INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO

COLEGIO SANTO DOMINGO DE GUZMÁN
FUNDACIÓN EDUCATIVA SANTO DOMINGO
Departamento de CCNN.
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
Las células intercambian continuamente materia y energía con su entorno que son transformadas en su
interior con el objeto de crear y mantener las estructuras celulares, proporcionando la energía necesaria
para sus actividades vitales.
El conjunto de intercambios y transformaciones que tienen lugar en el interior de la célula debido a
procesos químicos catalizados por enzimas constituyen el metabolismo.
Entre los objetivos básicos del metabolismo figuran la destrucción o degradación de moléculas y la
construcción o síntesis de ellas. Por ello se distinguen dos fases dentro del metabolismo:

Catabolismo: Es la fase destructiva. En ella las moléculas complejas (azúcares, ácidos
grasos o proteínas) que proceden del medio externo o de reservas internas, son
degradadas a moléculas más sencillas (ácido láctico, NH3, CO2, H2O, etc.) Esta degradación
va acompañada de una liberación de energía que se almacena en forma de ATP.

Anabolismo: Es la fase constructiva. En ella se fabrican moléculas complejas a partir de
moléculas más sencillas. Esta síntesis requiere energía que será aportada por el ATP. Las
moléculas sintetizadas pasarán a formar parte de los componentes celulares o serán
almacenados para su posterior utilización como fuente de energía.
La división del metabolismo en catabolismo y anabolismo tiene una finalidad didáctica, pero, en realidad, estos
procesos no se producen por separado en el espacio y en el tiempo.
Las células se encuentran siempre en un proceso constante de autodestrucción y autoregeneración. El
metabolismo hay que considerarlo como una unidad, aunque su complejidad obligue a estudiarlo
fragmentado en las denominadas rutas metabólicas, que son secuencias de reacciones químicas que
relacionan entre sí dos compuestos o metabolitos importantes. Las rutas metabólicas no son
independientes entre sí, sino que poseen encrucijadas comunes. Un mismo metabolito común a dos rutas
podrá seguir por una o por otra en función de las condiciones celulares.
Todas las células no utilizan la misma fuente para proveerse del material que necesitan a la hora de
construir sus biomoléculas.

En cuanto a la fuente de Carbono, se puede distinguir entre células autótrofas que utilizan el CO2
atmosférico y células heterótrofas que toman el C en forma de compuestos orgánicos.

En cuanto a la fuente de energía, tampoco es común a todas las células. Las fotosintéticas utilizan
la luz solar y las quimiosintéticas utilizan la energía liberada en reacciones químicas.
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Teniendo en cuenta estos dos aspectos se agrupan los seres vivos en 4 clases distintas cuyo nombre hace
referencia en primer lugar a la fuente de energía y en segundo lugar a la fuente de C.
TIPO DE ORGANISMO
FUENTE DE ENERGÍA
FUENTE DE C
ORGANISMOS
Fotolitótrofo
Luz solar
CO2
Vegetales. Bact. fotosintéticas
Fotoorganótrofo
Luz solar
Comp. orgánicos
Bacterias purpúreas
Quimiolitótrofo
Reacciones redox
CO2
Bacterias desnitrificantes
Quimioorganótrofo
Reacciones redox
Comp. orgánicos
Animales y Hongos
Transferencias energéticas durante el metabolismo celular
En el metabolismo hay procesos que liberan energía y otros que la consumen, pero esta liberación y
consumo no tienen por qué ocurrir al mismo tiempo ni en el mismo lugar de la célula. Debe existir, por
tanto, un mecanismo que almacene y transporte esta energía desde los lugares donde se produce hasta
donde se consume.
Este mecanismo está basado en la formación y posterior ruptura de enlaces químicos que acumulan y
liberan gran cantidad de energía: son los llamados enlaces ricos en energía.
El enlace de este tipo que más se utiliza para almacenar y transportar energía es el que une los fosfatos 2º
y 3º del ATP; se libera la energía que contiene cuando se hidroliza y se almacena cuando se forma de
nuevo. Actúa por tanto de dos maneras:
 Hidrólisis del ATP: Es un proceso espontáneo que libera la energía contenida en el enlace. Esto
permite acoplar la hidrólisis del ATP a procesos que no son posibles sin un aporte energético y el
acoplamiento se hace mediante enzimas que hacen posible la reacción global.
 Fosforilación del ADP (síntesis de ATP): Es la reacción contraria a la hidrólisis y no es espontánea
ya que requiere un aporte de energía. Esta reacción tiene lugar en el interior de las células
acoplada a otros procesos que liberen energía. En las células se utilizan dos mecanismos
básicamente distintos para sintetizar ATP:
o Fosforilación a nivel de sustrato: Se utiliza la energía liberada por una reacción exotérmica
para fosforilar ADP y sintetizar ATP.
o Fosforilación en el transporte de electrones: Se trata de un mecanismo muy especial. El
transporte de electrones por medio de cadenas transportadoras formadas por proteínas
ubicadas en las membranas de las mitocondrias y los cloroplastos libera energía que es
utilizada por el enzima ATP-sintetasa para acoplar la fosforilación del ADP a ATP.
 Cuando ocurre en las mitocondrias se denomina fosforilación oxidativa y
 si ocurre en los cloroplastos fosforilación fotosintética o fotofosforilación.
Muchas de las reacciones del catabolismo suponen la oxidación de un sustrato, lo cual libera electrones.
Por el contrario, el anabolismo suele ocurrir mediante reacciones de reducción que requieren electrones.
Los electrones son transportados enzimáticamente desde las reacciones catabólicas de oxidación en las
que se liberan hasta las reacciones anabólicas de reducción que precisan de ellos. Para ello se utilizan
coenzimas transportadores de electrones, como el NAD o el FAD, que llevan electrones de un punto a otro
de la célula de un modo similar a como el ATP transporta la energía.
o Cuando uno de estos coenzimas se encuentra cargado de electrones, en estado oxidado,
se dice que tiene poder reductor, puesto que al liberarse de los electrones podrá reducir a
otro compuesto.