Panorama del metabolismo y de su control
Metabolismo es el conjunto de todas las reacciones que ocurren en la célula o en el organismo. Hay reacciones exergónicas que se utilizan para realizar las endergónicas. Esta energía será en forma de ATP. Una ruta metabólica son n conjunto de reacciones secuenciales consecutivas que tienen como finalidad formar determinado producto (como la glicolisis). a cada uno de los intermediarios se le llama metabolito. Se pueden dividir en:
- Catabolismo: conjunto de todas las reacciones de degradación, normalmente oxidación. Se formarán productos más simples y se generará ATP al degradar las moléculas. También se obtienen precursores que luego se usan para sintetizar componentes celulares
- Anabolismo: reacciones en las que se sintetizan todos los componentes celulares. Requiere gasto de energía, impulsado por el ATP obtenido en el catabolismo. Sólo los fotosintéticos pueden sintetizar glucosa a partir de CO₂, nosotros la sintetizamos a partir de compuestos C₃
Las reacciones del catabolismo se caracteriza porque todas las rutas son convergentes, se va reduciendo el número de intermediarios y al final, si lo oxidamos todo obtenemos CO₂ el anabolismo es divergente, a partir de unos pocos intermediarios se sintetizan todos los componentes de la célula.
Características de las rutas metabólicas
• Todas son irreversibles y globalmente exergónicas
• Las rutas en los dos sentidos nunca pueden ser iguales porque si lo fuesen uno de los dos nunca se podría realizar. Los pasos distintos permiten asegurar los procesos en los dos sentidos. Hay muchos pasos comunes pero ni todos
• Las rutas metabólicas están localizadas en unos compartimentos específicos lo que permite regular muy bien las rutas
• Todas las rutas tienen un paso que compromete. Esto quiere decir que hay una reacción que suele estar al principio de una ruta que es irreversible y desprende mucha energía, ya que tiene que llegar al final
• Todas las rutas están reguladas, con regular el paso limitante es suficiente y no será necesario controlar todas las reacciones de la ruta. Cada reacción tendrá su enzima. Se puede regular:
1) Controlando la energía:
∘ Incidiendo sobre su síntesis (transcripción, traducción)
∘ Degradación de la molécula
2) Actividad de la enzima:
∘ Modificación covalente
∘ Regulación alostérica
La carga energética habla sobre la disponibilidad de la moneda energética (ATP, AMP).
| Carga energética = | [ATP] + ½·[ADP] |
| [ATP] + [ADP] + [AMP] |
En la célula [ATP] + [ADP] + [AMP] es constante.
Si la carga energética es alta sobra ATP y el catabolismo estará inhibido (inhibidor) y al anabolismo activado (activador). Si la carga energética es baja falta ATP y el catabolismo estará activado y el anabolismo inhibido.
Etapas de la de degradación de hidratos de carbono, proteínas y lípidos
Primera etapa.
Descomposición en monómeros sin obtención de energía. Esta etapa se puede dar fuera de la célula (en animales en el tubo digestivo).
Segunda etapa.
Todos estos componentes se convierten en una única molécula llamada acetil-CoA. Se produce algo de NADH y FADH₂. También se produce algo de ATP pero muy poco.
Tercera etapa.
El acetil-CoA se oxida completamente en el ciclo de Krebs y el grupo carboxilo aparece en forma de CO₂. Aquí se produce mucho NADH y FADH₂ que, en la cadena de transporte electrónico, producen la mayor cantidad de ATP.
Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet).