Metabolismo Celular: Una Guía Completa

Metabolismo Celular

Definición de Metabolismo y Conceptos Clave

Metabolito: Cualquier molécula utilizada, capaz o producida durante el metabolismo.

Macromolécula: Molécula de gran tamaño creada comúnmente por la polimerización de subunidades más pequeñas.

Proteína: Sustancia química que forma parte de la estructura de las membranas celulares y es el constituyente esencial de las células vivas.

Enzima: Proteína soluble producida por las células del organismo, que favorece y regula las reacciones químicas en los seres vivos.

Hormona: Sustancia química producida por un órgano, o por parte de él, cuya función es la de regular la actividad de un tejido determinado.

Vitamina: Sustancia orgánica que se encuentra en los alimentos y que, en cantidades pequeñas, es esencial para el desarrollo del metabolismo de los seres vivos.

Glucógeno: El glucógeno es un polisacárido de reserva energética formado por cadenas ramificadas de glucosa.

Triglicérido: Tipo de glicerol que pertenece a la familia de los lípidos.

Procesos Metabólicos Fundamentales

Lipólisis: Proceso metabólico mediante el cual los lípidos del organismo son transformados para producir ácidos grasos y glicerol.

Anabolismo: Conjunto de procesos metabólicos constructivos en los que la energía liberada por el catabolismo se utiliza para sintetizar moléculas complejas.

Catabolismo: Conjunto de procesos metabólicos que liberan energía.

Metabolismo basal: Valor mínimo de energía necesaria para que la célula subsista.

Bioenergética y Reacciones Químicas

Bioenergética: Parte de la biología relacionada con la física, que se encarga del estudio de los procesos de absorción, transformación y entrega de energía en los sistemas biológicos.

Reacción exergónica: (reacción favorable o espontánea) es una reacción química donde la variación de la energía libre de Gibbs es negativa.

Reacción endergónica: (desfavorable o no espontánea) es una reacción química donde el incremento de energía libre es positivo.

Reacciones acopladas: Aquellas donde la energía libre de una reacción (exergónica) es utilizada para conducir/dirigir una segunda reacción (endergónica).

Reacciones secuenciales: Aquellas que se producen, a nivel molecular, a través de varias etapas o reacciones elementales.

Energía de activación: Energía mínima que necesita un sistema antes de poder iniciar un determinado proceso.

Enzimas y Catálisis

Centro activo: Zona de la enzima en la que se une el sustrato para ser catalizado.

Cofactor: Componente no proteico necesario para la acción de una enzima.

Holoenzima: Complejo apoenzima-cofactor.

Coenzimas: Cofactores orgánicos no proteicos que unidos a una apoenzima constituyen la holoenzima o forma catalíticamente activa de la enzima.

Localización de Procesos Metabólicos Clave

Glucólisis: Tiene lugar en el citoplasma celular.

Oxidación del piruvato: Tiene lugar en la matriz mitocondrial.

Activación de los ácidos grasos: Tiene lugar en el retículo endoplasmático (RE) o en la membrana mitocondrial externa.

Beta-oxidación: Tiene lugar en la matriz mitocondrial.

Ciclo de Krebs: Tiene lugar en las mitocondrias.

Metabolismo de Ácidos Grasos

1. Lipólisis
2. Acil CoA entra en la mitocondria por la lanzadera de carnitina.
3. Beta-oxidación en la matriz corta las cadenas de ácidos grasos en unidades de acetato que se combinan con coenzima A.
4. Se introduce en la mitocondria.

Fosforilación Oxidativa y Ciclo de Krebs

Fosforilación oxidativa: Proceso mediante el que se sintetiza ATP durante la transferencia electrónica del NADH y del FADH2 al Oxígeno. Son dos procesos acoplados (Reducción y oxidación), siempre que un átomo se oxida es porque otro se reduce: óxido-reducción o redox.

Ciclo de Krebs: 24 ATP.

Oxidación de la glucosa: 36 ATP.

Regulación Metabólica

Realimentación positiva: Es uno de los mecanismos de realimentación por el cual los efectos o salidas de un sistema causan efectos acumulativos a la entrada, en contraste con la realimentación negativa donde la salida causa efectos sustractivos a la entrada.

Rutas Metabólicas Principales

Glucógeno – (Glucogenólisis)-> Glucosa – (NAD y 2ADP dan 2ATP y NADH) (Glucólisis)-> Piruvato x2-> Vía aeróbica -> Piruvato – (CoA y PDH) ->Acetil CoA -> Krebs (36 ATP). Vía anaeróbica -> Piruvato – (NADH da NAD) -> Lactato.

Ácido graso – (Acil CoA Sintetasa) -> Acil CoA. Mediante Carnitina pasa a la mitocondria. Acil CoA – Acil CoA Deshidrogenasa y entra flavoproteína para dar esto y h2o -> Trans-enoil-CoA – Enoil-CoA hidratasa y entra h2o -> 3-hidroxi-acil-CoA – 3-hidroxi-acil-CoA deshidrogenasa y entra NAD+ y da NADH y H+ -> 3-ceto-acil-CoA- Tiolasa y entra CoA-SH-> Acil-CoA + Acetil-CoA