Ejercicio resuelto de Metabolismo celular · Biología · 2024

Responda las siguientes cuestiones relacionadas con las rutas metabólicas representadas en la figura: [2 puntos]



a) Identifique los productos indicados con números (1-6). [0,6 puntos]

b) En el esquema, la glucosa es la molécula que se cataboliza para generar los diferentes productos. Cite otro tipo de sustancias que se pueden catabolizar y generar también el compuesto 2. ¿Cómo se denomina ese proceso? [0,4 puntos]

c) Defina metabolismo anabólico y catabólico, incluyendo las principales características de ambos. [0,8 puntos]

d) ¿Cómo se llama el proceso por el que la glucosa se ha transformado en el producto 1? [0,2 puntos]

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Identifique}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{productos}}\mathbf{\text{indicados}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{n}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{meros}}\mathbf{\text{(1-6).}}\mathbf{\text{[0,6}}\mathbf{\text{puntos]}}$

$\text{N}\acute{\text{u}}\text{mero}$	$\text{Producto}$
1	Piruvato o ácido pirúvico
2	Acetil-CoA
3	$\text{NADH}+{\text{H}}^{+}$
4	Oxígeno
5	ATP
6	ADP

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{En}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{esquema,}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{glucosa}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{cula}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{cataboliza}}\mathbf{\text{para}}\mathbf{\text{generar}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{diferentes}}\mathbf{\text{productos.}}\mathbf{\text{Cite}}\mathbf{\text{otro}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{sustancias}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{pueden}}\mathbf{\text{catabolizar}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{generar}}\mathbf{\text{tambi}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{compuesto}}\mathbf{\text{2.}}\mathbf{\text{¿C}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{denomina}}\mathbf{\text{ese}}\mathbf{\text{proceso?}}\mathbf{\text{[0,4}}\mathbf{\text{puntos]}}$

El compuesto 2 es el acetil-CoA, que constituye la encrucijada del catabolismo: a él confluye la degradación de casi todos los tipos de biomoléculas.

Las sustancias más claras son los ácidos grasos, procedentes de la hidrólisis de los triacilglicéridos. El proceso que los degrada se denomina $\beta$-oxidación o hélice de Lynen, ocurre en la matriz mitocondrial y en cada vuelta separa del ácido graso una unidad de dos carbonos en forma de acetil-CoA, produciendo además un NADH y un FADH${}_2$.

También pueden catabolizarse los aminoácidos y rendir acetil-CoA, en su caso mediante procesos de transaminación y desaminación que retiran el grupo amino y dejan un esqueleto carbonado que se incorpora al ciclo de Krebs o se transforma en acetil-CoA.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{Defina}}\mathbf{\text{metabolismo}}\mathbf{\text{anab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lico}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{catab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lico,}}\mathbf{\text{incluyendo}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{principales}}\mathbf{\text{caracter}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{sticas}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ambos.}}\mathbf{\text{[0,8}}\mathbf{\text{puntos]}}$

El catabolismo es la fase degradativa del metabolismo. Transforma moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas mediante reacciones de oxidación, y es un conjunto de rutas convergentes, ya que sustratos muy distintos acaban en unos pocos productos comunes. Como las moléculas resultantes están más oxidadas y contienen menos energía que las de partida, el balance energético es exergónico: la energía liberada se conserva en forma de ATP y de coenzimas reducidas como el NADH y el FADH${}_2$. La glucólisis, el ciclo de Krebs y la $\beta$-oxidación son ejemplos de rutas catabólicas.

El anabolismo es la fase constructiva. Sintetiza moléculas orgánicas complejas a partir de precursores sencillos mediante reacciones de reducción, y es un conjunto de rutas divergentes, pues de unos pocos precursores se obtienen productos muy variados. Es un proceso endergónico, que consume el ATP y el poder reductor generados por el catabolismo. La fotosíntesis, la gluconeogénesis y la síntesis de ácidos grasos y de proteínas son ejemplos de rutas anabólicas.

Ambas fases están acopladas a través del ATP y son en buena medida simultáneas dentro de la célula; además, las rutas anfibólicas, como el ciclo de Krebs, participan de las dos, porque oxidan sustratos y a la vez ceden intermediarios a la biosíntesis. En el esquema esto se aprecia en el ATP (número 5), que se produce en la mitocondria y se destina a las reacciones anabólicas.

$\mathbf{\text{d)}}\mathbf{\text{¿C}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{llama}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{glucosa}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{ha}}\mathbf{\text{transformado}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{producto}}\mathbf{\text{1?}}\mathbf{\text{[0,2}}\mathbf{\text{puntos]}}$

Se llama glucólisis o glicólisis: la ruta citoplasmática que escinde cada molécula de glucosa en dos moléculas de piruvato, con un rendimiento neto de dos ATP y dos NADH.