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Metabolismo Celular

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Metabolismo celular

En un sentido amplio, metabolismo es el conjunto de todas las reacciones químicas


que se producen en el interior de las células de un organismo. Mediante esas reacciones
se transforman las moléculas nutritivas que, digeridas y transportadas por la sangre,
llegan a ellas.

Alimentos, aportan los nutrientes.

El metabolismo tiene principalmente dos finalidades:

· Obtener energía química utilizable por la célula, que se almacena en forma


de ATP (adenosín trifostato) . Esta energía se obtiene por degradación de los
nutrientes que se toman directamente del exterior o bien por degradación de
otros compuestos que se han fabricado con esos nutrientes y que se almacenan
como reserva.

· Fabricar sus propios compuestos a partir de los nutrientes, que serán


utilizados para crear sus estructuras o para almacenarlos como reserva.

Al producirse en las células de un organismo, se dice que existe un


metabolismo celular permanente en todos los seres vivos, y que en ellos se
produce una continua reacción química.

Estas reacciones químicas metabólicas (repetimos, ambas reacciones suceden


en las células) pueden ser de dos tipos: catabolismo y anabolismo .
Molécula de ATP: Su fórmula es
C10H16N5O13P3.

El catabolismo (fase destructiva)

Su función es reducir, es decir de una sustancia o molécula compleja hacer


una más simple.

Catabolismo es, entonces, el conjunto de reacciones metabólicas mediante las


cuales las moléculas orgánicas más o menos complejas (glúcidos, lípidos), que
proceden del medio externo o de reservas internas, se rompen o degradan total
o parcialmente transformándose en otras moléculas más sencillas (CO2, H2O,
ácido láctico, amoniaco, etcétera) y liberándose energía en mayor o menor
cantidad que se almacena en forma de ATP (adenosín trifosfato) . Esta
energía será utilizada por la célula para realizar sus actividades vitales
(transporte activo, contracción muscular, síntesis de moléculas) .

Las reacciones catabólicas se caracterizan por:

Son reacciones degradativas , mediante ellas compuestos complejos se


transforman en otros más sencillos.

Son reacciones oxidativas , mediante las cuales se oxidan los compuestos


orgánicos más o menos reducidos, liberándose electrones que son captados
por coenzimas oxidadas que se reducen.

Son reacciones exergónicas en las que se libera energía que se almacena en


forma de ATP.

Son procesos convergentes mediante los cuales a partir de compuestos muy


diferentes se obtienen siempre los mismos compuestos (CO 2 , ácido pirúvico,
etanol, etcétera).
Al microscopio, imagen del metabolismo
celular.

El anabolismo (fase constructiva)

Reacción química para que se forme una sustancia más compleja a partir otras
más simples.

Anabolismo, entonces es el conjunto de reacciones metabólicas mediante las


cuales a partir de compuestos sencillos (inorgánicos u orgánicos) se sintetizan
moléculas más complejas. Mediante estas reacciones se crean nuevos enlaces
por lo que se requiere un aporte de energía que provendrá del ATP.

Las moléculas sintetizadas son usadas por las células para formar sus
componentes celulares y así poder crecer y renovarse o serán almacenadas
como reserva para su posterior utilización como fuente de energía.

Las reacciones anabólicas se caracterizan por:

Son reacciones de síntesis , mediante ellas a partir de compuestos sencillos se


sintetizan otros más complejos.

Son reacciones de reducción , mediante las cuales compuestos más oxidados


se reducen, para ello se necesitan los electrones que ceden las coenzimas
reducidas (NADH, FADH2 etcétera) las cuales se oxidan.

Son reacciones endergónicas que requieren un aporte de energía que procede


de la hidrólisis del ATP.

Son procesos divergentes debido a que, a partir de unos pocos compuestos se


puede obtener una gran variedad de productos.

Rutas metabólicas
Fuente Internet de la
imagen:https://www.vi.cl/foro/index.php?showtopic=7227

En las células se producen una gran cantidad de reacciones metabólicas (tanto


catabólicas como anabólicas), estás no son independientes sino que están
asociadas formando las denominadas rutas metabólicas. Por consiguiente
una ruta o vía metabólica es una secuencia ordenada de reacciones en las que
el producto final de una reacción es el sustrato inicial de la siguiente (como
la glucólisis o glicólisis ).

Mediante las distintas reacciones que se producen en una ruta un sustrato


inicial se transforma en un producto final, y los compuestos intermedios de la
ruta se denominan metabolitos . Todas estas reacciones están catalizadas
por enzimas específicas .

Tipos de rutas metabólicas.

Las rutas metabólicas pueden ser:

Lineales. Cuando el sustrato de la primera reacción (sustrato inicial de la ruta)


es diferente al producto final de la última reacción.

Cíclicas . Cuando el producto de la última reacción es el sustrato de la


reacción inicial, en estos casos el sustrato inicial de la ruta es un compuesto
que se incorpora en la primera reacción y el producto final de la ruta es algún
compuesto que se forma en alguna etapa intermedia y que sale de la ruta.

