Bioquímica Esencial: Nucleótidos, Nutrientes y Vías Metabólicas Clave

Nucleósidos y Nucleótidos: Estructura y Función

Los nucleósidos son compuestos formados por una base nitrogenada y un azúcar (ribosa o desoxirribosa). Ejemplos incluyen:

• Adenina + Ribosa = Adenosina
• Timina + Ribosa = Timidina
• Citosina + Desoxirribosa = Citidina
• Uracilo + Desoxirribosa = Uridina

Los nucleótidos se forman cuando un grupo fosfato se une al grupo hidroxilo (OH) del carbono 3' o 5' de un nucleósido.

• ATP: Adenina + Ribosa + 3 grupos fosfato (Adenosín Trifosfato)
• UDP: Uracilo + Ribosa + 2 grupos fosfato (Uridina Difosfato)

Funciones Clave de los Nucleótidos

• ATP (Adenosín Trifosfato): Principal transductor biológico de energía libre.
• AMPc (Adenosín Monofosfato Cíclico): Segundo mensajero en diversas vías de señalización celular.
• GTP (Guanosín Trifosfato): Regulador alostérico y fuente de energía en procesos como la síntesis de proteínas.
• GMPc (Guanosín Monofosfato Cíclico): Segundo mensajero en respuesta al óxido nítrico (NO) durante la relajación del músculo liso.
• UDP (Uridina Difosfato): Participa en epimerizaciones del azúcar y en la síntesis de glucógeno.
• CTP (Citidina Trifosfato): Participa en la síntesis de fosfoglicéridos y esfingomielinas.
• Adenosina 3'-fosfato 5'-fosfosulfato (PAPS): Donador de sulfato para la formación de proteoglucanos.
• NAD (Nicotinamida Adenina Dinucleótido) y FAD (Flavin Adenina Dinucleótido): Coenzimas de las deshidrogenasas, fundamentales en el metabolismo.

Nota: La información sobre 'U8: metabolismo' podría referirse a una unidad o sección específica dentro de un curso de metabolismo.

Nutrientes Esenciales para el Metabolismo

Los nutrientes son sustancias que el organismo necesita para su crecimiento, mantenimiento y funcionamiento. Se clasifican en macronutrientes y micronutrientes.

Macronutrientes: Fuente de Energía y Material Estructural

• Carbohidratos

  Principalmente glucosa (C₆H₁₂O₆), que se degrada a 2 moléculas de piruvato. Al oxidarse la glucosa completamente hasta CO₂ y H₂O, se producen aproximadamente 28 ATP. La reserva de energía en ayuno es el glucógeno, que se degrada a n D-glucosa.

• Proteínas

  Aportan los aminoácidos esenciales, que el cuerpo no puede sintetizar y deben obtenerse de la dieta:

  • Leucina
  • Isoleucina
  • Valina
  • Fenilalanina
  • Arginina
  • Triptófano
  • Lisina
  • Histidina
  • Metionina
  • Treonina

• Lípidos

  Son fuente de los ácidos grasos esenciales:

  • Linoleico
  • Linolénico
  • Araquidónico

Micronutrientes: Cofactores y Reguladores Vitales

Compuestos orgánicos que el organismo requiere en pequeñas cantidades y cuya carencia conduce a un estado de enfermedad.

Vitaminas

• Vitaminas Hidrosolubles

  • Complejo B: Funcionan como coenzimas.
  • Vitamina C (Ácido Ascórbico): Antioxidante, participa en la síntesis de glucoproteínas.

• Vitaminas Liposolubles

  • Vitamina A (Retinol): Incluye el ácido retinoico. Es un antioxidante y su precursor es el beta-caroteno.
  • Vitamina D (Ergocalciferol o Colecalciferol).
  • Vitamina E (Tocoferol): Es un antioxidante.
  • Vitamina K: Participa en el mecanismo de coagulación.

Minerales

Su función principal es actuar como cofactores enzimáticos. Ejemplos:

• Na⁺ (Sodio)
• K⁺ (Potasio)
• Mg²⁺ (Magnesio)
• Ca²⁺ (Calcio)
• Zn²⁺ (Zinc)
• Cu²⁺ (Cobre)

Metabolismo Intermediario: Vías y Regulación

El metabolismo intermediario es el destino de los componentes de la dieta después de la digestión y absorción. Comprende todas las vías o rutas metabólicas, sus interrelaciones, así como sus mecanismos de control.

Las moléculas complejas de los alimentos se transforman en moléculas más sencillas (aminoácidos, ácidos grasos, glicerol, monosacáridos).

Finalidades del Metabolismo

1. Degradar sustancias complejas a otras más sencillas con la finalidad de obtener energía.
2. Sintetizar sustancias complejas a partir de otras más simples en procesos que requieren energía.
3. Sintetizar sustancias especializadas como hormonas, melanina, serotonina, histamina, etc.
4. Convertir sustancias de desecho para su eliminación; ejemplo: el NH₃ (amoniaco) se convierte en urea.

Etapas del Metabolismo

1. Catabolismo

   Comprende todas las vías o rutas metabólicas degradativas con la finalidad de obtener energía.

2. Anabolismo

   Comprende todas las vías o rutas de síntesis en procesos que absorben energía.

3. Anfibolismo

   Proceso que sirve de interrelación entre el catabolismo y el anabolismo; ejemplo: el ciclo de los ácidos tricarboxílicos o ciclo de Krebs.

Rutas Metabólicas: Conceptos Clave

Una ruta o vía metabólica comprende una serie de reacciones que van desde un sustrato alimentador hasta un producto final. En estas reacciones intervienen las enzimas, catalizando cada paso.

• A: Sustrato alimentador (ejemplo: glucosa)
• B, C, D y E: Intermediarios o metabolitos (ejemplo: glucosa-6-P, fructosa-6-P)
• F: Producto final (ejemplo: piruvato)
• e1...e4: Enzimas (ejemplo: hexocinasa)

Tipos de Rutas Metabólicas

1. Ruta Catabólica (Degradativa)

   Ejemplos: glucólisis, glucogenólisis, beta-oxidación.

2. Ruta Anabólica (Biosintética)

   Ejemplos: lipogénesis, glucogénesis.

3. Ruta Anfibólica

   Sirve de enlace entre rutas catabólicas y anabólicas. Ejemplo: ciclo de Krebs.