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El concepto de metabolismo, procesos anabólicos y catabólicos, la importancia de la energía en el mantenimiento del orden en el universo viviente y la relación entre el catabolismo y el anabolismo. Además, se presentan las características básicas del metabolismo y las leyes de la termodinámica.
Qué aprenderás
Tipo: Apuntes
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METABOLISMO: es la totalidad de los procesos químicos de un organismo. Las enzimas dirigen dichas rutas metabólicas, acelerando diferencialmente reacciones determinadas. Conjunto todas aquellas reacciones que tienen lugar dentro de la célula y que su función es transformar la energía que recibo del medio externo, para generar energía aprovechable. Procesos anabólicos: Implican síntesis, gasto energético que se utiliza para realizar uniones químicas, unir moléculas, se consume energía, son endergónicos. Existen vías anabólicas o reacciones químicas del anabolismo, las que consumen energía para construir moléculas de mayor tamaño a partir de moléculas más simples. Monosacárido + monosacárido + monosacárido +……….polisacárido El anabolismo es el proceso por el cual la célula invierte la energía que ha ganado, para construir nuevas estructuras. El anabolismo construye, no degrada. Procesos catabólicos: Involucrado en la degradación de moléculas complejas a sencillas, con la consecuente liberación de energía. Son procesos Exergónicos. Las vías metabólicas se interceptan de tal forma que la energía liberada de reacciones catabólicas (reacciones exergónicas) puede utilizarse para llevar a cabo reacciones anabólicas (reacciones endergónicas) Algunas rutas metabólicas liberan energía por ruptura de los enlaces químicas de moléculas complejas a compuestos más simples. Estos procesos de degradación constituyen el catabolismo celular o vías catabólicas Consiste en la transformación de biomoléculas complejas, en moléculas sencillas, y en el almacenamiento adecuado de la energía química desprendida en forma de enlaces de alta energía en moléculas de adenosín trifosfato( ATP). El catabolismo es el proceso inverso del anabolismo, aunque no es simplemente la inversa de las reacciones anabólicas. DESORDEN EN EL UNIVERSO: Esto implica un aumento de Entropía. En los seres vivos, para remontar este proceso, mantener el orden perfecto e ir en contra de ese aumento de entropía, se requiere de Energía. Para ello, la sustancias deben ser degradadas para liberar energía de sus enlaces que deben ser usadas lo más eficientemente posible. Catabolismo: Productos (moléculas pequeñas , oxidadas y ATP ), son sustratos del ANABOLISMO. Anabolismo: Productos (moléculas complejas y reducidas ), son sustratos del CATABOLISMO. Así, la transferencia de energía del catabolismo al anabolismo se denomina ACOPLAMIENTO ENERGETICO. Los productos del Catabolismo son sustratos del Anabolismo y viceversa.
Los procesos anabólicos y catabólicos están interrelacionados, pueden ser totalmente superpuestos pero no son exactamente inversos porque las rutas pueden ser distintas. CARACTERÍSTICAS DEL METABOLISMO Es eficiente: Si se requiere Energía, la célula detiene la vía anabólica y se activa la catabólica. Es flexible: Si una vía se interrumpe, puede llegar por otro camino al mismo resultado, por ejemplo se activa la vía fermentativa para obtener Energía si no hay suficiente oxígeno. Es regulado: por enzimas específicas según el requerimiento celular. TERMODINÁMICA (estudio de la energía) Análisis de las transformaciones energéticas que ocurren en la materia viva. Organismos son sistemas termodinámicos obligatoriamente abiertos, es decir intercambian materia y energía con el entorno. LEYES DE LA TERMODINÁMICA Primera Ley de Termodinámica o de la Conservación de la Energía establece que la energía puede convertirse de una forma en otra, pero no se la puede crear ni destruir. La energía total es la de un sistema y su ambiente, por lo tanto se mantiene constante a pesar de todos los cambios de forma. Flujo de energía y materia en un ecosistema. Las mitocondrias de los eucariotas (incluso plantas) utilizan las moléculas orgánicas producto de la fotosíntesis como combustible para la respiración celular, pero también consume el oxígeno liberado en la fotosíntesis. La respiración libera la energía almacenada en las moléculas orgánicas y genera ATP, el cual se utiliza para el trabajo celular. Los productos de desecho de la respiración, CO2 y H2O, son las moléculas que los cloroplastos utilizan como sustrato de la fotosíntesis. Por lo tanto, las moléculas esenciales de la vida son recicladas, pero la energía no. La energía ingresa al ecosistema como energía lumínica y sale como energía calórica. Las reacciones químicas del metabolismo son reversibles y podrían equilibrarse sólo en un medio aislado como un tubo de ensayo. Este desequilibrio metabólico es una de las características que define a la vida y esto se mantiene gracias a que en las vías metabólicas los productos no se acumulan , siendo sustratos de otras reacciones y por lo tanto no alcanzándose nunca el equilibrio. Por ejemplo, durante la respiración celular, la glucosa y otros combustibles energéticos son degradados y el dióxido de carbono es eliminado al medio interno y luego expelido al exterior con lo cual la célula no alcanza nunca su equilibrio y continúa trabajando. Este simple ejemplo nos sirve para comprender la importancia que reviste para los organismos vivos ser sistemas abiertos. DESEQUILIBRIO METABOLICO, la clave de la vida: La molécula de ATP es responsable de la mayoría de los procesos de acoplamiento energético en las células