El Metabolismo :Construir y destruir
El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas que se producen a nivel celular dentro de nuestro organismo, necesarias para la supervivencia de la célula y del organismo.
Las diferentes reacciones se denominan vías metabólicas y son muy parecidas en todos los seres vivos. Las moléculas que intervienen en este proceso se denominan metabolitos.
Las sustancias finales de una vía metabólica son los productos y las pequeñas vías metabólicas que enlazan entre sí las grandes vías reciben el nombre de metabolismo intermediario. Las rutas metabólicas pueden ser anabólicas o catabólicas.
La síntesis de ATP se puede realizar de 3 formas distintas: fosforilación a nivel de sustrato, gracias a la energía que se libera de una biomolécula (sustrato) al hidrolizarse alguno de sus enlaces ricos , fosforilación oxidativa que consiste en la síntesis de ATP a partir de la E liberada por los electrones que pasan a través de la cadena respiratoria de las crestas mitocondriales, y por último, fotofosforilación que es las síntesis de ATP pero llevada a cabo en la membrana tilacoidal del cloroplasto.
Por otra parte estudiamos las enzimas, que son proteínas (o asociaciones de proteínas y otras moléculas orgánicas o inorgánicas) que actúan catalizando las reacciones químicas del metabolismo. Es decir, las enzimas facilitan y aceleran las reacciones químicas del organismo porque disminuyen la energía de activación de las reacciones químicas del metabolismo. La enzima se une temporalmente al sustrato formando el complejo enzima-sustrato (ES), que tiene un estado de transición mucho menor, con lo que la reacción es mucho más rápida. A partir del complejo enzima-sustrato (ES) se forma un complejo enzima- producto (EP) que luego se desdobla en el producto P y el enzima E queda libre para participar en una nueva reacción. La velocidad de estas reacciones es llamada cinética enzimática. La cantidad de enzimas es constante pero si aumenta la cantidad de sustrato, aumenta la velocidad de la reacción ya que se aumenta la probabilidad de que el sustrato de adhiera a la enzima. No obstante, cuando la velocidad llega a un punto en el que se mantiene constante es porque ha llegado a su máxima velocidad y esto es conocido como la saturación enzimática.
El CATABOLISMO son reacciones de degradación de moléculas complejas en otras más sencillas para la obtención de energía. Son reacciones exergónicas, es decir, que se llevan a cabo reacciones de oxidación.
Destaca notablemente la respiración celular. (se tarta de una respiración aerobia cuyo aceptor final es el O2, para la formación de H2O). En esta, se da primero la glucólisis, en la que se convierte la glucosa en ácido pirúvico. Posteriormente una descarbpxilación oxidativa en la que el pirúvico obtenido (3C) pierde un CO2 y se transforma en acetil-CoA (2C). Además, se produce el Ciclo de Krebs en el que a partir del acetil-CoA se reducen moléculas de NAD+ y FAD+ y una fosforilación a nivel de sustrato obteniendo un GTP. Finalmente, el en la cadena transportadora de electrones el NADH y FADH2 ceden sus electrones alto-energéticos. Estos a su vez, desprenden energía que impulsan los protones de la matriz al espacio intermembrana. Por diferencia de concentración, los protones pasan por el ATP-asa que aprovecha la energía protón-motriz para sintetizar ATP.
En la respiración anaerobia el úlltimo aceptor de electrones es una molécula distinta al O2. Se trata de las fermentaciones, destacan algunos tipos como la láctica que la llevan a cabo bacterias como Lactobacilus y Streptococcus. La alcohólica que la llevan a cabo bacterias como la la Saccharomyces. La pútrida en la que se degradan moléculas como aa, ácidos nucleicos que liberan sustancias malolientes. La butírica en la que se degradan moléculas glucídicas y se obtienen sustancias malolientes y ácido butírico.
Por otro lado, existen otras rutas de degradación de moléculas no glucídicas, como las proteínas, los ácidos grasos o los ácidos nucleicos:
En cuanto a los ácidos grasos: es conocido como Hélice de Lynen, en el que se obtiene una gran cantidad de energía, alrededor de 100 ATP. Por cada vuelta del ciclo obtenemos 1 Acetil-CoA que su destino posiblemente sea el Ciclo de Krebs y posteriormente la cadena transportadora de electrones, además de poder reductor, utilizado en la cadena de transporte de electrones para sintetizar energía.
De las proteínas en las que tras la transaminación y desaminación se obtiene ácido pirúvico u otra molécula que tras varias modificaciones se transforma en pirúvico. Esta sigue a partir de entonces la vía de degradación de la glucosa.
Los ácidos nucleicos, se separan en sus componentes gracias a la acción de las nucleasas. La pentosa de sus nucleótidos sigue la ruta de las pentosas (variantes de la glucólisis).
ANABOLISMO
destacamos la fotosíntesis, esta transforma la energía luminosa en energía química, se lleva a cabo en los cloroplastos, más concretamente, en los pigmentos fotosintéticos situados en el interior de los tilacoides. La fotosíntesis se divide en dos fases la fase luminosa y la fase oscura.
La fase luminosa o dependiente de la luz consta de otras dos fases:
Acíclica: En esta etapa ocurren tres procesos: la fotólisis del agua, la fotoforilación del ADP y la fotorreducción del NADH. Los fotosistemas II y I captan los fotones de luz los que genera un transporte de electrones en la membrana de los tilacoides. Además para reponer los electrones transferidos el fotosistema II provoca una ruptura de una molécula de agua pe da lugar a O2 y dos protones. En la cadena de electrones intervienen también participan complejo citocromos, plastoquinona, plastocianina, ferredoxina y ATP- sintetasa. Es la fase en la que se obtiene la mayor parte necesaria para pasar a la fase oscura, de 4 H+ se obtiene 1,33 ATP.
Cíclica: Se encarga de producir energía necesaria complementaria a la obtenida en la fase acíclica, para la fase oscura, solo actúa el fotosistema I, por tanto no habrá una descomposición de agua. Los electrones entran en la cadena transportadora de electrones permitiendo el flujo de protones que al pasar por la ATP-sintetasa producirá 2ATP.
En la fase oscura tiene lugar el ciclo de Calvin que es una serie de reacciones bioquímicas que se producen durante la fase oscura se la fotosíntesis. Se pueden distinguir dos fases:
La fijación de CO2 a la ribulosa-1,5-difosfato, gracias a la acción de la enzima rubisco y da lugar a un compuesto de 6 átomos de carbono, que se disocia en 2 moléculas de ácido-3-fosfoglicérico (3 carbonos).
La reducción del CO2 fijado: tras una serie de reacciones en las que se gastan 2 ATP y se reducen 2 NADH el ácido-3-fosfoglicérico se reduce y da lugar a gliceraldehído-3-fosfato. El ciclo podría continuar con el ciclo de las pentosas-fosfato, con la síntesis de glucosa, fructosa, almidón, ácidos grasos o aminoácidos.
También destacamos la formación de ácidos grasos, de ácidos nucleicos y de proteínas.
La Quimiosíntesis, es un proceso anabólico de síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende en las reacciones químicas. Lo llevan a cabo ciertas bacterias (que principalmente habitan en el subsuelo. Un ejemplo son las nitrificantes que se encargan de que se produzca el ciclo del nitrógeno, devolviéndolo de nuevo a la atmósfera).
(ACTIVIDAD)
DIFERENCIA ENTRE EL CATABOLISMO Y EL ANABOLIMO