¿Qué es el catabolismo?

Es el metabolismo de degradación oxidativa de moléculas complejas a más simples, y libera energía.

¿Cuál es el balance energético neto de la glucólisis?

El balance neto es la producción de dos moléculas de ATP y dos de NADH por cada glucosa, con dos piruvatos como producto.

¿Qué diferencia hay entre catabolismo aeróbico y anaeróbico?

En el aeróbico el último aceptor de electrones es el O2; en el anaeróbico es una molécula orgánica u otra inorgánica distinta del O2.

Metabolismo celular: catabolismo, anabolismo y glucólisis

Resumen

El documento explica el metabolismo celular como conjunto de reacciones que obtienen energía, renuevan moléculas y sintetizan compuestos necesarios para la célula. Presenta el catabolismo y el anabolismo, las coenzimas redox y el ATP, y describe la glucólisis con su balance energético y la regeneración del NAD+ en condiciones aeróbicas y anaeróbicas.

Puntos clave

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas y energéticas que ocurren dentro de las células.
Una ruta metabólica es una cadena de reacciones enzimáticas, y los metabolitos son las sustancias que se transforman en ella.
El catabolismo degrada moléculas complejas y libera energía; el anabolismo sintetiza moléculas complejas y requiere energía.
Los nucleótidos NAD+, NADP+, FAD y FMN transportan electrones y protones en las reacciones redox; el ATP es la principal moneda energética.
La glucólisis ocurre en el citosol y transforma una glucosa en dos piruvatos, con un balance neto de 2 ATP y 2 NADH.
El destino del NADH depende del oxígeno: en aerobiosis entra en la cadena de transporte de electrones, y en anaerobiosis se regenera por fermentación.

Ponte a prueba

Metabolismo Celular: Fundamentos y Procesos

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas y procesos energéticos que ocurren en el interior de las células de los seres vivos. Su finalidad es obtener energía a partir de materiales captados del medio, fabricar moléculas de recambio para sustituir las gastadas y sintetizar otras moléculas necesarias para el crecimiento o para realizar cualquier otra función celular.

Una ruta o vía metabólica es un proceso formado por una cadena de reacciones enzimáticas. Las sustancias que intervienen en una ruta metabólica y que sufren transformaciones durante el proceso se denominan metabolitos.

Tipos Principales de Metabolismo

Catabolismo: Es el metabolismo de degradación oxidativa de moléculas complejas a más simples. Este proceso libera energía.
Anabolismo: Es el metabolismo de la síntesis de moléculas complejas a partir de precursores más simples. Este proceso requiere energía y es energéticamente dependiente del catabolismo.

Moléculas Clave en el Metabolismo

Metabolitos: Moléculas que participan en las diferentes rutas metabólicas, ya sean de catabolismo o anabolismo, sufriendo transformaciones.
Nucleótidos: Son coenzimas que actúan como transportadores de electrones (e-) y protones (H+), facilitando las reacciones de óxido-reducción (redox) de los metabolitos. Se comportan como pares redox. Su estructura es compleja y se unen a apoenzimas. Ejemplos clave incluyen NAD+, NADP+, FAD y FMN.
Moléculas con enlaces ricos en energía: Moléculas que almacenan y transfieren energía mediante enlaces fosfato de alta energía. El ATP (adenosín trifosfato) es la principal moneda energética de la célula, y el GTP (guanidín trifosfato) es otro ejemplo importante.
Moléculas de Intercambio Metabólico: Moléculas que actúan como sustratos iniciales o productos finales de procesos metabólicos. Pueden proceder del medio intracelular o extracelular. Ejemplos: oxígeno, dióxido de carbono, agua, ácido láctico, alcohol etílico.

Catabolismo: Procesos Aeróbicos y Anaeróbicos

El catabolismo es un metabolismo de degradación oxidativa. Para que las rutas de oxidación continúen, la célula debe disponer de una molécula aceptora final de electrones (e-) o hidrógenos.

Catabolismo Aeróbico: El último aceptor de electrones es el O2 (oxígeno).
Catabolismo Anaeróbico: El último aceptor de electrones es una molécula orgánica (o inorgánica diferente del O2).

Reacciones de Óxido-Reducción (Redox)

Todas las reacciones del catabolismo son reacciones de óxido-reducción (redox). El compuesto que se oxida es el reductor (pierde electrones) y el compuesto que se reduce es el oxidante (gana electrones).

Oxidación: Implica la pérdida de electrones o hidrógenos, o la ganancia de oxígeno.
Reducción: Implica la ganancia de electrones o hidrógenos, o la pérdida de oxígeno.

Procesos Catabólicos en Condiciones Aeróbicas

Comprenden diversas rutas metabólicas cuyo objetivo principal es la obtención de ATP. La energía que no se almacena en ATP se disipa como calor.

Glucólisis: La Ruta de Embden-Meyerhof

También conocida como ruta de Embden-Meyerhof, es un proceso que ocurre en el citosol celular. Consiste en una secuencia de diez reacciones enzimáticas en las que una molécula de glucosa (6 carbonos) se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico (3 carbonos cada una).

Balance Energético de la Glucólisis

La glucólisis tiene lugar en prácticamente todas las células vivas, desde los organismos procariotas más sencillos hasta las células eucariotas. El balance neto de la glucólisis es la producción de dos moléculas de NADH y dos moléculas de ATP.

1 Glucosa + 2 ADP + 2 P_i + 2 NAD+ ---> 2 Piruvatos + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O

Regeneración del NAD+ y Destino del Piruvato

Para que la glucólisis pueda continuar, es fundamental la regeneración del NAD+ a partir del NADH producido. El destino del NADH y del piruvato depende de la disponibilidad de oxígeno:

En condiciones aeróbicas, los electrones del NADH extramitocondrial son transferidos a la mitocondria a través de sistemas lanzadera (como la lanzadera malato-aspartato o glicerol-fosfato), donde el NADH se oxida a NAD+ en la cadena de transporte de electrones.
En condiciones anaeróbicas (anoxia), tanto en bacterias como en células eucariotas, el NADH extramitocondrial se oxida a NAD+ mediante la reducción del ácido pirúvico o sus derivados. Este proceso se conoce como fermentación.