CATABOLISMO


El catabolismo no es mas que una fase de degradacion de las biomoléculas cuyo proposito es la obtención de energia.
En el catabolismo las moléculas orgánicas serán trasformadas en moléculas más pequeñas que intervendrán en reacciones químicas hasta lograr formar los productos finales de las vias catabólicas.
Es el proceso inverso al anabolismo este va de moléculas más complejas para obtener moléculas más sencillas lo que produce energia debido a la ruptura de enlaces.

La energia liberada en las reacciones que se producen en el catabolismo se almacenan en los enlaces ricos en energia del ATP para luego poder ser utilizado en las reacciones endergonicas del anabolismo.
El anabolismo y el catabolismo se pueden decir que son vías conectadas.
Las vías catabolicas son semejantes en los organismos autótrofos y en los heterótrofos.
Según la naturaleza de las sustancias que se reducen se pueden diferenciar dos tipos de catabolismo:
  • La Fermentación, las moléculas que se reducen son siempre orgánicas.
  • La respiracion, es el proceso donde se reduce un compuesto inorgánico .La respiración se puede clasificar en dos tipos, respiración aeróbica si este compuesto es el oxigeno y anaeróbica si la sustancia es distinta del oxigeno.
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Catabolismo de los Glúcidos
El glñucogeno se encuentra en los animales y el almidon en las plantas estos compuestos son aquellos cumplen la función de reserva de la glucosa.
La degradacion completa de la glucosa hasta el aprovechamiento total de toda su energia comprende dos fases que son:
  • La Glucólisis
  • La Respiración.

1. La Glucólisis: Es un proceso que ocurre en el citoplasma en ausencia de oxigeno y esta comprendida por varias reaccionesquimicas. El rendimiento energetico final de la glucólisis sera 2 moléculas de ATP consumidas por 4 sintetizadas es decir se obtiene un total de 2 moléculas de ATP.Se forma tambien 2 moléculas NADH que son de poder reductor.
2. La Respiración: Para que el Ac. pirúvico que proviene de la glucólisis se degrade debe entrar en la mitocondria donde se produce la respiración. Para que esto sucesa se distinguen dos etapas y son las siguientes.
  • Ciclo de Krebs: Es un ciclo de ocho reacciones quimicas cuyo balance energetico es la producción de dos moléculas de GTP con enlaces ricos en energia.Además se obtienen moléculas de poder reductor como el NADH y FADH2.
  • Cadena Transportadora de Electrones:El NADH y el FADH2 obtenidos en el ciclo de Krebs van a etrar en una cadena transportadora de electrones o cadena respiratoria donde pasan los electrones de una molécula reducida a otra oxidada.

Interrelaciones Metabólicas

Los organismos según su metabolismo requieren de una asociación benéfica con organismos diferentes para poder llevarlo a cabo, así, los organismos heterótrofos necesitan una asociación con los organismos fototrofos (autótrofos) ya que de ellos obtienen el carbono necesario para su metabolismo

El Ciclo del Carbono y del Oxígeno:
Los organismos fotosintéticos mediante el uso de la energía solar, el agua y el dióxido de carbono (CO2) del suelo realizan la fotosíntesis generando glucosa y oxígeno y son estos compuestos formados los que se convierten en materia orgánica a partir de la cuál los organismos heterótrofos toman los nutrientes que requieran; y a la vez estos últimos van a realizar la transformación de estos productos generando productos de desecho como el CO2 y el agua que servirá, esta vez, para el metabolismo de los autótrofos.
De esta manera se crea un ciclo de dependencia metabólica mutua importante para la conservación de la vida en el planeta; a este ciclo se lo llama “Ciclo del Carbono y el Oxígeno”


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Ciclo del Carbono y del Oxígeno


Ciclo del Nitrógeno:
El nitrógeno es un elemento muy abundante en la atmosfera y además necesario para el metabolismo de los seres vivos; sin embargo, pese a su alta concentración no todos los organismos pueden obtenerlo fácilmente debido a su poca reactividad, es por eso que se crea un nuevo ciclo de dependencia.
Tanto plantas como animales asimilan el nitrógeno de diferentes formas, por ejemplo las plantas lo hacen como nitratos y los animales como aminoácidos, sin embargo el nitrógeno presente en la atmósfera es N2 por lo que no es asimilable. Afortunadamente existen microorganismos en la tierra capaces de transformar compuestos que sean fuentes de nitrógeno aptas para la asimilación de plantas y animales. Para entender bien este hecho veamos lo siguiente: los animales toman proteínas vegetales como nutrientes y como desecho eliminan amoníaco y es éste amoníaco el que los microorganismos toman para transformarlo generando nitratos que servirán para nutrición de plantas las que servirán de proteínas a los animales. Pero además de este tipo de microorganismos también existen otros que son capaces de tomar el nitrógeno presente en la atmósfera y por su transformación lo fijan a la tierra de forma que se utilizable por las plantas

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Ciclo del Nitrógeno.

En el catabolismo suelen distinguirse tres fases:
Fase I, fase inicial o preparatoria en ella las grandes moléculas de los elementos nutritivos se degradan hasta liberar sus principales componentes (los polisacáridos se degradan en monosacáridos; los lípidos a ác. grasos y glicerina, y las proteínas liberan su aminoácidos).

Fase II o fase intermedia, en ella los diversos productos formados en la fase I, son convertidos en una misma moléculas, más sencillas el Acetil-coenzima A (acetil CoA).

Fase III o fase final, en la que el acetil-CoA (se incorpora al ciclo de Krebs) da lugar a moléculas elementales CO2 y H2O.

De estas tres fases, la intermedia y la final son comunes para todos los principios inmediatos orgánicos, glúcidos, lípidos y proteínas.
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El catabolismo de cada uno de ellos difiere en la fase inicial, los glúcidos (glucólisis) y las proteínas (desaminación y transaminación) ocurre en el hialoplasma, mientras que para los lípidos (β-oxidación), ocurre en la matriz mitocondrial.


RUTAS CATABÓLICAS
• Anaeróbica: Ocurre en el citoplasma: glucólisis, rotura de triglicéridos, desaminación y transaminación.
• Anaeróbica: Se da en la mitocondria: transporte electrónica y oxidación.
• Aeróbica: Se produce en la mitocondria: Fosforilación oxidativa.

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Las vías metabólicas consisten en reacciones catalizadas por enzimas arregladas de tal manera que el producto de una reacción sirve como sustrato de la otra. La existencia de varias vías catabólicas comunes aumenta la eficiencia del metabolismo.

La energía es liberada como resultado de reacciones de oxido-reducción en el catabolismo y luego es almacenada y transportada en la forma más común: compuestos con uniones fosfato de alta energía y luego sirven como intermediarios en la conversión de energía en trabajo útil. El compuesto de fosfato de alta energía más importante es el adenosíntrifosfato (ATP).

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TIPOS DE GENERACIÓN DE ENERGÍA:

- Respiración aerobia: con la cadena de transporte de electrones el aceptor final de electrones es el oxígeno.

- Respiración anaerobia: en la cadena de transporte de electrones el aceptor final de elementos no es el oxígeno molecular. Se obtiene menos energía que en la respiración aerobia debido a que solo parte del ciclo de Krebs, funciona bajo condiciones anaerobias

- Fermentación: Independiente de la respiración (no necesita cadena respiratoria). Existen varias rutas fermentativas y en todas ellas el número de moléculas de ATP sintetizadas es menor que el obtenido mediante la respiración.