EL METABOLISMO

Es el conjunto de proceso químicos que se lleva a cabo en una célula cuyo fin es el intercambio de energía y materia con su entorno

Nos encontramos dos procesos del metabolismo: 

1. Anabolismo: Son reacciones de síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras más simples que la célula necesita para crecer y renovarse. Estas reacciones conllevan un gasto de energía. 

2. Catabolismo: Son las reacciones de degradación de materia orgánica compleja en otra más simple y se libera energía.  

TIPOS DE METABOLISMO

Fotolitótrofos

Fotoorganótrofos

Quimiolitrótofos

Quimioorganótrofos

Estos tipos se deben a según la fuente de energía y la fuente de carbono que utilice la célula para la síntesis de sus compuestos orgánicos 

Si queréis ver los tipos/procesos más desarrollados podéis encontralos aquí:

https://www.youtube.com/watch?v=x6PlaMXoHyg&t=94s

También tenéis un vídeo en el que se explica más en profundidad las diferencias entre el anabolismo y el catabolismo:

https://www.youtube.com/watch?v=yCOe8xTIUGQ

EL ATP. ¿QUÉ ES?

Es el nucleótido adenosina trifosfato y es el intermediario rico en energía más común y universal. Como indica su nombre está formado por un grupo adenosina y un grupo trifosfato.

La característica principal es que los grupos fosfato del ATP es que las tres unidades de fosfato se repelen electrostáticamente entre sí  debido a que los átomos de fósforo están cargados positivamente y los de oxígeno negativamente. 

¿PARA QUÉ SIRVE?

La principal función del ATP es servir de aporte energético en las reacciones bioquímicas que se producen en el interior de la célula para mantener sus funciones activas como por ejemplo, la síntesis de ADN y ARN, las proteínas y el transporte de determinadas moléculas a través de la membrana celular.

LA SÍNTESIS DEL ATP

La célula para sintetiza el ATP tiene dos formas de hacerlo; 

Fosforilación a nivel de sustrato: Se produce la síntesis del ATP gracias a la energía que se libera al romperse un enlace rico en energía de una molécula. Se rompe el enlace y se acopla a la síntesis de ATP realizado por unas enzimas llamadas quinasas. Ej cuando el compuesto Fosfoenol Priruvato se rompe el enlace rico de energía que lo mantiene unido al fostato se libera energía que se aprovecha para sintetiza el ATP 

Formación del ATP mediante las enzimas ATPsintetasas: Estas enzimas están en las crestas mitocondriales de las mitocondrias y en los tilacoides de los cloroplastos. Están formadas por dos subunidades; una subunidad F0 que está integrada en la membrana y es una canal de H+ y la F1 que es una estructura globular. La síntesis del ATP se produce cuando los 2 H+ atraviesan la membrana a través de la enzima a favor de gradiente. 

En caso de querer saber más acerca de este tema, podéis hacerlo siguiendo el siguiente link :

https://www.lifeder.com/atp/

LAS REACCIONES CATABÓLICAS

Reacciones catabólicas:

 Todas son reacciones de degradación. Podemos distinguir dos tipos: 

 1) Fermentaciones: suponen una oxidación parcial de un compuesto orgánico (glucosa, proteínas)

 2) Respiración: es el proceso en el que se oxida completamente un sustrato con el fin de obtener el máximo de energía de sus enlaces

- Oxidación de glúcidos

-Oxidación de Ac grasos

-Oxidación de aminoácidos  Estos tres procesos catabólicos son muy parecidos: 

1) se obtiene acetil CoA (Fase que es distinta en glucidos, ac grasos y aminoácidos)

2) se realiza el ciclo de Krebs 

3) se realiza un transporte de electrones en la cadena respiratoria de las mitocondrias 

   - Si el ultimo acepto de estos electrones es el oxigeno hablamos de respiración aeróbica 

   - Si el último acepto de estos electrones es otra sustancia inorgánica (nitratos y fosfatos) hablamos de respiración anaeróbica.

