Al conjunto de reacciones químicas catalizadas por enzimas que
ocurren en el interior de las células de los seres vivos lo conocemos como metabolismo.
Las reacciones metabólicas se encuentran en su mayor parte
totalmente interrelacionadas constituyendo las rutas o vías metabólicas, de
modo que el producto
de la primera reacción es el sustrato de la siguiente, y así
sucesivamente. La mayoría de las reacciones de las rutas metabólicas están catalizadas
por diferentes enzimas que funcionan coordinadamente.
Según su metabolismo, los seres vivos pueden dividirse en cuatro
grupos: fotoautótrofos, fotoheterótrofos, quimioautótrofos y quimioheterótrofos. Esta clasificación depende de dos conceptos, la fuente de
energia y la fuente de carbono que utiliza cada organismo.
Los organismos fototrofos obtienen la energía de la luz solar
mientras que los quimiotrofos consiguen esa energía a partir de reacciones químicas.
Por otro lado, los heterotrofos incorporan carbono al alimentarse de otros
seres vivos mientras que los autótrofos son capaces de producir su propia
materia orgánica a partir de la materia inorgánica.
El siguiente cuadro resume las características de estos cuatro
grupos:
En el metabolismo distinguimos dos fases: fase de síntesis o anabolismo y fase de degradación o catabolismo.
Es el conjunto de reacciones que tiene como objetivo la síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas sencillas. Requieren de un gasto de energía. Las moléculas que se forman mediante el anabolismo son moléculas con gran cantidad de energía en sus enlaces tales como glúcidos y lípidos.
Es una de las dos partes en que suele dividirse el metabolismo, encargada de la síntesis de moléculasorgánicas (biomoléculas) más complejas a partir de otras más sencillas, orgánicas o inorgánicas, con requerimiento de energía (reacciones endergónicas) y de poder reductor, al contrario que el catabolismo. Aunque anabolismo y catabolismo son dos procesos contrarios, los dos funcionan coordinada y armónicamente, y constituyen una unidad difícil de separar. Los procesos anabólicos son procesos metabólicos de construcción, en los que se obtienen moléculas grandes a partir de otras más pequeñas. En estos procesos se consume energía. Los seres vivos utilizan estas reacciones para formar, por ejemplo, proteínas a partir de aminoácidos. Mediante los procesos anabólicos se crean las moléculas necesarias para formar nuevas células.
El anabolismo es el responsable de:
- Las causas de la ganancia de masa muscular.
- La fabricación de los componentes celulares y tejidos corporales y por tanto del crecimiento.
- El almacenamiento de energía mediante enlaces químicos en moléculas orgánicas (almidón, glucógeno, triglicéridos).
Las células obtienen la energía del medio ambiente mediante tres tipos distintos de fuente de energía que son:
- La fotosíntesis en las plantas, gracias a la luz solar.
- Otros compuestos orgánicos como ocurre en los organismos heterótrofos.
- Compuestos inorgánicos como las bacterias quimiolitotróficas que pueden ser autótrofas o heterótrofas.
Es el conjunto de reacciones que tiene por objetivo la obtención de energía a través de la degradación de moléculas complejas. Liberan energía. Las moléculas complejas que se degradan suelen ser muy ricas en energía como glúcidos o lípidos.
Ambas fases están íntimamente relacionadas ya que la energía que se obtiene en el catabolismo es necesaria para que ocurran las reacciones propias del anabolismo.
Existe mucha diversidad tanto en las rutas anabólicas como en las rutas catabólicas; sin embargo, los dos procesos más importantes en este aspecto son la fotosíntesis y la respiración celular.
La fotosíntesis es un proceso anabólico que consiste en la obtención de glucosa a partir de energía lumínica y moléculas inorgánicas como el H2O y el CO2.
La respiración celular es un proceso catabólico en el cual una molécula de glucosa se va degradando a través de una serie de reacciones bioquímicas (glucolisis) hasta obtener piruvato. El piruvato sufre otra serie de reacciones catabólicas en el denominado ciclo de Krebs. A lo largo de todas estas reacciones se obtiene gran cantidad de energía.
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