Introducción al Metabolismo

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas intercelulares que transforman biomoléculas en materia o energía indispensables para el funcionamiento celular. Se desarrolla en rutas metabólicas donde se obtiene un producto final. El metabolismo intermediario comprende las interconexiones entre las rutas de las principales biomoléculas.

Catabolismo

Es un proceso de degradación y oxidación que produce ATP; es un proceso convergente.

El ATP (Adenosín trifosfato)

Es un nucleótido especial compuesto por ribosa, adenina, un enlace N-glucosídico y tres moléculas de ácido fosfórico unidas por enlaces éster fosfato. Sus mecanismos de síntesis incluyen la fosforilación a nivel de sustrato y la acción de las ATP sintasas (que fosforilan el ADP mediante un flujo de protones H+).

Tipos de catabolismo según el aceptor final

• Fermentación: El sustrato aún es oxidable, ocurre sin O2 y produce poco ATP.
• Respiración: Puede ser aerobia (el O2 se reduce a H2O) o anaerobia.

Catabolismo de Glúcidos

• Glucogenólisis: Degradación del glucógeno hepático y muscular para liberar glucosa. La enzima glucógeno fosforilasa, en presencia de fosfato inorgánico, libera glucosa-1-P. Es facilitado por glucagón y adrenalina en el citosol.
• Glucólisis: Ocurre en el citosol en ausencia de O2. Balance: 1 glucosa = 2 piruvatos + 2 ATP + 2 NADH. Incluye etapas de preparación, ruptura y oxidación.

Respiración Celular

Oxidación completa del piruvato en la mitocondria en presencia de O2:

• Descarboxilación oxidativa: Piruvato a Acetil-CoA en la matriz.
• Ciclo de Krebs: Ocurre en la matriz mitocondrial; tiene carácter anfibólico y realiza la oxidación completa.
• Cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa: Sintetiza ATP mediante ATP sintasas en las crestas mitocondriales.

Catabolismo de Lípidos

• Lipólisis: Hidrólisis de triacilglicéridos del tejido adiposo en el citosol.
• Beta-oxidación: Permite el catabolismo de ácidos grasos en la matriz mitocondrial.

Anabolismo

El anabolismo heterótrofo sintetiza materia orgánica compleja a partir de sencilla. Son reacciones endergónicas que se acoplan a reacciones catabólicas exergónicas.

Anabolismo Autótrofo: Fotosíntesis

Transforma energía luminosa en energía química (ATP, glucosa). Puede ser oxigénica (plantas, algas) o anoxigénica (bacterias).

Genética Molecular y Reproducción Bacteriana

Código Genético y Traducción

El código genético es universal, no ambiguo y continuo. La traducción implica el paso de una secuencia de ribonucleótidos del ARNm a una secuencia de aminoácidos.

Mecanismos de Reproducción Bacteriana

Las bacterias no realizan mitosis ni meiosis, sino bipartición. Presentan mecanismos parasexuales para la transmisión horizontal de plásmidos:

• Conjugación: Transferencia mediante un pili sexual.
• Transducción: Un bacteriófago actúa como vector.
• Transformación: Captación de plásmidos de bacterias muertas del entorno.