Catabolismo
Definición de catabolismo
El catabolismo es la parte del metabolismo responsable de descomponer moléculas complejas en moléculas más pequeñas. La otra parte del metabolismo, el anabolismo, convierte moléculas simples en moléculas más complejas. Durante el catabolismo, la energía se libera de los enlaces de las moléculas grandes que se descomponen. Por lo general, esa energía se almacena en los enlaces del trifosfato de adenosina (ATP). El catabolismo aumenta la concentración de ATP en la célula a medida que descompone los nutrientes y los alimentos. El ATP, en concentraciones tan altas, es mucho más probable que ceda su energía en la liberación de un fosfato. El anabolismo luego usa esta energía para combinar precursores simples en moléculas complejas que se agregan a la célula y almacenan energía paradivisión celular.
Muchas vías en el catabolismo tienen versiones similares en el anabolismo. Por ejemplo, las moléculas de grasa grandes en los alimentos de un organismo deben descomponerse en los ácidos grasos pequeños que los componen. Luego, para que el organismo almacene energía para el invierno, se deben crear y almacenar grandes moléculas de grasa. Las reacciones catabólicas descomponen las grasas y las vías anabólicas las reconstruyen. Estas vías metabólicas a menudo utilizan las mismas enzimas. Para disminuir la posibilidad de que las vías deshagan el progreso de las demás, las vías a menudo se inhiben entre sí y se separan en diferentes orgánulos en los eucariotas.
Ejemplos de catabolismo
Catabolismo de carbohidratos y lípidos
Casi todos los organismos utilizan el azúcar glucosa como fuente de energía y cadenas de carbono. Los organismos almacenan la glucosa en moléculas más grandes llamadas polisacáridos. Estos polisacáridos pueden ser almidones, glucógeno u otros azúcares simples como sacarosa. Cuando las células de un animal necesitan energía, envía señales a las partes del cuerpo que almacenan glucosa o consume alimentos. La glucosa es liberada de los carbohidratos por enzimas especiales, en la primera parte del catabolismo. Luego, la glucosa se distribuye en el cuerpo para que otras células la utilicen como energía. La glucólisis de la vía catabólica luego descompone la glucosa aún más, liberando energía que se almacena en el ATP. De glucosa, piruvato se hacen moléculas. Otras vías catabólicas crean acetato, que es una molécula intermedia metabólica clave. El acetato puede convertirse en una amplia variedad de moléculas, desde fosfolípidos hasta moléculas de pigmentos, hormonas y vitaminas.
Las grasas, que son grandes moléculas de lípidos, también son degradadas por el metabolismo para producir energía y crear otras moléculas. Al igual que los carbohidratos, los lípidos se almacenan en moléculas grandes, pero se pueden descomponer en ácidos grasos individuales. Estos ácidos grasos luego se convierten mediante beta-oxidación en acetato. Nuevamente, el anabolismo puede usar acetato para producir moléculas más grandes o como parte del ciclo del ácido cítrico que impulsa la respiración y la producción de ATP. Los animales usan grasas para almacenar gran cantidad de energía para uso futuro. A diferencia de los almidones y los carbohidratos, los lípidos son hidrófobos y excluyen el agua. De esta forma, se puede almacenar mucha energía sin que el gran peso del agua ralentice el organismo.
La mayoría de las vías catabólicas son convergentes porque terminan en la misma molécula. Esto permite que los organismos consuman y almacenen energía en una variedad de formas diferentes, al mismo tiempo que pueden producir todas las moléculas que necesitan en las vías anabólicas. Otras vías catabólicas, como el catabolismo de proteínas que se comenta a continuación, crean diferentes moléculas intermedias que son precursoras, conocidas como aminoácidos, para construir nuevas proteínas.
Catabolismo de proteínas
Todas las proteínas del mundo conocido están formadas por los mismos 20 aminoácidos. Eso significa que las proteínas de las plantas, los animales y las bacterias son solo combinaciones diferentes de los 20 aminoácidos. Cuando un organismo consume un organismo más pequeño, toda la proteína de ese organismo debe ser digerida en el catabolismo. Las enzimas conocidas como proteinasas rompen los enlaces entre los aminoácidos de cada proteína, hasta que los ácidos se separan por completo. Una vez separados, los aminoácidos se pueden distribuir a las células del cuerpo. Según el ADN del organismo, los aminoácidos se recombinarán en nuevas proteínas.
Si no hay una fuente de glucosa presente, o si hay demasiados aminoácidos, las moléculas entrarán en más vías catabólicas para descomponerse en esqueletos de carbono. Estas pequeñas moléculas se pueden combinar en la gluconeogénesis para crear nueva glucosa, que las células pueden usar como energía o almacenar en moléculas grandes. Durante la inanición, las proteínas celulares pueden pasar por el catabolismo para permitir que un organismo sobreviva en sus propios tejidos hasta que se encuentre más alimento. De esta forma, los organismos pueden vivir con solo pequeñas cantidades de agua durante mucho tiempo. Esto los hace mucho más resistentes a las condiciones ambientales cambiantes.
Términos de biología relacionados
- Anabolismo: parte del metabolismo que construye moléculas grandes a partir de moléculas más pequeñas.
- Metabolismo: el anabolismo y el catabolismo combinados, o todas las reacciones impulsadas por enzimas en una célula.
- Vía metabólica: reacciones químicas consecutivas organizadas dentro de las células.
- Vía catabólica: una única serie de reacciones que descomponen una molécula específica.
Descubre además que es el anabolismo.
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