynen, etc y circulares, como el Ciclo de Krebs, el de la ornitina o el de Calvin, en las que se parte de un metabolito que sufre distintas transformaciones para originar distintos productos y regenerar el metabolito inicial.

Además unas rutas están relacionadas con otras(entrecruzadas) es decir, un metabolito puede intervenir en rutas distintas según las necesidades de la célula, como el ácido alfa cetoglutárico. Las conexiones entre distintas vías metabólicas constituyen el metabolismo intermediario.

8) Casi todas las reacciones del metabolismo son reversibles, es decir, pueden transcurrir en ambos sentidos (reactivos  productos).


CATABOLISMO Y...