EL METABOLISMO. CATABOLISMO Y ANABOLISMO

CATABOLISMO

Las rutas catabólicas son rutas de degradación de moléculas complejas a moléculas más sencillas, es decir que se llevan a cabo reacciones de oxidación. En el catabolismo se obtiene energía en forma de moléculas de moléculas de ATP.

Esta energía puede ser liberada por la ruptura de los enlaces del producto inicial o ya bien porque el producto final es menos energético ya que los electrones están más cerca del núcleo y por tanto la energía restante es liberada.

Dentro del catabolismo diferenciamos diferenciamos principalmente entre respiración y fermentaciones.

La respiración es la ruta catabólica en la que interviene la cadena transportadora de electrones y su producto final es una molécula inorgánica. En función del agente oxidante distinguimos:

La respiración aeróbica, en la que el agente oxidante es el O2 y al reducirse y aceptar electrones y protones forma H2o.

La respiración anaeróbica, en la que el agente oxidante es un ión como el ion nitrato que al reducirse forma el ion nitrato.

La fermentación es el proceso catabólico en el cual no interviene la cadena transportadora de electrones y cuyo producto final es un compuesto orgánico.

Dentro del catabolismo hablamos de diversas rutas en las que las más importantes serían  el catabolismo de los lípidos conocido como Hélice de Lynen, en el que  se obtiene una gran cantidad de energía, alrededor de 100 ATP. Por cada vuelta del ciclo obtenemos 1 Acetil-CoA que su destino posiblemente sea el Ciclo de Krebs y posteriormente la cadena transportadora de electrones, además de poder reductor, utilizado en la cadena de transporte de electrones para sintetizar energía. El catabolismo de los  glúcidos (glucólisis, ciclo de Krebs y cadena transportadora de electrones), centrandonos en la glucosa, en un primer ocurre la glucólisis en el citosol de la célula, degradándose hasta 2 Piruvatos y obteniendo con ella ATP y poder reductor. Este ácido pirúvico se degrada a Acetil-CoA y se une al ácido oxalacético para dar el ácido cítrico y comenzar el Ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial. Y finalmente todo el poder reductor obtenido se transforma en ATP gracias a la cadena transportadora de electrones. Dependiendo de si es una célula eucariota o procariota obtenemos 36 o 38 ATP. Finalmente, en las fermentaciones como son la alcoholica, la láctica, la butírica y la pútrida, al no degradarse completamente la molécula, ya que no se produce la cadena transportadora de electrones, solo se obtienen 2 ATP producidos en la glucólisis y sus productos son utilizados en la industria.

A continuación os muestro unas fotos con el esquema resumen del catabolismo.

ANABOLISMO

El anabolismo consiste en reacciones redox y endotérmicas en las cuales a partir de una molécula sencilla se forma una molécula más compleja gastando en este proceso energía obtenida en reacciones catabólicas. En los organismos autótrofos dependiendo de la fuente de energía se llevará a cabo la fofosíntesis (luz) o la quimiosíntesis (reacciones de oxidación de compuestos inorgánicos)

Especialmente, destacamos  la fotosíntesis, esta transforma la energía luminosa en energía química, se lleva a cabo en los cloroplastos, más concretamente, en los pigmentos fotosintéticos situados en el interior de los tilacoides. La fotosíntesis se divide en dos fases la fase luminosa y la fase oscura.

La fase luminosa o dependiente de la luz consta de otras dos fases:

Acíclica: En esta etapa ocurren tres procesos: la fotólisis del agua, la fotoforilación del ADP y la fotorreducción del NADH.  Los fotosistemas II y I captan los fotones de luz los que genera un transporte de electrones en la membrana de los tilacoides. Además para reponer los electrones transferidos el fotosistema II provoca una ruptura de una molécula de agua pe da lugar a O2 y dos protones. En la cadena de electrones intervienen también participan complejo citocromos, plastoquinona, plastocianina, ferredoxina y ATP- sintetasa. Es la fase en la que se obtiene la mayor parte necesaria para pasar a la fase oscura, de 4 H+ se obtiene 1,33 ATP.

Cíclica: Se encarga de producir energía necesaria complementaria a la obtenida en la fase acíclica, para la fase oscura, solo actúa el   fotosistema I, por tanto no habrá una descomposición de agua. Los electrones entran en la cadena transportadora de electrones permitiendo el flujo de protones que al pasar por la ATP-sintetasa producirá 2ATP.

En la fase oscura tiene lugar el ciclo de Calvin que es una serie de reacciones bioquímicas que se producen durante la fase oscura se la fotosíntesis. Se pueden distinguir dos fases:

La fijación de CO2 a la ribulosa-1,5-difosfato, gracias a la acción de la enzima rubisco y da lugar a un compuesto de 6 átomos de carbono, que se disocia en 2 moléculas de ácido-3-fosfoglicérico (3 carbonos).

La reducción del CO2 fijado: tras una serie de reacciones en las que se gastan 2 ATP y se reducen 2 NADH el ácido-3-fosfoglicérico se reduce y da lugar a gliceraldehído-3-fosfato. El ciclo podría continuar con  el ciclo de las pentosas-fosfato, con la síntesis de glucosa, fructosa, almidón, ácidos grasos o aminoácidos.

A continuación os muestro un esquema general  del Anabolismo.

DIFERENCIAS ENTRE ANABOLISMO Y CATABOLISMO.

El metabolismo son el conjunto de reacciones bioquímicas que se producen a nivel celular dentro de nuestro organismo. Las cuales siguen una serie de rutas metabólicas ya bien anabólicas o catabólicas.

El Anabolismo es un tipo de reacción metabólica de reducción, en la que a partir de materia simple se sintetiza materia compleja con el gasto  de ATP. Dentro del anabolismo, hablamos de rutas divergentes, porque partiendo de mismo sustratos podemos obtener diferentes productos. Un ejemplo de de reacción anabólica sería la Fotosíntesis.

El Catabolismo es un tipo de reacción metabólica de oxidación, en la que se obtiene ATP tras degradar materia compleja a materia simple. Así mismo, dentro del catabolismo hablamos de rutas convergentes, ya que al partir de diferentes sustratos llegamos a los mismos productos. Un ejemplo de reacción catabólica sería la Respiración celular.

A continuación os muestro un pequeño esquema resumen entre las diferencias del Anabolismo y el Catabolismo.

Aquí dejo ulgunos apuntes de los vídeos lesson plans: