METABOLISMOS: CATABOLISMOS, ANABOLISMO( ciclo de Krep, ciclo de Calvin)
El metabolismo es el conjunto de
reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula
y en el organismo.
Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y
permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse,
mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.
La metabolización es el proceso por el cual el
organismo consigue que sustancias activas se transformen en no activas.
Este proceso lo realizan en los seres humanos enzimas
localizadas en el hígado. En el caso de las drogas psicoactivas a menudo lo que
se trata simplemente es de eliminar su capacidad de pasar a través de las
membranas de lípidos,
de forma que ya no puedan pasar la barrera hematoencefálica, con lo que no
alcanzan el sistema nervioso central.
Por tanto, la importancia del hígado
y el porqué este órgano se ve afectado a menudo en los casos de
consumo masivo o continuado de drogas.
El metabolismo se divide en dos procesos
conjugados: catabolismo y anabolismo. Las reacciones
catabólicas liberan energía; un ejemplo es la glucólisis,
un proceso de degradación de compuestos como la glucosa,
cuya reacción resulta en la liberación de la energía retenida en sus enlaces
químicos. Las reacciones
anabólicas, en cambio, utilizan esta energía
liberada para recomponer enlaces químicos y construir componentes de las
células como lo son las proteínas y los ácidos nucleicos.
El catabolismo
es el conjunto de procesos metabólicos que liberan energía. Estos incluyen
degradación y oxidación de moléculas de alimento, así como reacciones que
retienen la energía del Sol.
El propósito de estas reacciones catabólicas es proveer energía, poder
reductor y componentes necesitados por reacciones anabólicas. La
naturaleza de estas reacciones catabólicas difiere de organismo
en organismo. Sin embargo, estas diferentes formas de catabolismo dependen de reacciones de reducción-oxidación que
involucran transferencia de electrones de moléculas donantes (como las moléculas
orgánicas, agua,
amoníaco,
sulfuro de hidrógeno e iones ferrosos), a
aceptores de dichos electrones como el oxígeno,
el nitrato
o el sulfato.37
En los animales, estas reacciones conllevan la
degradación de moléculas orgánicas complejas a otras más simples, como dióxido de carbono y agua. En organismos fotosintéticos
como plantas
y cianobacterias,
estas transferencias de electrones no liberan energía, pero son usadas como un
medio para almacenar energía solar.
El conjunto de reacciones catabólicas más común
en animales puede ser separado en tres etapas distintas. En la primera,
moléculas orgánicas grandes como las proteínas, polisacáridos o lípidos son
digeridos en componentes más pequeños fuera de las células. 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. Finalmente, el grupo
acetil en la molécula de acetil CoA es oxidado a agua y dióxido de
carbono, liberando energía que se retiene al reducir la coenzima nicotinamida adenina dinucleótido
(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 facetas. Primero, la producción de precursores como aminoácidos,
monosacáridos,
isoprenoides
y nucleótidos;
segundo, su activación en reactivos usando energía del ATP; y tercero, el conjunto de
estos precursores en moléculas más complejas como proteínas,
polisacáridos,
lípidos
y ácidos nucleicos.
Los organismos difieren en cuántas moléculas pueden
sintetizar por sí mismos en sus células. Los organismos
autótrofos, como las plantas, pueden construir moléculas orgánicas
complejas y proteínas por sí mismos a partir moléculas simples como dióxido de
carbono y agua. Los organismos heterótrofos, en cambio, requieren
de una fuente de sustancias más complejas, como monosacáridos y aminoácidos,
para producir estas moléculas complejas. Los organismos pueden ser clasificados
por su fuente de energía:
- Fotoautótrofos y fotoheterótrofos, que obtienen la energía del Sol.
- Quimioheterótrofos y quimioautótrofos, que obtienen la energía mediante reacciones oxidativas.
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