Mapa conceptual y resúmen METABOLISMO
Mapa conceptual
El metabolismo se divide en anabolismo y catabolismo, procesos que construyen y degradan moléculas para mantener la vida celular. La glucólisis, una ruta metabólica crucial, transforma la glucosa en piruvato, generando ATP y NADH como energía para las células. Este proceso es vital tanto en condiciones aeróbicas como anaeróbicas y es un pilar fundamental para la supervivencia de los organismos.
Resumen
Esquema
Conceptos Fundamentales del Metabolismo: Anabolismo y Catabolismo
El metabolismo comprende un conjunto de reacciones químicas esenciales que se llevan a cabo en las células de los seres vivos, clasificándose en dos procesos fundamentales: anabolismo y catabolismo. El anabolismo es la ruta biosintética en la que se forman moléculas complejas a partir de sustancias más sencillas, proceso que requiere energía y es conocido como endergónico. Durante el anabolismo, se sintetizan polímeros esenciales como proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y polisacáridos, lo que es vital para el crecimiento, la reparación de tejidos y la reproducción celular. En contraste, el catabolismo implica la degradación de moléculas orgánicas complejas en unidades más simples, liberando energía en un proceso exergónico. La energía liberada se almacena principalmente en forma de ATP, que es indispensable para diversas actividades celulares, incluyendo la conducción de impulsos nerviosos, la contracción muscular y la síntesis de moléculas en procesos anabólicos.La Glucólisis: Primera Etapa de la Degradación de la Glucosa
La glucólisis es una secuencia de reacciones enzimáticas que constituye la vía inicial de la degradación de la glucosa para la obtención de energía. Este proceso anaeróbico se lleva a cabo en el citoplasma de las células y es esencial para la generación de ATP y NADH, elementos cruciales en el metabolismo energético celular. La glucólisis inicia con la fosforilación de la glucosa a glucosa-6-fosfato, mediada por la enzima hexoquinasa o glucokinasa, dependiendo del tipo de tejido. A través de una serie de pasos catalizados por enzimas específicas, la glucosa-6-fosfato se transforma y finalmente se escinde en dos moléculas de piruvato de tres carbonos, con la concomitante producción de energía.Fases de la Glucólisis y sus Reacciones Bioquímicas
La glucólisis se divide en dos fases: la fase de inversión de energía, donde se invierten dos moléculas de ATP para convertir la glucosa en fructosa-1,6-bisfosfato, y la fase de producción de energía, donde se generan cuatro moléculas de ATP y dos de NADH por cada molécula de glucosa. La fructosa-1,6-bisfosfato se escinde en dos triosas fosfato, que son isómeros: dihidroxiacetona-fosfato y gliceraldehído-3-fosfato. En la fase de producción de energía, estas triosas fosfato sufren una serie de transformaciones que culminan en la formación de piruvato, y durante este proceso, se produce una ganancia neta de dos ATP y se reducen dos NAD+ a NADH, proporcionando energía y poder reductor para la célula.Productos Finales de la Glucólisis y su Destino Metabólico
Al final de la glucólisis, por cada molécula de glucosa, se obtienen dos moléculas de piruvato, dos netos de ATP y dos de NADH. El destino de estos productos varía según la presencia o ausencia de oxígeno. En condiciones anaeróbicas, el piruvato se reduce a lactato en el músculo o a etanol en levaduras, proceso que permite la regeneración de NAD+ necesario para la continuidad de la glucólisis. En presencia de oxígeno, el piruvato es transportado a las mitocondrias donde se decarboxila y entra en el ciclo de Krebs, seguido de la cadena de transporte de electrones, procesos que resultan en la producción de una cantidad mayor de ATP por medio de la fosforilación oxidativa.La Versatilidad de la Glucólisis en el Metabolismo de Carbohidratos
La glucólisis es una ruta metabólica flexible que permite el procesamiento de diversos carbohidratos, como glucógeno, fructosa, galactosa y maltosa, los cuales pueden ser convertidos en glucosa o en intermediarios de la glucólisis. Esta capacidad de adaptación asegura que las células puedan responder a diferentes condiciones nutricionales y mantener un equilibrio energético. La regulación de la glucólisis es un mecanismo complejo que involucra múltiples niveles de control, incluyendo la modulación de la actividad enzimática y la expresión génica, lo que permite a las células ajustar su tasa metabólica en respuesta a las demandas energéticas y a las señales hormonales, manteniendo así la homeostasis celular y la viabilidad del organismo.
