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5: Metabolismo I — Reacciones Catabólicas

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    52907
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    La vida requiere energía. Como señaló nuestra discusión sobre biomoléculas, los principales componentes funcionales de la célula son en su mayoría polímeros, cadenas largas de unidades moleculares individuales más pequeñas. Cada adición de un pequeño eslabón a la cadena cuesta energía. Las reacciones químicas que construyen moléculas complejas a partir de las simples se conocen como reacciones anabólicas. Por el contrario, los organismos heterótrofos como los animales ingieren alimentos compuestos por estos grandes polímeros, los cuales, al descomponerse en el proceso digestivo, liberan energía para mantener y construir ese organismo. Dichas reacciones químicas, en las que las moléculas complejas se descomponen en componentes más simples, se clasifican como reacciones catabólicas. Tomadas como un grupo de reacciones dentro de una célula o incluso de un organismo, pueden denominarse anabolismo o catabolismo de la célula u organismo. La suma total de ambos tipos de reacciones es el metabolismo de la célula.

    • 5.1: Glicólisis
    • 5.2: Fermentación
      La glucólisis nos dio algo de energía utilizable en forma de ATP, y luego están los otros productos, NADH y piruvato. Si la célula es eucariota y hay oxígeno disponible, entonces esas moléculas pueden ayudar a producir más ATP. Si no hay oxígeno disponible o la célula es solo un procariota humilde, se somete a fermentación para producir lactato o alcohol etílico. ¿Por qué la célula necesita lactato o etanol? No lo hace, aunque el lactato puede contribuir al metabolismo general.
    • 5.3:5.3 El ciclo de TCA
      Los eucariotas hacen montones de ATP y aparentemente sin esfuerzo en eso, usando solo las excretas sobrantes después de que la glucólisis haya tomado su paso en una molécula de glucosa: NADH y piruvato. La glucólisis en eucariotas, como sus orígenes procariotas, ocurre en el citoplasma. El ciclo de TCA (también llamado ciclo del ácido cítrico) ocurre dentro de la matriz de las mitocondrias, un orgánulo de doble membrana.
    • 5.4: Fosforilación oxidativa
      La fosforilación oxidativa denota la fosforilación de ADP en ATP, utilizando la energía de sucesivos transportes de electrones (de ahí el “oxidativo”). El concepto básico es que la oxidación del NADH, al ser altamente exergónico, puede generar la energía necesaria para fosforilar el ADP. Dado que la oxidación de NADH por oxígeno puede liberar potencialmente 52 Kcal/mol, y la energía necesaria para fosforilar ATP es aproximadamente 7.5 Kcal/mol, deberíamos ser capaces de esperar la formación de varios ATP por NADH oxidado.
    • 5.5: Desacoplamiento del transporte de electrones de la síntesis de ATP
    • 5.6: Estructura de Portadores de Electrones
    • 5.7:5.7 Despolimerización de almidón y glucógeno
    • 5.8:5.8 Desglose de ácidos grasos
      La lipasa sensible a hormonas en el tejido adiposo hidroliza la grasa almacenada en esas células en glicerol y ácidos grasos. El glicerol puede ingresar al ciclo glicolítico a través de la conversión a fosfato de dihidroxiacetona. Los ácidos grasos son secretados de las células adiposas al torrente sanguíneo donde se unen a una proteína portadora, la albúmina. Este complejo puede entonces ser llevado al interior de otras células por endocitosis, donde se pueden descomponer como fuente de energía.
    • 5.9: Degradación de aminoácidos
      Las proteínas son descompuestas por una variedad de proteasas que hidrolizan los enlaces peptídicos para generar péptidos y aminoácidos más pequeños. Aquellos aminoácidos que no se utilizan para la construcción de nuevas proteínas se pueden descomponer aún más para entrar en los procesos metabólicos discutidos en este capítulo.

    Miniatura: Los procesos bioquímicos que descomponen las cosas de más grandes a menores se denominan procesos catabólicos. Los procesos catabólicos suelen ser de naturaleza oxidativa y liberadores de energía. Parte, pero no toda esa energía es capturada como ATP. (CC BY-SA-NC; Kevin Ahern e Indira Rajagopal).


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