En relación con los procesos de degradación y síntesis de productos en los seres vivos:
a) Defina anabolismo y catabolismo. [0,2 puntos]
b) Nombre el sustrato inicial y el producto final de la glucólisis e indique si se trata de una ruta anabólica o catabólica. [0,3 puntos]
c) Nombre un sustrato inicial y el producto final de la gluconeogénesis e indique si se trata de una ruta anabólica o catabólica. [0,3 puntos]
d) Indique los compartimientos celulares donde se realizan las vías metabólicas nombradas en los apartados b y c. [0,2 puntos]
El catabolismo es la parte del metabolismo que degrada moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas. Son procesos de oxidación, exergónicos —liberan energía, que se almacena en forma de ATP y de coenzimas reducidos— y convergentes, porque sustratos muy distintos acaban en unos pocos productos comunes.
El anabolismo es la parte que sintetiza moléculas complejas a partir de otras sencillas. Son procesos de reducción, endergónicos —consumen el ATP y el poder reductor que aporta el catabolismo— y divergentes, porque de unos pocos precursores se obtiene una gran variedad de productos.
Los dos son simultáneos y están acoplados a través del ATP y de los coenzimas: el conjunto de ambos es el metabolismo.
El sustrato inicial es la glucosa y el producto final son dos moléculas de ácido pirúvico. Se obtienen además dos ATP netos y dos NADH.
Es una ruta catabólica: una molécula de seis carbonos se escinde y se oxida en dos de tres, y el proceso libera energía que queda en forma de ATP y de coenzima reducido.
Los sustratos iniciales pueden ser el ácido pirúvico, el ácido láctico, el glicerol o los aminoácidos glucogénicos; basta con nombrar uno, por ejemplo el ácido láctico procedente del músculo. El producto final es la glucosa.
Es una ruta anabólica: construye una molécula compleja a partir de precursores más sencillos y consume energía. No es simplemente la glucólisis al revés, porque tres de sus reacciones son irreversibles y hay que salvarlas con enzimas distintas; sintetizar una glucosa cuesta seis enlaces ricos en energía —cuatro ATP y dos GTP— además de dos NADH.
Su importancia fisiológica es mantener la glucemia en el ayuno, cuando se ha agotado el glucógeno hepático, para abastecer al cerebro y a los eritrocitos, que dependen de la glucosa.
La glucólisis se realiza íntegramente en el citosol, y no necesita oxígeno ni orgánulo alguno; por eso la comparten todos los seres vivos, procariotas incluidos.
La gluconeogénesis ocurre también fundamentalmente en el citosol, pero no del todo: su primera reacción, la carboxilación del piruvato a oxalacetato, tiene lugar en la matriz mitocondrial, y la glucosa-6-fosfatasa que libera la glucosa final está en la membrana del retículo endoplasmático. Se localiza sobre todo en el hígado y, en menor medida, en la corteza renal.
Que las dos rutas transcurran en el mismo compartimento obliga a regularlas de forma recíproca, para que no funcionen a la vez y consuman ATP en un ciclo inútil.