Metabolismo

O metabolismo (do grego μεταβολή, metabolē, "cambio" ou de μεταβολισμός, metabolismos, "derrocamento") é o conxunto integrado das reaccións químicas que teñen lugar nunha célula ou organismo. Está constítuido por series de reaccións que forman unha rede complexa, ordenada e interconectada de vías ou rutas metabólicas catalizadas por encimas. A función destas reaccións é obter e transformar materia e enerxía. Estas reaccións catalizadas por encimas permiten que os organismos crezan e se reproduzan, manteñan as súas estruturas, e respondan ao seu medio ambiente. A palabra metabolismo tamén se refire a todas as reaccións químicas que teñen lugar nun organismo vivo, incluíndo a dixestión e o transporte de substancias ás células e entre as distintas células, polo que as reaccións que teñen lugar nas células denomínanse especificamente metabolismo intermediario.

O metabolismo divídese xeralmente en dous conxuntos de reaccións, as que forman o catabolismo e as do anabolismo. Anabolismo e catabolismo son procesos interconectados e simultáneos. O equilibrio entre ambos mantense grazas á regulación do metabolismo. Caracterízanse polo seguinte:

• A parte do metabolismo na que as macromoléculas son oxidadas e degradadas noutras máis pequenas obtendo enerxía é o catabolismo. A enerxía almacénase en forma de ATP. Nas reaccións catabólicas fórmanse coencimas con capacidade redutora. As rutas catabólicas desembocan en rutas centrais, polo que o catabolismo é un proceso converxente.
• A parte que se encarga de construír moléculas grandes a partir doutras máis pequenas (gastando así enerxía e coencimas redutores) é o anabolismo. O anabolismo é un proceso redutor e as súas rutas son diverxentes (non desembocan en rutas centrais).

As reaccións químicas do metabolismo están organizadas en vías metabólicas, nas cales unha substancia química se transforma por medio dunha serie de pasos noutra distinta, pola acción dunha secuencia de encimas. Os encimas son fundamentais no metabolismo porque permiten aos organismos impulsar as reaccións desexables que requiren enerxía e que non ocorren espontaneamente, ao acoplalas a reaccións espontáneas que liberan enerxía. Como os encimas actúan como catalizadores fan que estas reaccións se produzan a gran velocidade e eficientemente. Os encimas tamén permiten a regulación das vías metabólicas en resposta a cambios no ambiente da célula ou por causa de sinais procedentes doutras células.

O metabolismo dun organismo determina que substancias son para el nutritivas e cales son velenosas. Por exemplo, algúns procariotas utilizan o sulfuro de hidróxeno como nutriente, pero este gas é velenoso para os animais.^[1] A velocidade do metabolismo, chamada taxa metabólica, inflúe na cantidade de alimento que require un organismo, e tamén afecta a como pode obtelo.

Unha característica notable do metabolismo é a semelanza de todas as vías metabólicas básicas e dos seus compoñentes entre as máis diversas especies.^[2] Por exemplo, o conxunto de ácidos carboxílicos que funcionan como intermediarios do ciclo do ácido cítrico está presente en todos os organismos coñecidos, e encóntrase en especies tan diversas como organismos unicelulares como a bacteria Escherichia coli e organismos pluricelulares enormes como os elefantes ou as baleas.^[3] Estas rechamantes semellanzas nas vías metabólicas débense probablemente á súa aparición en época moi temperá na historia evolutiva da vida, e a que foron conservadas debido á súa grande eficacia.^[4][5]

1. ↑ Friedrich C (1998). "Physiology and genetics of sulfur-oxidizing bacteria". Adv Microb Physiol. Advances in Microbial Physiology 39: 235–89. ISBN 9780120277391. PMID 9328649. doi:10.1016/S0065-2911(08)60018-1. 
2. ↑ Pace NR (2001). "The universal nature of biochemistry". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98 (3): 805–8. Bibcode:2001PNAS...98..805P. PMC 33372. PMID 11158550. doi:10.1073/pnas.98.3.805. 
3. ↑ Smith E, Morowitz H (2004). "Universality in intermediary metabolism". Proc Natl Acad Sci USA 101 (36): 13168–73. Bibcode:2004PNAS..10113168S. PMC 516543. PMID 15340153. doi:10.1073/pnas.0404922101. Arquivado dende o orixinal o 02 de xuño de 2020. Consultado o 16 de xullo de 2013. 
4. ↑ Ebenhöh O, Heinrich R (2001). "Evolutionary optimization of metabolic pathways. Theoretical reconstruction of the stoichiometry of ATP and NADH producing systems". Bull Math Biol 63 (1): 21–55. PMID 11146883. doi:10.1006/bulm.2000.0197. 
5. ↑ Meléndez-Hevia E, Waddell T, Cascante M (1996). "The puzzle of the Krebs citric acid cycle: assembling the pieces of chemically feasible reactions, and opportunism in the design of metabolic pathways during evolution". J Mol Evol 43 (3): 293–303. PMID 8703096. doi:10.1007/BF02338838.