Metabolismo
Nuestro planeta Tierra
cuenta con diversos ciclos que mueven la materia y la energía a través del todo
el planeta. Los seres vivos participan en esos ciclos e intercambian materia y
energía con su medio ambiente para realizar sus funciones vitales para nutrirse,
relacionarse y reproducirse.
En los seres vivos, la materia y la energía fluyen a través de las cadena tróficas o alimenticias. Para ello, hacen uso de una de las características de los seres vivos: el metabolismo, considerado como la capacidad de conseguir alimento y de utilizarlo para su desarrollo.
En este curso estudiaremos el metabolismo a nivel celular y la rama de la biología que se encarga de este estudio es la Bioquímica. A este nivel el metabolismo es considerado como una secuencia de reacciones que sufren en la célula las sustancias químicas presentes en ella.
La bioquímica estudia la composición química de las sustancias presentes en los seres vivos y las reacciones que tienen lugar dentro de sus células. Dichas reacciones permiten generar energía (como se indicó arriba, para realizar sus funciones vitales) o generar biomoléculas orgánicas (para el crecimiento o el mantenimiento celular).
Así, cuando ingerimos alimentos, los nutrientes sufren reacciones químicas como las de la figura de abajo.
En la ecuación de arriba, A es un reactivo y B es un producto. En Biología, los reactivos también se denominan sustratos. Así, A es el sustrato de B, B es el sustrato de C, C es el sustrato de D, y así sucesivamente.
También, se denomina metabolito a cualquier sustancia presente en una reacción química. Entonces A, B, C, D, E y F son metabolitos.
Para que ocurran las reacciones químicas en los seres vivos, se requiere de la presencia de enzimas. Si no hay enzimas, la reacción no se lleva a cabo o, si se lleva a cabo, ocurre muy lentamente. Así, las reacciones químicas en los seres vivos son reacciones catalizadas. En la figura de arriba, a, b, c, d y e, son enzimas.
Enzima: Proteína de alto peso molecular con actividad catalítica específica.
Ruta metabólica: Secuencia ordenada de reacciones en la que un sustrato inicial A es transformado en un producto final F. Una ruta metabólica consta de varias reacciones en cadena, es decir, una vez iniciada ya no se detiene hasta llegar al final.
El metabolismo consta de dos procesos:
A) Anabolismo: Proceso de síntesis de compuestos orgánicos complejos a partir de otros más simples con consumo de energía.
Reacciones endergónicas: Aquellas que al efectuarse consumen o absorben energía.
B) Catabolismo: Proceso de degradación de compuestos orgánicos complejos para formar otros más simples con liberación de energía.
Reacciones exergónicas: Aquellas que al efectuarse liberan o producen energía.
Entonces, el anabolismo es de síntesis y consumo de energía y el catabolismo es de degradación y liberación de energía.
Estos procesos son contrarios y complementarios como se observa en el siguiente diagrama: la respiración es contraria a la fotosíntesis, y la digestión es contraria a la biosíntesis. Además, lo que libera uno, lo consume el otro.
Como podrás observar en la imagen, los procesos que se encuentran a la izquierda son procesos anabólicos (fotosíntesis y biosíntesis) y, los que se encuentran a la derecha son procesos catabólicos (digestión y respiración).
Como estrategia de estudio para las rutas metabólicas, observa qué sustancias entran y salen en cada proceso. Por ejemplo, para la digestión, observa que entran los compuestos orgánicos, y que sale glucosa.
Así, la digestión es un proceso de degradación de compuestos orgánicos hasta glucosa. Es una definición sencilla. ¿Puedes dar una definición sencilla de la biosíntesis?
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