Frecuentemente los metabolitos o los productos finales de una ruta suelen ser
sustratos de reacciones de otras rutas, por lo que las rutas están enlazadas
entre sí formando redes metabólicas complejas .
Cuadro sinóptico
Catabolismo Anabolismo

Degrada biomoléculas Fabrica biomoléculas

Produce energía (la almacena como ATP) Consume energía (usa las ATP)

Implica procesos de oxidación Implica procesos de reducción

Sus rutas son convergentes Sus rutas son divergentes

Ejemplos: glucólisis, ciclo de Krebs, fermentaciones, Ejemplos: fotosíntesis, síntesis de


cadena respiratoria proteínas

Ejemplo de una ruta metabólica: utilización de los


monosacáridos por el hígado.
Fuente Internet de la
imagen:https://www.efdeportes.com/efd94/hepat.htm

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 no todos.

Las rutas metabólicas están localizadas en unos compartimentos específicos lo


que permite regularlas eficazmente.
En todas las rutas hay una reacción inicial que es irreversible y que desprende
mucha energía, necesaria para llegar al final de la misma.

Todas las rutas están reguladas. Cada reacción tendrá su enzima.

Tipos metabólicos de seres vivos

No todos los seres vivos utilizan la misma fuente de carbono y de energía para
obtener sus biomoléculas.

Teniendo en cuenta la fuente de carbono que utilicen existen dos tipos de seres
vivos:

Autótrofos , utilizan como fuente de carbono el CO2. (vegetales verdes y


muchas bacterias).

Heterótrofos , utilizan como fuente de carbono los compuestos orgánicos. (animales


hongos y muchas bacterias).·

Organismo fotosintético o fotoautótrofo.

Ahora, teniendo en cuenta la fuente de energía que utilicen se diferencian dos


grupos:

Fotosintéticos, utilizan como fuente de energía la luz solar.

Quimiosintéticos, utilizan como fuente de energía, la que se libera en


reacciones químicas oxidativas (exergónicas).

Según cual sea la fuente de hidrógeno que utilicen pueden ser:

Litótrofos, utilizan como fuente de hidrógeno compuestos inorgánicos, como


H2O, H2S, etc.
Organótrofos , utilizan como fuente de hidrógenos moléculas orgánicas.

Tomando en su conjunto todos estos aspectos, se pueden diferenciar cuatro


tipos metabólicos de seres vivos:

Fotolitótrofos o fotoautótrofos : También se denominan fotosintéticos. Son


seres que para sintetizar sus biomoléculas utilizan como fuente de carbono el
CO2; como fuente de hidrógeno, compuestos inorgánicos, y como fuente
de energía, la luz solar . A este grupo pertenecen: las plantas, las algas, las bacterias
fotosintéticas del azufre, cianofíceas.

Organismo quimioheterótrofo o heterótrofo.

Fotoorganótrofos o fotoheterótrofos : Son seres que utilizan como fuente de


carbono compuestos orgánicos , como fuente de hidrógeno compuestos
orgánicos y como fuente de energía la luz . A este grupo pertenecen
bacterias púrpuras no sulfuradas.

Quimiolitótrofos o quimioautótrofos : Se les denomina también


quimiosintéticos. Son seres que utilizan como fuente de carbono el CO2 ,
como fuente de hidrógenos compuestos inorgánicos y como fuente de
energía la que se desprende en reacciones químicas redox de compuestos
inorgánicos . A este grupo pertenecen las llamadas bacterias quimiosintéticas
como las bacterias nitrificantes, las ferrobacterias, etc.

Quimioorganótrofos o quimioheterótrofos : También se les denomina


heterótrofos. Son seres que utilizan como fuente de carbono compuestos
orgánicos , como fuente de hidrógenos compuestos orgánicos y
como fuente de energía la que se desprende en las reacciones redox de los
compuestos orgánicos .

A este grupo pertenecen los animales, los hongos, los protozoos y la mayoría de las
bacterias.
Vías principales del catabolismo y anabolismo en la célula,
Se observan las tres etapas, la primera tiene lugar en el
lumen del tubo digestivo, la segunda en el citosol y la
última en las mitocondrias. Fuente
Internet:https://www.genomasur.com/lecturas/Guia09.htm

A modo de recordatorio:
El metabolismo celular funciona sobre la base de dos tipos de reacciones
químicas: catabolismo y anabolismo.

Catabolismo es desintegración (rutas convergentes), mientras que


anabolismo significa reorganización (rutas divergentes).

El Catabolismo implica liberación de energía (reacciones exergónicas),


mientras que el anabolismo implica captura de energía (reacciones
endergónicas).

En el catabolismo ocurre una desorganización de los materiales, en tanto


que en el anabolismo ocurre una reorganización más compleja de los
materiales
Ver: PSU. Pregunta 02_2005Biología

Fuente Internet:

https://www.2bachillerato.es/biologia/tema13/tema13.pdf

Materias

http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/Metabolismo_celular.html

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