Metabolismo Celular: El Flujo de Energía y Materia en la Vida
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El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas, catalizadas por enzimas, que se producen en el interior de las células. Estas reacciones poseen características fundamentales:
- Están catalizadas por enzimas específicos.
- Están encadenadas en rutas metabólicas.
- Son procesos de oxidación-reducción (redox).
Tipos de Procesos Metabólicos
El metabolismo se divide en dos grandes tipos de procesos interconectados:
El Catabolismo
Son reacciones exergónicas (liberan energía) en las que moléculas complejas y reducidas son degradadas a otras moléculas más sencillas y oxidadas. Las transformaciones del catabolismo liberan energía, electrones y H+. Son procesos catabólicos la respiración celular y la fermentación.
El Anabolismo
En esta fase se fabrican moléculas orgánicas complejas y reducidas a partir de moléculas más sencillas y oxidadas. El anabolismo son procesos endergónicos que requieren energía, electrones y H+. La fotosíntesis, la quimiosíntesis o la síntesis de proteínas son ejemplos de anabolismo.
Intermediarios Clave del Metabolismo
Los procesos del metabolismo celular están acoplados, de manera que la energía y el poder reductor que generan las reacciones del catabolismo son consumidos por las del anabolismo. Sin embargo, como estos procesos no ocurren ni de forma simultánea ni en el mismo lugar de la célula, se necesitan unas sustancias, denominadas intermediarios del metabolismo, que transporten la energía, los electrones y el poder reductor desde donde se generan hasta donde se necesitan.
El ATP: Moneda Energética Celular
El ATP (Adenosín Trifosfato) es un nucleótido que está formado por una adenina, una ribosa y tres grupos fosfato. Se encarga de transferir la energía liberada en las reacciones del catabolismo a las reacciones del anabolismo.
La energía liberada en las reacciones del catabolismo se utiliza para unir el grupo fosfato al ADP (Adenosín Difosfato) y recuperar el ATP. De esta forma, la energía se almacena temporalmente en este enlace de alta energía.
La energía liberada para los procesos anabólicos procede de la rotura del enlace que mantiene unido el fosfato terminal del ATP, liberando ADP y un grupo fosfato inorgánico (Pi).
Coenzimas Transportadoras de Electrones y Protones
Las coenzimas son ciertas sustancias capaces de experimentar cambios reversibles en su estado redox. Los más importantes son el NADP+, el NAD+ y el FAD, que se reducen a NADPH, NADH y FADH2, respectivamente.
Los electrones y los protones liberados en el catabolismo son recogidos por coenzimas transportadoras de electrones (NAD+, NADP+, FAD), que se reducen.
Los electrones y los protones necesarios para la reducción de moléculas en el anabolismo son cedidos por los coenzimas reducidos.