Metabolismo

I.E.P. “PERUANO CANADIENSE”

BIOLOGÍA

METABOLISMO CELULAR

I. METABOLISMO:

A. Definición: Es la suma de todas las reacciones bioquímicas por las cuales la célula obtiene y utiliza energía para realizar sus funciones y para mantenerse.

B. Fases:

1. Catabolismo: Es el metabolismo degradativo y consiste en la degradación de la materia orgánica para la obtención de energía.

Ejemplo: Glucólisis, Glucogenólisis, etc.

2. Anabolismo: Es el metabolismo de síntesis y consiste en la síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de moléculas más simples, utilizando energía.

Ejemplo: Gluconeogénesis, glucogénesis, fotosíntesis, etc.

C. Herramientas:

1. Enzimas:

a) Definición: Son biocatalizadores de naturaleza proteica. Se les considera catalizadores porque:

- Actúan en pequeñas concentraciones.

- Aceleran las velocidades de reacción.

- No sufren modificaciones en su estructura o función durante la reacción metabólica.

- Disminuyen la energía de activación.

- No afectan el equilibrio de la reacción.

b) Naturaleza Química: Son proteínas ya sea simples o conjugadas.

Algunas enzimas tienen dos componentes, una proteica llamada apoenzima y otro componente químico llamado cofactor El cofactor puede ser orgánico y se le llama coenzima (cosustrato o grupo prostético) o ión indispensable (ión activador o ión metálico).

Las coenzimas derivan de las vitaminas.

c) Clasificación: La IUPAC las clasifica en seis grupos:

- Oxidoreductasas: Catalizan las reacciones de oxidación y reducción biológicas como las oxidasas, deshidrogenadas, hidroperoxidasas y las oxigenasas.

- Transferasas: Catalizan la transferencia de grupos químicos como la acil-CoA transferasa, la carnitina acilcarnitina translocasa, etc.

- Hidrolasas: Catalizan la ruptura de enlaces covalentes con agua como las peptidasas y las proteasas.

- Liasas: También llamadas sintasas, catalizan la formación de enlaces covalentes dobles como la HMG-CoA liasa y la enolasa.

- Isomerasas: Catalizan la interconversión de isómeros como la fosfohexosa isomerasa y la fosfotriosa isomerasa.

- Ligasas: También llamadas sintetasas, catalizan la formación de enlaces covalentes con gasto de energía.

2. Adenosin Trifosfato (ATP): Es un ribonucleótido considerado la ergomolécula universal y es la fuente inmediata de energía en los seres vivos. Está formada por Adenina (base nitrogenada), Ribosa (pentosa) y tres grupos fosfato que contienen los enlaces de alta energía.

D. Respiración celular:

1. Definición: Es un proceso intracelular catabólico en el cual las moléculas orgánicas se oxidan hasta CO2 liberando energía en forma de ATP.

2. Tipos: Existen dos tipos:

a) Respiración aeróbica: Requiere oxígeno molecular, los electrones provenientes de la oxidación de la materia orgánica son finalmente cedidos al oxígeno para formar agua.

b) Respiración anaeróbica: Se realiza en ausencia de oxígeno, los electrones provenientes de la oxidación de la materia orgánica son cedidos a diferentes aceptores como NO-3, SO2-4, CO2, que se reducirán a NO-2 (ión nitrito), S2- (ión sulfuro) o CH4 (metano).

3. Respiración aeróbica: Casi todas las células de plantas, animales, algas, protozoos, hongos y bacterias emplean la respiración aeróbica para obtener energía a partir de la glucosa. La cual ocurre en cuatro etapas: Glucólisis, Descarboxilación del piruvato, Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa.

a) Glucólisis: Esta etapa se produce en el citosol. Una molécula de glucosa se oxida hasta dos moléculas de piruvato. Hay una producción neta de 2 ATP producidas por fosforilación a nivel de sustrato. Los átomos de hidrógeno disociados de la glucosa se utilizan para producir NADH + H. Esta etapa es independiente de la presencia de oxígeno.

b) Descarboxilación del Piruvato: Cada molécula de piruvato entra en una mitocondria

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