METABOLISMO: VÍAS ANABÓLICAS Y CATABÓLICAS

El metabolismo es el conjunto de reacciones que ocurren en la célula y cubren: la obtención de energía (a partir de nutrientes en animlaes y de la luz solar en las plantas), transformaciónde los nutrientes en precursores biosintéticos (moléculas que se usan para construir el propio individuo) y biosintesis o degradación de moléculas.

Un nutriente es toda estructura química de la que se puede obtener energía.

Hay dos aspectos en el metabolismo:

-Vías metabólicas generales: ocurre prácticamente en cualquier ser vivo. Ejemplo: glucólisis.

- Vías metabólicas específicas: son típicas de algunas especies. Ejemplo: vitamina C.

El metabolismo se divide en:

· Vías catabólicas: son el conjunto de tipo degradativo. Químicamente es un proceso oxidativo ( la oxidación sigue: alcohol > doble enlace  > enlace simple). Suelen producir energía.

· Vías anabólicas: son rutas de biosíntesis. Químicamente es un proceso reductor. Requiere un aporte de energía externo.

En cualquier caso, la energía es mediante ATP contenido en los enlaces g-b y en algunos casos en el NADPH. Los procesos metabólicos siguen la simplicidad y economía.

A partir de los constituyentes básicos comienza las vías metabólicas. Muchas vías metabólicas producen en algún momento Acetil Co-A. El Acetil Co-A se introduce en el ciclo de Krebs, donde se produce CO2 y electrones, que pasan a la cadena de transporte y se obtiene energía. El proceso que se da es una combustión.

Las vías catabólicas y anabólicas no son idénticas, aunque pueden tener fases comunes. Se debe a: razón termodinámica (si por una se produce energía, en la otra no se puede necesitar), razón reguladora, compartimentación de las vías metabólicas.

La mayoría de las vías son así:

 

 

 

Las células están compartimentadas, de forma que se puede restringir a un ladoo un proceso metabólico sin que nada le moleste. La célula puede estar realizando vías catabólicas y vías anabólicas opuestas.

Hay vías que no se pueden distinguir si son catabólicas o anabólicas.

La célula se tiene que adaptar a las condiciones ambientales y tiene que usar vías anabólicas o catabólicas de las que tiene que decidir.

Los organismos animales y vegetales sólo almacenan grasas y polisacáridos como fuente de energía. La célula tiene que decidir cuando los almacena o cuando los usa. La célula sólo gasta cuando lo necesita y, si no lo necesita, lo ahorra.

Una vía metabólica es una secuencia de reacciones metabólicas en las que se pasa de una sustancia a otra.

El flujo se regula mediante:

· La disponibilidad del material de partida o de un proceso intermedio (disponibilidad de sustrato).

· Regulando la actividad de uno de los enzimas de la vía metabólica. Se regula:

Þ  La cantidad del enzima:

*     regulando la transcripción (decide si hay o no mRNA).

*     Regulando la traducción (es menos importante).

*     Degradación de la proteína.

Þ  La actividad del enzima:

*     Alosterismo (mecanismo de interacción no covalente por el cual una molécula de pequeño tamaño interacciona con un enzima y modula su actividad).

*     Modificaciones covalentes. Son reversibles. Ejemplo: fosforilación, metilación, glicosilación, miristilación, ADPribosilación).

Hay enzimas que pueden tener varios mecanismos de regulación. Los diferentes tipos de regulación responden a estímulos diferentes (mecanismos y situaciones diferentes).

Para regular, la célula también evita que un poructo y el enzima que transforma ese producto, estén en el mismo lugar. Esto implica que haya transportadores específicos. Esos transportadores específicos también se regulan y, sin ellos, todo el mecanismo de regulación es inútil.

No todas las reacciones de una vía metabólica tienen que poder ser reguladas.

Las reacciones que son reguladas se pueden ver según las características termodinámicas. Las reacciones, termodinámicamente pueden ser:

DG > 0.........Cerca del equilibrio. Tienen dos sentidos.

DG << 0.........Alejada del equilibrio.Sólo tiene un sentido.

Las reacciones cercanas al equilibrio se caracterizan porque:

-Los enzimas que catalizan  tienen su actividad muy grande y la actividad del enzima no es un factor limitante del enzima.

-Son reacciones fácilmente reversibles y dependen de la relación de sustratos y productos. La direccionalidad va a venir dada en cambios de sustrato y producto. El flujo de la vía va a venir determinado por las concentraciones de sustrato y producto.

Las reacciones cercanas al equilibrio:

-Los enzimas tienen muy poca actividad pero son sensiblesa procesos de variación de su actividad.

-Son poco sensibles a la variación de concentración de sustrato y producto y sólo tienen una dirección en la vía metabólica.

Las reaccionen lejanas del equilibrio son las que mayormente regulan la vía metabólica. Las reacciones cercanas al equilibrio, pocas veces regulan el flujo de la vía metabólica.

Normalmente,la [sustrato[ >>Km del enzima para ese sustrato, para que el sustrato sea saturante y variaciones del sustrato no afecten la actividad del enzima y sea el enzima quien regule la actividad de la vía metabólica.

La carga energética (CE) de una célula es una evaluación de la energía de la célula (es ATP, ADP y AMP).

 

 

 

Este cociente fluctúa entre 0 y 1. Los valores normales de una célula viva son entre 0’8 y 0’9. Las fluctuaciones en el cociente es uno de los parámetros que la célula toma en cuenta para regular la actividad metabólica mediante unos enzimas sensibles a la concentración de ATP, ADP y AMP.

Una alta carga energética, hace disminuir las reacciones catabólicas y aumenta las anabólicas. Una baja carga energética, hace aumentar las reacciones catabólicas y disminuye las anabólicas.

Actualizado el Viernes, 12 Julio, 2002 19:35

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