El metabolismo

De Wikillerato

Se denomina metabolismo al conjunto de transformaciones químicas y físicoquímicas que ocurren en un organismo. El metabolismo primario, esencial para el organismo, tiene como objetivos fundamentales la producción de energía y la síntesis de biomoléculas (proteínas, azúcares, lípidos, nucleótidos). Las rutas que llevan a cabo la degradación de moléculas (por ejemplo, nutrientes ingeridos) para la extracción de energía de éstos se denominan catabolismo; los productos de esta degradación se usan finalmente para generar energía aprovechable por la célula en la respiración (ver fosforilación oxidativa). En las rutas anabólicas , utilizando esta energía previamente obtenida, se sintetizan fundamentalmente proteínas, azúcares y lípidos, esenciales para la vida.

Por otro lado, el metabolismo secundario, generalmente no esencial, consiste en la síntesis de moléculas importantes pero generalmente no esenciales, como antibióticos o pigmentos.

Las reacciones metabólicas se organizan en rutas metabólicas, es decir, secuencias de transformación de unos compuestos en otros. La mayoría de las reacciones individuales que forman estas rutas se producen a la velocidad adecuada gracias a las enzimas. Las enzimas pueden actuar simplemente catalizando (acelerando) la reacción, si ésta es energéticamente favorable. Otras enzimas ayudan a que se produzcan reacciones que no son energéticamente favorables, y por tanto necesitan un aporte de energía para poder producirse. Estas enzimas acoplan la reacción en cuestión a una segunda reacción de hidrólisis o rotura de ATP, que aporta la energía necesaria.

El metabolismo está sometido a una regulación muy fina para poder mantener en todo momento las necesidades vitales de la célula, que además son cambiantes dependiendo de los cambios en el entorno, disponibilidad de nutrientes, etcétera. La regulación de metabolismo se produce fundamentalmente a tres niveles:

- Limitación de sustrato Es el nivel más sencillo; una ruta metabólica no puede funcionar si su sustrato no está disponible. - Regulación a nivel enzimático Las enzimas encargadas de llevar a cabo las reacciones metabólicas pueden cambiar su capacidad catalítica en funcion de la presencia o ausencia de determinada molécula. Esta molécula es a menudo un producto final de la ruta en cuestión, con lo que la ruta se ralentiza si el producto de ésta es abundante. En otros casos, se trata de una molécula señalizadora que transduce la información acerca de las condiciones externas o internas, para traducirla en respuestas metabólicas. - Regulación a nivel transcripcional Generalmente se trata de un aregulación con efectos más a largo plazo que inmediatos. En este caso, también a través de moléculas señalizadoras, la información es transducida al núcleo, donde actúan los factores de transcripción y los modificadores de cromatina. Éstos cambian el nivel de expresión de los genes (activan la expresión de unos y/o inhiben la de otros) adaptándola a la situación.

Evolutivamente, las principales rutas del metabolismo primario están muy conservadas evolutivamente; por ejemplo, la glucólisis o el ciclo de Krebs tienen una estructura muy similar en todos los organismos, desde las bacterias hasta los mamíferos.