tipos de catabolismo
el catabolismo es el conjunto de procesos metabólicos que descomponen moléculas grandes.
objetivos de aprendizaje
resumir varios tipos de catabolismo incluidos en el metabolismo (catabolismo de carbohidratos, proteínas y grasas)
puntos clave
puntos clave
- El propósito de las reacciones catabólicas es proporcionar la energía y los componentes necesarios para las reacciones anabólicas.,
- Los microbios simplemente secretan enzimas digestivas en su entorno, mientras que los animales solo secretan estas enzimas de células especializadas en sus intestinos.
- Las grasas son catabolizadas por hidrólisis a ácidos grasos libres y glicerol.
- Los aminoácidos se utilizan para sintetizar proteínas y otras biomoléculas, o se oxidan a urea y dióxido de carbono como fuente de energía.
- Los carbohidratos se toman generalmente en las células una vez que se han digerido en monosacáridos y luego se procesan dentro de la célula a través de la glucólisis.,
términos clave
- polímero: una molécula larga o más grande que consiste en una cadena o red de muchas unidades repetitivas, formada por la unión química entre muchas moléculas pequeñas idénticas o similares llamadas monómeros. Un polímero se forma por polimerización, la Unión de muchas moléculas de monómero.
- acetil CoA: acetil coenzima A o acetil-CoA es una molécula importante en el metabolismo, utilizado en muchas reacciones bioquímicas. Su función principal es transportar los átomos de carbono dentro del grupo acetilo al ciclo del ácido cítrico (ciclo de Krebs) para ser oxidados para la producción de energía.,
- catabolismo: metabolismo destructivo, generalmente incluye la liberación de energía y la descomposición de los materiales.
visión general del catabolismo
el catabolismo es el conjunto de procesos metabólicos que descomponen moléculas grandes. Estos incluyen descomponer y oxidar las moléculas de los alimentos. El propósito de las reacciones catabólicas es proporcionar la energía y los componentes necesarios para las reacciones anabólicas. La naturaleza exacta de estas reacciones catabólicas difiere de un organismo a otro; los organismos se pueden clasificar en función de sus fuentes de energía y carbono, sus grupos nutricionales primarios., Las moléculas orgánicas son utilizadas como fuente de energía por los organótrofos, mientras que los litótrofos usan sustratos inorgánicos y los fotótrofos capturan la luz solar como energía química.
todas estas diferentes formas de metabolismo dependen de reacciones redox que implican la transferencia de electrones de moléculas donantes reducidas como moléculas orgánicas, agua, amoníaco, sulfuro de hidrógeno o iones ferrosos a moléculas aceptadoras como oxígeno, nitrato o sulfato. En los animales, estas reacciones implican moléculas orgánicas complejas que se descomponen en moléculas más simples, como el dióxido de carbono y el agua., En organismos fotosintéticos como plantas y cianobacterias, estas reacciones de transferencia de electrones no liberan energía, sino que se utilizan como una forma de almacenar energía absorbida por la luz solar.
el conjunto más común de reacciones catabólicas en animales se puede separar en tres etapas principales. En el primero, moléculas orgánicas grandes como proteínas, polisacáridos o lípidos se digieren en sus componentes más pequeños fuera de las células. Luego, estas moléculas más pequeñas son absorbidas por las células y convertidas en moléculas aún más pequeñas, generalmente la acetil coenzima A (acetil-CoA), que libera algo de energía., Finalmente, el grupo acetilo en el CoA se oxida a agua y dióxido de carbono en el ciclo del ácido cítrico y la cadena de transporte de electrones, liberando la energía que se almacena mediante la reducción de la coenzima nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+) en NADH.
las macromoléculas como el almidón, la celulosa o las proteínas no pueden ser absorbidas rápidamente por las células y deben romperse en sus unidades más pequeñas antes de que puedan usarse en el metabolismo celular. Varias clases comunes de enzimas digieren estos polímeros., Estas enzimas digestivas incluyen proteasas que digieren proteínas en aminoácidos, así como glucósidos hidrolasas que digieren polisacáridos en monosacáridos. Los microbios secretan enzimas digestivas en su entorno, mientras que los animales solo secretan estas enzimas de células especializadas en sus intestinos. Los aminoácidos o azúcares liberados por estas enzimas extracelulares son bombeados a las células por proteínas de transporte activas específicas. Un esquema simplificado del catabolismo de carbohidratos, proteínas y grasas se muestra en.,
catabolismo: un esquema simplificado del catabolismo de proteínas, carbohidratos y grasas
catabolismo de carbohidratos
el catabolismo de carbohidratos es la descomposición de los carbohidratos en unidades más pequeñas. Los carbohidratos generalmente se toman en las células una vez que se han digerido en monosacáridos. Una vez dentro, la principal ruta de degradación es la glucólisis, donde los azúcares como la glucosa y la fructosa se convierten en piruvato y se genera algo de ATP., El piruvato es un intermediario en varias vías metabólicas, pero la mayoría se convierte en acetil-CoA y se alimenta en el ciclo del ácido cítrico. Aunque se genera algo más de ATP en el ciclo del ácido cítrico, el producto más importante es el NADH, que está hecho de NAD+ a medida que se oxida el acetil-CoA. Esta oxidación libera dióxido de carbono como producto de desecho. En condiciones anaeróbicas, la glucólisis produce lactato, a través de la enzima lactato deshidrogenasa re-oxidante NADH a NAD+ para su reutilización en la glucólisis.,
la ruta del fosfato de pentosa
una ruta alternativa para la degradación de la glucosa es la ruta del fosfato de pentosa, que reduce la coenzima NADPH y produce azúcares de pentosa como la ribosa, el componente de azúcar de los ácidos nucleicos. Las grasas son catabolizadas por hidrólisis a ácidos grasos libres y glicerol. El glicerol inicia la glicólisis y los ácidos grasos se descomponen por oxidación beta para liberar acetil-CoA, que luego se alimenta en el ciclo del ácido cítrico. Los ácidos grasos liberan más energía sobre la oxidación que los carbohidratos porque los carbohidratos contienen más oxígeno en sus estructuras.,
Los aminoácidos se utilizan para sintetizar proteínas y otras biomoléculas, o se oxidan a urea y dióxido de carbono como fuente de energía. La ruta de oxidación comienza con la eliminación del grupo amino por una transaminasa. El grupo amino se alimenta en el ciclo de la urea, dejando un esqueleto de carbono desaminado en forma de ceto ácido. Varios de estos cetoácidos son intermedios en el ciclo del ácido cítrico, por ejemplo, la desaminación del glutamato forma α-cetoglutarato. Los aminoácidos glucogénicos también se pueden convertir en glucosa, a través de la gluconeogénesis.