6.3: Energía y Metabolismo - Vías Metabólicas

Objetivos de aprendizaje

• Describir los dos tipos principales de vías metabólicas

Vías Metabólicas

Los procesos de elaboración y descomposición de las moléculas de carbohidratos ilustran dos tipos de vías metabólicas. Una vía metabólica es una serie paso a paso de reacciones bioquímicas interconectadas que convierten una molécula o moléculas sustrato a través de una serie de intermedios metabólicos, produciendo eventualmente un producto o productos finales. Por ejemplo, una vía metabólica para los carbohidratos descompone las moléculas grandes en glucosa. Otra vía metabólica podría convertir la glucosa en grandes moléculas de carbohidratos para su almacenamiento. El primero de estos procesos requiere energía y se le conoce como anabólico. El segundo proceso produce energía y se conoce como catabólico. En consecuencia, el metabolismo se compone de estas dos vías opuestas:

1. Anabolismo (moléculas constructoras)
2. Catabolismo (descomponer moléculas)

Figura\(\PageIndex{1}\): Vías anabólicas y catabólicas: Las vías anabólicas son aquellas que requieren energía para sintetizar moléculas más grandes. Las vías catabólicas son aquellas que generan energía al descomponer moléculas más grandes. Ambos tipos de vías son necesarias para mantener el equilibrio energético de la célula.

Vías Anabólicas

Las vías anabólicas requieren un aporte de energía para sintetizar moléculas complejas a partir de moléculas más simples. Un ejemplo de una vía anabólica es la síntesis de azúcar a partir de CO ₂. Otros ejemplos incluyen la síntesis de proteínas grandes a partir de bloques de construcción de aminoácidos y la síntesis de nuevas cadenas de ADN a partir de bloques de construcción de ácidos nucleicos. Estos procesos son críticos para la vida de la célula, ocurren constantemente, y demandan energía proporcionada por ATP y otras moléculas de alta energía como NADH (nicotinamida adenina dinucleótido) y NADPH.

Vías Catabólicas

Las vías catabólicas implican la degradación de moléculas complejas en moléculas más simples, liberando la energía química almacenada en los enlaces de esas moléculas. Algunas vías catabólicas pueden capturar esa energía para producir ATP, la molécula utilizada para alimentar todos los procesos celulares. Otras moléculas que almacenan energía, como los lípidos, también se descomponen a través de reacciones catabólicas similares para liberar energía y producir ATP.

Importancia de las enzimas

Las reacciones químicas en las vías metabólicas rara vez ocurren espontáneamente. Cada etapa de reacción es facilitada, o catalizada, por una proteína llamada enzima. Las enzimas son importantes para catalizar todo tipo de reacciones biológicas: las que requieren energía así como las que liberan energía.

Puntos Clave

• Una vía metabólica es una serie de reacciones químicas en una célula que construyen y descomponen moléculas para procesos celulares.
• Las vías anabólicas sintetizan moléculas y requieren energía.
• Las vías catabólicas descomponen las moléculas y producen energía.
• Debido a que casi todas las reacciones metabólicas se producen de forma no espontánea, las proteínas llamadas enzimas ayudan a facilitar esas reacciones químicas.

Términos Clave

• catabolismo: metabolismo destructivo, generalmente incluyendo la liberación de energía y la descomposición de materiales
• enzima: una proteína globular que cataliza una reacción química biológica
• anabolismo: el metabolismo constructivo del cuerpo, a diferencia del catabolismo