Ejercicio resuelto de Metabolismo celular · Biología · 2024

Bloque 2: BIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Conteste DOS de los cuatro preguntas siguientes (3 p.).

2.3. En relación con el metabolismo:
A) Explique las diferencias entre catabolismo y anabolismo (0,5 puntos).
B) Describa el papel en las rutas metabólicas de:
i) NADH (0,5 puntos)
ii) ATP (0,5 puntos).

$\mathbf{\text{A)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{diferencias}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{catabolismo}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{anabolismo}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos).}}$

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas de la célula y se divide en dos ramas complementarias que transcurren a la vez y están acopladas entre sí.

$\text{Caracter}\acute{\text{ı}}\text{stica}$	$\text{Catabolismo}$	$\text{Anabolismo}$
Sentido	Degradativo: de moléculas complejas a sencillas	Constructivo: de moléculas sencillas a complejas
Energía	Exergónico: libera energía y la almacena como ATP	Endergónico: consume la energía del ATP
Naturaleza química	Oxidativo: los sustratos se oxidan y ceden electrones	Reductor: los precursores se reducen con NADPH
Convergencia	Rutas convergentes: sustratos distintos dan pocos productos	Rutas divergentes: pocos precursores dan muchos productos
Ejemplos	Glucólisis, ciclo de Krebs, $\beta$-oxidación	Fotosíntesis, gluconeogénesis, síntesis de proteínas

Las dos ramas son interdependientes: el catabolismo suministra al anabolismo la energía en forma de ATP, el poder reductor y los metabolitos precursores, y el anabolismo fabrica las moléculas que el catabolismo degradará más adelante.

$\mathbf{\text{B)}}\mathbf{\text{Describa}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{papel}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{rutas}}\mathbf{\text{metab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{licas}}\mathbf{\text{de:}}\mathbf{\text{i)}}\mathbf{\text{NADH}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}\mathbf{\text{ii)}}\mathbf{\text{ATP}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos).}}$

i) El NADH es la forma reducida del nicotín adenín dinucleótido, una coenzima de oxidorreducción derivada de la vitamina $B_3$. Su papel es el de transportador de electrones y de protones entre reacciones: al oxidarse un sustrato, el $\mathrm{N}\mathrm{A}{\mathrm{D}}^{+}$ capta dos electrones y un protón y se reduce a NADH, y más tarde cede esa carga a otra molécula y vuelve a su forma oxidada.

$\mathrm{N}\mathrm{A}{\mathrm{D}}^{+}+2e^{-}+2{\mathrm{H}}^{+}\rightleftharpoons \mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{H}+{\mathrm{H}}^{+}$

Actúa así como intermediario entre las deshidrogenasas del catabolismo, sobre todo las de la glucólisis y el ciclo de Krebs, y la cadena respiratoria de la membrana mitocondrial interna, a la que entrega los electrones para que se sintetice ATP. Su equivalente anabólico es el NADPH, que aporta el poder reductor en las biosíntesis y en el ciclo de Calvin.

ii) El ATP o adenosín trifosfato es un nucleótido formado por adenina, ribosa y tres grupos fosfato unidos en cadena. Los dos últimos enlaces son enlaces ricos en energía, porque su hidrólisis libera una gran cantidad de energía libre debida sobre todo a la repulsión entre las cargas negativas de los fosfatos.

$\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{P}+{\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}+\text{energ}\acute{\text{ı}}\text{a}$

Su papel es el de moneda energética universal: el catabolismo no cede su energía directamente a los procesos que la necesitan, sino que la invierte en fosforilar ADP, y el anabolismo, el transporte activo, el movimiento o la contracción muscular la obtienen hidrolizando ese ATP. El ATP no es, por tanto, una molécula de almacenamiento a largo plazo, sino de intercambio inmediato: se sintetiza y se consume continuamente.