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1. ANABOLISMO
SÍNTESIS
EL PROCESO DE CREACIÓN DE MOLÉCULAS COMPLEJAS A PARTIR DE MOLÉCULAS MÁS SIMPLES
DIVERGENCIA
RUTAS ANABÓLICAS
LAS VÍAS METABÓLICAS QUE PRODUCEN UNA GRAN VARIEDAD DE PRODUCTOS FINALES A PARTIR DE UNA PEQUEÑA CANTIDAD DE PRECURSORES
MOLÉCULAS PRECURSORAS
LOS COMPUESTOS UTILIZADOS PARA LA SÍNTESIS DE MOLÉCULAS COMPLEJAS
ENERGÍA
LA ENERGÍA NECESARIA PARA LLEVAR A CABO LA SÍNTESIS DE MOLÉCULAS COMPLEJAS
2. CATABOLISMO
DEGRADACIÓN
EL PROCESO DE DESCOMPOSICIÓN DE MOLÉCULAS COMPLEJAS EN MOLÉCULAS MÁS SIMPLES
CONVERGENCIA
RUTAS CATABÓLICAS
LAS VÍAS METABÓLICAS QUE CONVERGEN EN UNA RUTA FINAL COMÚN, PRODUCIENDO POCOS PRODUCTOS FINALES A PARTIR DE UNA GRAN VARIEDAD DE COMPONENTES CELULARES
PRODUCTOS DE DESECHO
LOS COMPUESTOS INORGÁNICOS PRODUCIDOS COMO RESULTADO DE LA DEGRADACIÓN DE MOLÉCULAS COMPLEJAS
ENERGÍA
LA ENERGÍA LIBERADA DURANTE EL PROCESO DE DEGRADACIÓN DE MOLÉCULAS COMPLEJAS
3. INTRODUCCIÓN A LA GLUCÓLISIS
CONCEPTO DE GLUCÓLISIS
LA GLUCÓLISIS ES UNA VÍA METABÓLICA QUE SE ENCARGA DE DEGRADAR LA GLUCOSA PARA OBTENER ENERGÍA
IMPORTANCIA DE LA GLUCÓLISIS
LA GLUCÓLISIS ES UNA VÍA ESENCIAL PARA LA OBTENCIÓN DE ENERGÍA EN LAS CÉLULAS, ESPECIALMENTE EN CONDICIONES DE BAJA DISPONIBILIDAD DE OXÍGENO
FASES DE LA GLUCÓLISIS
LA GLUCÓLISIS SE DIVIDE EN DOS FASES: LA FASE DE INVERSIÓN DE ENERGÍA Y LA FASE DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA
4. FASE DE INVERSIÓN DE ENERGÍA
ACTIVACIÓN DE LA GLUCOSA
LA GLUCOSA SE ACTIVA MEDIANTE LA ADICIÓN DE UN GRUPO FOSFATO, LO QUE REQUIERE LA INVERSIÓN DE DOS MOLÉCULAS DE ATP
ISOMERIZACIÓN DE LA GLUCOSA-6-FOSFATO
LA GLUCOSA-6-FOSFATO SE CONVIERTE EN FRUCTOSA-6-FOSFATO MEDIANTE UNA REACCIÓN DE ISOMERIZACIÓN
FOSFORILACIÓN DE LA FRUCTOSA-6-FOSFATO
LA FRUCTOSA-6-FOSFATO SE FOSFORILA MEDIANTE LA ACCIÓN DE LA FOSFOFRUCTOQUINASA, LO QUE REQUIERE LA INVERSIÓN DE DOS MOLÉCULAS DE ATP
5. FASE DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA
ESCISIÓN DE LA FRUCTOSA-1,6-BISFOSFATO
LA FRUCTOSA-1,6-BISFOSFATO SE ESCINDE EN DOS MOLÉCULAS DE GLICERALDEHÍDO-3-FOSFATO
OXIDACIÓN Y FOSFORILACIÓN DEL GLICERALDEHÍDO-3-FOSFATO
EL GLICERALDEHÍDO-3-FOSFATO SE OXIDA Y SE FOSFORILA, PRODUCIENDO DOS MOLÉCULAS DE NADH Y UNA MOLÉCULA DE 1,3-BISFOSFOGLICERATO
PRODUCCIÓN DE ATP
EL 1,3-BISFOSFOGLICERATO SE CONVIERTE EN 3-FOSFOGLICERATO, PRODUCIENDO DOS MOLÉCULAS DE ATP MEDIANTE LA FOSFOGLICERATO QUINASA
FORMACIÓN DE PIRUVATO
EL 3-FOSFOGLICERATO SE CONVIERTE EN PIRUVATO, PRODUCIENDO DOS MOLÉCULAS DE ATP MEDIANTE LA PIRUVATO QUINASA
6. PRODUCTOS DE LA GLUCÓLISIS
LACTATO
EN CONDICIONES ANAERÓBICAS, EL PIRUVATO SE REDUCE A LACTATO, REGENERANDO EL NAD+ NECESARIO PARA MANTENER LA GLUCÓLISIS
ETANOL
EN ALGUNAS CÉLULAS, COMO LAS LEVADURAS, EL PIRUVATO SE CONVIERTE EN ETANOL Y DIÓXIDO DE CARBONO EN UN PROCESO CONOCIDO COMO FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
ACETIL-COA
EN CONDICIONES AERÓBICAS, EL PIRUVATO SE CONVIERTE EN ACETIL-COA, QUE ENTRA EN EL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO PARA PRODUCIR MÁS ENERGÍA MEDIANTE LA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
METABOLISMO
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00
Etapas principales del metabolismo
Anabolismo y catabolismo son las dos etapas principales; anabolismo sintetiza moléculas, catabolismo las degrada.
01
Naturaleza del anabolismo
Proceso endergónico que requiere energía para sintetizar moléculas complejas.
02
Fuente de energía para el anabolismo
La energía necesaria proviene de la oxidación de moléculas durante el catabolismo.
