Metabolismo celular

Dentro del metabolismo celular (conjunto de reacciones químicas que se producen dentro de las células de nuestro organismo y que transforman unas biomoléculas en otras) encontramos el catabolismo celular. Este transforma las moléculas orgánicas más complejas en otras más sencillas, liberando mediante este proceso energía (ATP).

El ATP es la abreviatura del Adenosín Trifosfato y es usado en estos procesos como "moneda energética" en obtención de energía al final de los mismos.

Hay tres distintas maneras de obtener ATP:

Fosforilación a nivel sustrato: se obtiene ATP gracias a la energía desprendida por la ruptura de los enlaces de un sustrato.

Fosforilación oxidativa: se obtiene ATP gracias al paso de protones del espacio intermembranoso a la membrana mitocondrial interna a través de la ATPasa. El paso de los H+ hace que dentro de la enzima ATPasa se muevan una especie de zonas que funcionan como un molino hidráulico y ese movimiento haga que se una un grupo fosfato al ADP, para dar lugar al ATP

Fotofosforilación: es un proceso parecido a la fosforilación oxidativa pero en lugar de en la mitocondria en el cloroplasto. Tiene lugar porque de la fosfólisis del agua y de la fuerza ejercida por la cadena de electrones que se realiza en los cloroplastos se obtienen protones que pasan hacia el espacio tilacoidal acumulándose de manera abrumadora. Estos tienden a nivelarse, como antes hemos mencionando en la mitocondria, entrando de nuevo al estroma a traves de la ATPasa.

También están presentes unos transportadores de electrones para cada proceso ya que se necesitan electrones y protones para la obtención del ATP, estos son: 

-Transportadores de hidrógeno (H+):  NAD+ (NADH) y FAD (FADH2)

Bien, pero ¿que es el catabolismo? en pocas palabras, el catabolismo es el conjunto de reacciones que tiene como objetivo la obtención de energía y moléculas precursoras sencillas a partir de moléculas complejas, son de degradación y son reacciones exergónicas (producen energía química).

La segunda etapa del metabolismo es en llamado anabolismo. El anabolismo es el conjunto de reacciones que tiene como objetivo la obtención de moléculas complejas a partir de energía y moléculas sencillas, son sintéticos y son reacciones endergónicas (consumen energía).

Las rutas del catabolismo son rutas de degradación de moléculas complejas a moléculas más sencillas, es decir, reacciones de oxidación. En las rutas del catabolismo se obtiene energía en forma de moléculas de ATP.

Dentro del catabolismo podemos distinguir entre respiración y fermentaciones.

·Respiración: ruta catabólica donde interviene la cadena transportadora de electrones y el producto final es una molécula inorgánica. En función del agente oxidante se distinguen la respiración aeróbica (O2) y la respiración anaeróbica .

·Fermentaciones: proceso catabólico en el que no interviene la cadena transportadora de electrones y el producto final es un compuesto orgánico.

Dentro del catabolismo se distinguen diversas rutas; catabolismo de lípidos (Hélice de Lynen), catabolismo de los glúcidos (glucólisis, ciclo de Krebs y cadena transportadora de electrones), catabolismo de proteínas (separación grupo amino y degradación esqueletos carbonados) y por último, el catabolismo de los ácidos nucleicos.

El anabolismo se trata de reacciones redox y enndotérmicas en las cuales a partir de una molécula sencilla y energía (obtenida en las reacciones del catabolismo) se forma una molécula más compleja. Dependiendo de la fuente de energía se pueden observar dos procesos anabolicos.

La fotosíntesises transformación de la energía lumínica en energía química, llevada a cabo en los cloroplastos (pigmentos fotosintéticos). Dentro de la fotosíntesis distinguimos dos etapas:

-fase luminosa (dependiente de la luz)

Durante la fase luminosa acíclica se dan:

la fotolisis del agua (H2O= ½ O2 +2H +2e),

la fotofosforilacion del ADP (ADP +Pi = ATP +H2O)

y la fotorreduccion del NADP+ (NADP* +2H +2e = NADPH + H*).

Durante la fase luminosa cíclica se da la fotofosforilacion del ADP

( ADP + Pi = ATP + H2O)

-fase oscura: en este proceso ocurre el Ciclo de Calvin (fijación del CO2, reducción del CO2 fijado y regeneración de la ribulosa-1,5-difosfato).

En la Quimiosíntesis se aprovechan de la energía desprendida en la oxidación de ciertas moléculas . se realiza en organismos como las bacterias quimiosintéticas.

Todas las rutas metabólicas tienen una serie de enzimas que actúan en cada paso haciendo posible la reacción.

Las enzimas son moléculas de naturaleza proteica que catalizan reacciones químicas, siempre que sean termodinámicamente posibles. Son biocatalizadores.

Existe una gran diferencia entre catalizador y biocatalizador. Los catalizadores aceleran una reacción química o ayudan a que se den. Los biocatalizadores son lo mismo, pero en el interior de nuestro cuerpo. La enzima ayuda a que el reactivo se convierta en producto. Los sustratos se unen a la enzima y cuando estos se convierten en producto, la enzima se separa sin sufrir ningún cambio en ella, simplemente acelerando la reacción y ahorrando energía, haciendo que se produzca menos cambio energético.