CATABOLISMO DE GLÚCIDOS: 

1) GLUCOLISIS

Esta ruta convierte la glucosa en 2 moléculas de Ac pirúvico. En una primera etapa es activada mediante 2 fosforilaciones, lo que supone un gasto de 2 ATPs. Posteriormente se obtiene 2 ATPs (Fosforilación a nivel de sustrato) y poder reductor 2 NADH2, y por último se regeneran 2 ATP (Fosforilación a nivel de sustrato) consumidos inicialmente. De manera que el rendimiento energético de la glucolisis son 2 ATPs + 2 Ac. Piruvicio + 2 NADH2.+ 2 H2O. Esta reacción tiene lugar en el citosol. 

OTROS

DESCARBOXILACIÓN DEL PIRÚVICO

Esta reacción se realiza en la matriz mitocondrial. Esta reacción es catalizada por la piruvato deshidrogenasa para transformar el ácido pirúvico en acetil CoA. 

CICLO DE KREBS

Es la vía final para la oxidación de la mayoría de las moléculas (glúcidos, aminoácidos y ac grasos), que entra en un ciclo en forma de acetil CoA. Esta reacción se realiza en la matriz mitocondrial. La finalidad del ciclo no es solo obtener energía (catabolismo), sino que también obtener precursores utilizados para la síntesis de otros compuestos (anabolismo). De manera que este ciclo es también denominado como ciclo anfibólico

CADENA DE TRANSPORTE ELECTRÓNICO (Cadena respiratoria)

A lo largo de los procesos que hemos visto, glucolisis, descarboxilación del pirúvico y ciclo de Krebs se producen deshidrogenaciones, de modo que coenzimas como el NAD+ y FAD+ se reducen y pasan a NADH2 y FADH2, pero esto coenzimas no pueden estar así de manera permanente, sino que debe regenerar transfiriendo 2 electrones y 2 H+ a otras moléculas. Los electrones van pasando de moléculas con potencial redox negativo (esto significa que se trata de un agente muy reductor como el NADH2) a una molécula con potencial redox mayor (es decir oxidantes). En la cadena respiratoria hay un transporte de electores a favor de potencial, es decir los electrones van pasando de pares redox más negativos a pares redox más positivos. El último aceptor de los electrones en el caso de la respiración aeróbica es el oxigeno. Estas reacciones se realizan en las crestas mitocondriales  

FERMENTACIONES

Por último, vamos a hablar acerca de las fermentaciones, que, si os interesa este tema especialmente, podéis ver este vídeo: 

Son oxidaciones parciales de la glucosa con ausencia de cadena respiratoria y por tanto de O2. De manera que se van a obtener sólo 2 ATPs. El NAD + se regenera debido a que el NADH2 cede los electrones y protones a una molécula producto de la transformación de la glucosa. Todas las fermentaciones se producen en el citosol y su primera parte es la realización de la glucolisis y posterior etapa es la regeneración del NAD+ 

TIPOS: 

- Fermentación láctica. Se realiza por microorganismo que pueden utilizar el azúcar de la leche (lactosa). Rompen este disacárido para obtener una galactosa y una glucosa, después la galactosa se transforma en glucosa y a partir de esas dos glucosas realizan la fermentación láctica. Esta fermentación permite obtener el yogur y quesos por microrganismos como Lactobacillus.  

-Producción de yogur, la bacteria Lactobacillus produce la fermentación láctica produciendo Ac láctico que hace que se acidifique el medio produciendo una disminución del pH, que hace que la proteína de la leche (caseína) se desnaturalice y coagule produciendo el yogur. 

-Fermentación láctica en el músculo. Cuando estamos realizando un ejercicio el músculo necesita mucha energía (ATP). Lo consigue realizando la respiración de modo que como hemos visto obtiene 38 ATPs por cada glucosa. Pero si el ejercicio es muy intenso y no llega suficiente oxígeno al musculo, este para conseguir energía produce fermentación láctica obteniéndose sólo 2 ATPs, pero le permite seguir funcionando en estas condiciones. El problema es que se acumula ac láctico entre las fibras del músculo en forma de pequeños cristales que al contraerse rozan las fibras musculares y son el origen de las agujetas.