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BLOQUE II: CITOLOGÍA
TEMA 4: METABOLISMO CELULAR I; INTRODUCCIÓN Y CATABOLISMO
1. INTRODUCCIÓN
El metabolismo es el conjunto de reacciones y procesos energéticos que tienen
lugar en la célula destinados a transformar y almacenar energía y sintetizar las
biomoléculas que necesita. Todas las células utilizan como fuente de energía útil el
ATP, aunque hay otras moléculas energéticas como el CTP, GTP o el UTP (todas
derivadas de nucleótidos).
Todas las reacciones metabólicas requieren de la participación de enzimas.
Una ruta o vía metabólica es un proceso formado por una cadena de reacciones
enzimáticas sucesivas que llevan a la formación de un producto final. Cada una de
las sustancias que intervienen en una ruta metabólica se denomina metabolito.
Dentro del metabolismo se pueden considerar dos partes:
Catabolismo: constituido por todas aquellas reacciones a producir energía.
Consisten en degradaciones oxidativas de materia orgánica.
Anabolismo: constituido por todas aquellas reacciones destinadas a
sintetizar biomoléculas. Para ello hace falta la energía producida en el
catabolismo. Por eso las rutas catabólicas y anabólicas se encuentran
acopladas.
LAS REACCIONES DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN (REDOX) Y EL ATP
Todas las transformaciones moleculares que desprenden energía en los procesos
catabólicos son reacciones de oxidación, es decir, en ellas se transfieren
electrones de un átomo o molécula a otro. Por tanto, toda oxidación (pérdida de
electrones) requiere una reducción ya que debe haber un átomo o molécula que
acepte los electrones cedidos por el átomo o molécula que se ha oxidado (esto
ocurre en los procesos anabólicos). Es por esta razón por la que estos procesos se
denominan reacciones redox o de óxido-reducción.
En los procesos metabólicos las oxidaciones son, en realidad pérdidas de átomos
de hidrógeno (H), cada átomo contiene un electrón y un protón.
Así, las moléculas que ceden un átomo de H se oxidan y las que los aceptan, se
reducen. Durante esta transferencia se desprende parte de la energía contenida
en el enlace del H que se ha cedido. La diferencia de energía entre la desprendida
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y la usada para formar el enlace con el átomo o molécula aceptora, se almacena en
forma de ATP.
Los átomos de H liberados en las reacciones de oxidación, no pasan directamente
a las moléculas aceptoras. Existen moléculas transportadoras de H como el NAD+,
el NADP+ o el FAD, todas derivadas de nucleótidos, que captan los H liberados por
las moléculas oxidadas y las transfieren a las moléculas aceptoras que, finalmente,
se reducirán. Por ello también reciben el nombre de poder reductor.
En resumen, las reacciones de oxidación se caracterizan por la pérdida de
electrones (o átomos de H) y en ellas se libera energía. Por el contario, las
reacciones de reducción se caracterizan por la ganancia de electrones (o átomos
de H) y se necesita energía. Así el ATP y el poder reductor formado durante las
reacciones del catabolismo se emplean en sintetizar biomoléculas en el anabolismo.
ESTRATEGIAS DE OBTENCIÓN DE ENERGÍA
Como hemos visto los seres vivos obtenemos energía útil (ATP) oxidando materia
orgánica, lo que supone la reducción de otros compuestos.
El modo de oxidación dependerá de la disponibilidad de oxígeno (O2) ya que esta
molécula es el último aceptor de electrones (H) que se reduce para formar H 2O. Si
en el medio no hay O2, la oxidación no será completa y, por ello, la cantidad de ATP
que se obtiene será menor.
Dependiendo de la disponibilidad de O2, se distinguen dos tipos de estrategias
para obtener energía (ATP):
BLOQUE II: CITOLOGÍA
TEMA 4: METABOLISMO CELULAR I; INTRODUCCIÓN Y CATABOLISMO
1. INTRODUCCIÓN
El metabolismo es el conjunto de reacciones y procesos energéticos que tienen
lugar en la célula destinados a transformar y almacenar energía y sintetizar las
biomoléculas que necesita. Todas las células utilizan como fuente de energía útil el
ATP, aunque hay otras moléculas energéticas como el CTP, GTP o el UTP (todas
derivadas de nucleótidos).
Todas las reacciones metabólicas requieren de la participación de enzimas.
Una ruta o vía metabólica es un proceso formado por una cadena de reacciones
enzimáticas sucesivas que llevan a la formación de un producto final. Cada una de
las sustancias que intervienen en una ruta metabólica se denomina metabolito.
Dentro del metabolismo se pueden considerar dos partes:
Catabolismo: constituido por todas aquellas reacciones a producir energía.
Consisten en degradaciones oxidativas de materia orgánica.
Anabolismo: constituido por todas aquellas reacciones destinadas a
sintetizar biomoléculas. Para ello hace falta la energía producida en el
catabolismo. Por eso las rutas catabólicas y anabólicas se encuentran
acopladas.
LAS REACCIONES DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN (REDOX) Y EL ATP
Todas las transformaciones moleculares que desprenden energía en los procesos
catabólicos son reacciones de oxidación, es decir, en ellas se transfieren
electrones de un átomo o molécula a otro. Por tanto, toda oxidación (pérdida de
electrones) requiere una reducción ya que debe haber un átomo o molécula que
acepte los electrones cedidos por el átomo o molécula que se ha oxidado (esto
ocurre en los procesos anabólicos). Es por esta razón por la que estos procesos se
denominan reacciones redox o de óxido-reducción.
En los procesos metabólicos las oxidaciones son, en realidad pérdidas de átomos
de hidrógeno (H), cada átomo contiene un electrón y un protón.
Así, las moléculas que ceden un átomo de H se oxidan y las que los aceptan, se
reducen. Durante esta transferencia se desprende parte de la energía contenida
en el enlace del H que se ha cedido. La diferencia de energía entre la desprendida
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y la usada para formar el enlace con el átomo o molécula aceptora, se almacena en
forma de ATP.
Los átomos de H liberados en las reacciones de oxidación, no pasan directamente
a las moléculas aceptoras. Existen moléculas transportadoras de H como el NAD+,
el NADP+ o el FAD, todas derivadas de nucleótidos, que captan los H liberados por
las moléculas oxidadas y las transfieren a las moléculas aceptoras que, finalmente,
se reducirán. Por ello también reciben el nombre de poder reductor.
En resumen, las reacciones de oxidación se caracterizan por la pérdida de
electrones (o átomos de H) y en ellas se libera energía. Por el contario, las
reacciones de reducción se caracterizan por la ganancia de electrones (o átomos
de H) y se necesita energía. Así el ATP y el poder reductor formado durante las
reacciones del catabolismo se emplean en sintetizar biomoléculas en el anabolismo.
ESTRATEGIAS DE OBTENCIÓN DE ENERGÍA
Como hemos visto los seres vivos obtenemos energía útil (ATP) oxidando materia
orgánica, lo que supone la reducción de otros compuestos.
El modo de oxidación dependerá de la disponibilidad de oxígeno (O2) ya que esta
molécula es el último aceptor de electrones (H) que se reduce para formar H 2O. Si
en el medio no hay O2, la oxidación no será completa y, por ello, la cantidad de ATP
que se obtiene será menor.
Dependiendo de la disponibilidad de O2, se distinguen dos tipos de estrategias
para obtener energía (ATP):
