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4.-FASES DEL METABOLISMO: CATABOLISMO Y ANABOLISMO

Las células recuperan y almacenan la energía desprendida durante los procesos degradativos del metabolismo en forma de la energía química del enlace fosfato terminal del trifosfato de adenosina (ATP) (Figura 15.1). La particular estructura química de este nucleótido hace que el enlace anhídrido que une sus grupos fosfato segundo y tercero sea un enlace rico en energía, es decir, un enlace que consume una cantidad importante de energía cuando se forma y que libera una cantidad importante de energía cuando se rompe. Células fotótrofas (“que se alimentan de la luz”).- Obtienen la energía que precisan en forma de energía radiante asociada a las radiaciones electromagnéticas, fundamentalmente la luz visible. Como vimos en el apartado anterior el metabolismo incluye procesos que liberan energía (los procesos exergónicos del catabolismo) y otros que la consumen (los procesos endergónicos del anabolismo).

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Los electrones constituyen otro eficaz vehículo para canalizar hacia el anabolismo laenergía química desprendida en el catabolismo. De lo expuesto anteriormente podría extraerse la falsa impresión de que catabolismo y anabolismo son procesos que transcurren por separado en el espacio y en el tiempo. El mismo doble papel desempeñan respectivamente la materia inorgánica y la materia orgánica en las células fotolitótrofas y fotoorganótrofas, ya que, como veremos más adelante, éstas células, en realidad, también obtienen su energía a partir de reacciones redox, las cuales, a diferencia de las que tienen lugar en las células quimiótrofas, son endergónicas, por lo que requieren un aporte energético en forma de luz. Los centenares de reacciones químicas que integran el metabolismo no tienen lugar de manera independiente unas de otras, sino que están articuladas en largas secuencias de reacciones consecutivas ligadas entre sí por intermediarios comunes, de manera que el producto de cada reacción resulta ser el sustrato o reactivo de la siguiente.

En la primera se forma un compuesto intermediario con algún enlace rico en energía.

Este acoplamiento se realiza mediante enzimas que hacen posible la reacción global. A puede transferirse hasta la sustancia C a través del intermediario común B. Así, sobre la base de este principio del intermediario común, las rutas metabólicas constituyen eficaces medios para transferir la energía química desde aquellas reacciones exergónicas que la liberan hasta aquellas, endergónicas, que la requieren. La existencia de un intermediario común entre dos reacciones consecutivas hace posible la transferencia de energía química entre ellas. En la primera se forma un compuesto intermediario con algún enlace rico en energía. Metabolismo ldl . Células autótrofas (también llamadas litótrofas).- Obtienen el carbono en forma de CO2 y otros elementos como el nitrógeno y el azufre en forma de sales minerales (nitratos y sulfatos), es decir, toman la materia de su entorno en forma de materia inorgánica y son capaces de transformarla después en materia orgánica.

La palabra “autótrofa” significa etimológicamente “que se alimenta por sí misma” aunque quizás sea más adecuada la denominación “litótrofa” (“que se alimenta de piedra”) si nos tomamos la licencia poética de llamar “piedra” a la materia inorgánica que estas células toman de su entorno. Sin embargo, existen grandes diferencias entre distintos tipos de células en lo que se refiere a la forma en que obtienen de su entorno el carbono que necesitan para construir los esqueletos de sus biomoléculas constituyentes, así como otros elementos, como el nitrógeno y el azufre, que necesitan incorporar a algunas de ellas.

