a) Define los conceptos anabolismo y catabolismo.
b) Explica cómo interactúan ambos procesos en términos de energía.
c) ¿En qué tipos de células ocurren estos procesos? Razona la respuesta.
El anabolismo es la fase constructiva del metabolismo: el conjunto de rutas en las que, a partir de moléculas sencillas, se sintetizan moléculas más complejas. Son reacciones de reducción y endergónicas, es decir, consumen energía. Ejemplos: la fotosíntesis, la síntesis de proteínas, la glucogenogénesis.
El catabolismo es la fase destructiva: el conjunto de rutas en las que las moléculas complejas se degradan en otras más sencillas. Son reacciones de oxidación y exergónicas, es decir, liberan energía. Ejemplos: la glucólisis, el ciclo de Krebs, la
-oxidación de los ácidos grasos.
Ambas fases son convergentes y divergentes respectivamente: el catabolismo hace confluir sustratos muy distintos en unos pocos productos comunes, mientras que del anabolismo parten rutas que divergen hacia una gran variedad de moléculas.
Están acoplados, y el acoplamiento se realiza a través de dos monedas comunes: el ATP y las coenzimas de oxidorreducción.
El catabolismo libera energía al oxidar la materia orgánica, y esa energía no se disipa en forma de calor, sino que se conserva sintetizando ATP a partir de ADP y fosfato. El anabolismo, que necesita energía, la obtiene hidrolizando ese ATP: la reacción exergónica de la hidrólisis se acopla a la endergónica de síntesis y hace que el conjunto sea espontáneo.
Lo mismo ocurre con el poder reductor. Las oxidaciones del catabolismo reducen
a NADH, y las reducciones del anabolismo consumen NADPH. Los electrones arrancados en una fase son los que se emplean en la otra.
Ese acoplamiento explica también por qué las dos fases se regulan de manera inversa: una concentración alta de ATP inhibe las rutas catabólicas y activa las anabólicas, y al revés. No podrían funcionar a la vez a pleno rendimiento sin dilapidar la energía.
En todas, sin excepción, porque todo ser vivo necesita a la vez obtener energía y construir sus propias estructuras.
Lo que varía no es la existencia de ambas fases, sino de dónde procede la materia y la energía del anabolismo. En las células autótrofas, el anabolismo parte de materia inorgánica —
, agua, sales— y de una fuente externa de energía: la luz en la fotosíntesis, la oxidación de compuestos inorgánicos en la quimiosíntesis. En las células heterótrofas, el anabolismo parte de la materia orgánica tomada del medio, que ha de ser degradada previamente por el catabolismo.
Es un error frecuente pensar que las plantas solo hacen anabolismo: también respiran, y lo hacen las veinticuatro horas del día en todas sus células, incluidas las de la raíz, que no fotosintetizan.