Metabolismo
El metabolismo es el conjunto de transformaciones de la materia y la
energía que ocurren en una célula y por ende en el organismo. Estas complejas transformaciones son la base de la vida, ya que permiten las
diversas actividades de las células, como son el crecimiento, reproducción y
mantenimiento de las diversas estructuras.
El metabolismo se divide en dos procesos conjugados: catabolismo y anabolismo. Las reacciones catabólicas liberan energía (son procesos exergónicos, de destrucción
de moléculas para liberar su energía potencial); un ejemplo es la glucólisis. Las
reacciones anabólicas, en cambio, utilizan esta
energía liberada (procesos endergónicos)
para recomponer enlaces químicos y construir
componentes de las células como las proteínas y los ácidos nucleicos. El
catabolismo y el anabolismo son procesos acoplados que hacen al metabolismo en
conjunto, puesto que cada uno depende del otro (figura 1).
El catabolismo es el conjunto de
procesos metabólicos que liberan energía a partir de la degradación y oxidación de moléculas de alimento, así como de las
reacciones que retienen la energía del sol, para proveer de energía,
condiciones reductoras y componentes requeridos por las reacciones anabólicas. La
naturaleza de estas reacciones catabólicas difiere entre los distintos
organismos. Sin embargo, estas diferentes formas de catabolismo dependen de
reacciones de oxido-reducción que involucran la transferencia de electrones de
moléculas donantes (como las moléculas orgánicas, NH3,
H2O, HS y Fe2+) a aceptores de dichos electrones como el O2, NO3- y el SO42-).
En los animales, estas reacciones conllevan la degradación de
moléculas orgánicas complejas a otras más simples, como el CO2 y el H2O. En los
organismos fotosintéticos, estas transferencias de electrones no liberan
energía, pero son usadas como un medio para almacenar la energía solar.
En los animales, las reacciones catabólicas se pueden separar en 3
etapas distintas:
1) Las
macromoléculas como las proteínas, polisacáridos o lípidos son digeridos en componentes
más pequeños fuera de las células.
2)
Luego,
estas moléculas pequeñas son llevadas a las células y convertidas en moléculas
aún más pequeñas, generalmente acetilos que se unen covalentemente a la
coenzima A, para formar la acetil-coenzima A, que libera energía.
3)
Finalmente,
el grupo acetil en la molécula de acetil CoA es oxidado a H2O y CO2, liberando
energía que se retiene al reducir la NAD en NADH.
El anabolismo es el conjunto de
procesos metabólicos constructivos en donde la energía
liberada por el catabolismo es utilizada para sintetizar moléculas complejas.
En general, las moléculas complejas que dan lugar a estructuras celulares son
construidas a partir de precursores simples. El anabolismo involucra tres fases:
1)
la
producción de precursores como aminoácidos,
monoscáridos y nucléotidos.
2)
La
activación de las moléculas anteriores en sustancias reactivas mediante la
utilización de la energía del ATP; y
3)
La transformación del conjunto de estos
precursores en moléculas más complejas como proteínas,
polisacáridos, lípidos y ácidos nucleicos.
Imagen 1