La construcción de biomoléculas orgánicas altamente hidrogenadas requiere electrones para reducir a sus precursores relativamente oxidados. Como sabemos, muchas reacciones del catabolismo suponen una oxidación de los sustratos orgánicos que se degradan, es decir, una pérdida de electrones por parte de éstos, mientras que la biosíntesis anabólica de moléculas orgánicas altamente hidrogenadas requiere electrones para reducir a sus precursores relativamente oxidados. Muchas reacciones del catabolismo suponen una oxidación, es decir, una pérdida de electrones, de los sustratos orgánicos que se degradan. Este proceso biosintético requiere energía química para poder ser llevado a cabo, es decir, es un proceso endergónico. Células quimiótrofas.- Obtienen la energía que precisan a partir de reacciones químicas exergónicas, concretamente reacciones redox, en las que determinadas sustancias ceden sus electrones (se oxidan) a otras que tienen tendencia a aceptarlos (reduciéndose así), lo cual conlleva un desprendimiento de energía. Estas células pueden a su vez subdividirse en aerobias, si utilizan el O2 como aceptor último de electrones en sus reacciones redox, y anaerobias, si utilizan alguna otra sustancia, generalmente de naturaleza orgánica.

Los 12 Mejores Suplementos Para Bajar de Peso - En Vida.. Es conveniente reflexionar sobre el hecho de que las células quimiolitótrofas y quimioorganótrofas utilizan respectivamente la materia inorgánica y la materia orgánica no sólo como materias primas para las construcción de sus biomoléculas sino también como sustancias dadoras de electrones en las reacciones redox mediante las cuales obtienen su energía. Estas biomoléculas poseen características similares en todas las formas de vida. En la siguiente tabla se reflejan los coenzimas transportadores más importantes en sus formas oxidada y reducida. Existen varios coenzimas transportadores de electrones. 5.2.-COENZIMAS TRANSPORTADORES DE ELECTRONES. Fosforilación acoplada al transporte electrónico.- El transporte de electrones a través de unas cadenas de transportadores ubicados en la membrana mitocondrial interna o en la membrana tilacoidal de los cloroplastos libera energía, la cual es utilizada por un enzima, la ATP-sintetasa, para fosforilar el ADP a ATP.

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Este mecanismo está integrado por una serie de coenzimas transportadores de electrones. Si este proceso tiene lugar en la mitocondria se denomina fosforilación oxidativa y si tiene lugar en el cloroplasto fosforilación fotosintética. Esta liberación y este consumo de energía no tienen por que ocurrir al mismo tiempo ni en el mismo lugar de la célula. Esta definición, si bien es correcta, resulta un tanto incompleta, ya que no da idea de que el metabolismo no es un mero conjunto de reacciones, sino una actividad química altamente ordenada y llena de sentido cuyo objetivo es la correcta manipulación de la materia y la energía por parte de la célula para así mantener el estado vital. Por lo tanto debe existir algún mecanismo que almacene esta energía y la transporte desde los lugares en que se libera hasta aquellos en que se consume, es decir, algún tipo de conexión energética entre el catabolismo y el anabolismo. Las rutas metabólicas que forman parte del catabolismo se denominan rutas catabólicas, mientras que las que forman parte del anabolismo se denominan rutas anabólicas. El catabolismo es la fase degradativa del metabolismo, en la cual moléculas orgánicas complejas y relativamente grandes como los polisacáridos o las proteínas se degradan para dar lugar a moléculas de estructura más simple y menor tamaño tales como el ácido láctico, CO2, agua, amoníaco o urea.

En contrapartida, el anabolismo es la fase constructiva del metabolismo, en la cual tiene lugar la síntesis de los componentes moleculares de las células tales como los ácidos nucleicos, las proteínas, los polisacáridos y los lípidos a partir de moléculas precursoras de estructura más sencilla y menor tamaño. En realidad ambos tienen lugar simultáneamente en el citoplasma celular puesto que las células están permanentemente en un proceso de renovación de sus componentes moleculares. En resumen, el anabolismo es un proceso constructivo, reductor y endergónico. 4.-FASES DEL METABOLISMO: CATABOLISMO Y ANABOLISMO. Existen también algunas rutas que, en todo o en parte, son comunes al catabolismo y al anabolismo; reciben el nombre de rutas anfibólicas. Las células autótrofas son relativamente autosuficientes ya que no dependen de otras células para alimentarse.