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Proceso metabólico es aquel involucrado en la transformación de la materia en energía, comprende 2 etapas antagónicas, el ANABOLISMO, etapa de construcción o producción y el CATABOLISMO, etapa de degradación, lisis o destrucción. La relación entre reacción química y proceso metabólico, es que en la reacción química los catalizadores aceleran la velocidad de una reacción química, es decir, aceleran los procesos de síntesis, transformación de materia, lisis, etc,como las reacciones químicas originan desprendimiento de energía, estas reacciones pueden ser ENDOTÉRMICAS o EXOTÉRMICAS( liberación de calor hacia el exterior), y el proceso metabólico de acuerdo a la reacción química si es anabólico o catabólico.
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O Desde el punto de vista de la energía, los procesos metabólicos se clasifican en ENDERGÓNICOS (aquellos que consumen energía para realizar una reacción en particular, por ej., la reacción en la glucólisis, la reducción de la glucosa en glucosa6- fosfato requiere de un ATP celular, por lo tanto es endergónico), y EXERGÓNICO( liberación de energía hacia el medio externo), por ej., las combustiones biológicas en la respiración celular aerobia, la mayoría son reacciones exotérmicas ya que liberan energía química hacia el medio exterior en forma de ATP. Como ejemplo ilustrativo, la FOTOSÍNTESIS es ENDERGÓNICA, porque consume energía para la fabricación de alimentos, la RESPITACIÓN CELULAR AEROBIA Y ANAEROBIA es netamente EXERGÓNICA, porque libera energía hacia el exterior.
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O Desde el punto de vista de la materia, es ANABÓLICA y CATABÓLICA, las reacciones anabólicas transforman la MATERIA para la construcción de elementos celulares, o para la sustitución de estos cuando están dañados o envejecidos, las reacciones CATABÓLICAS, producen liberación total de energía hacia el medio, generan aparte de energía química, calórica que se disipa hacia el exterior o bien en partes muy pocas son retenidas por la célula para la actuación de sus procesos metabólicos.
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La fosforilación oxidativa significa formar ATP a partir de reacciones de óxido-reducción, es decir, el Pi( fósforo inorgánico) acoplado al ADP proviene de reacciones rédox, la fosforilación oxidativa se da en la glucólisis, en el ciclo de krebs y en la cadena oxidativa, los factores que desencadenan la producción de ATP en la cadena son las coenzimas reducidas provenientes del ciclo de krebs( NADH2y FADH) quien por intermedio de otros aceptores llamados citocromos conducen protones y electrones hasta llevarlo al último aceptor de electrones, el O2, como consecuencia, por cada mol de glucosa se obtienen 36 ATP, y subproductos de la respiración celular aerobia, el CO2 y H2O.
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O En la membrana interna de la mitocondria, se está generando energía libre producida por el flujo de electrones cuesta abajo, de niveles altos a niveles menores de energía, acoplado a un transporte de protones cuesta arriba. La energía libre ayuda a llevar estos protones contra un gradiente. Toda la energía libre de oxidación de los combustibles metabólicos después va a hacer potencial electroquímico transmembrana. Luego del flujo tranmembranal de protones impulsados al espacio intermembranal contra un gradiente, aumenta las concentraciones de protones ahí, los que luego son impulsados en sentido inverso, a favor de un gradiente, proporcionando energía libre para sintetizar el ATP; reacción catalizada por un complejo proteico, asociado a la membrana, que tiene subunidades proteicas, llamado complejo ATP sintasa. En la célula se realiza la glucosa y obtención de piruvato, entra a la mitocondria donde ocurre el ciclo de Krebs y la cadena transportadora de electrones (aquí hay liberación de CO2 y H2O
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O La materia orgánica sujeta a la degradación microbiana proviene de diferentes fuentes, siendo los remanentes vegetales, los restos de animales y las excreciones de éstos las principales. Además, las células microbianas muertas sirven como fuente de carbono para las generaciones posteriores de la comunidad microbiana. La química de la materia orgánica es claramente compleja y las investigaciones de las transformaciones y de los organismos responsables de las mismas son extremadamente interesantes pero no exentas de problemas que provienen fundamentalmente de la heterogeneidad de los sustratos naturales.
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O Es el resultado de los procesos de digestión, asimilación y metabolización de un compuesto orgánico llevado a cabo por bacterias, hongos, protozoos y otros organismos. En principio, todo compuesto sintetizado biológicamente puede ser descompuesto biológicamente. Sin embargo, muchos compuestos biológicos (lignina, celulosa, etc.) son difícilmente degradados por los microorganismos debido a sus características químicas. La biodegradación es un proceso natural, ventajosa no sólo por permitir la eliminación de compuestos nocivos impidiendo su concentración, sino que además es indispensable para el reciclaje de los elementos en la biosfera, permitiendo la restitución de elementos esenciales en la formación y crecimiento de los organismos (carbohidratos, lípidos, proteínas).
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La descomposición puede llevarse a cabo en presencia de oxigeno (aeróbica) o en su ausencia (anaeróbica). La primera es más completa y libera energía, dióxido de carbono y agua, es la de mayor rendimiento energético. Los procesos anaeróbicos son oxidaciones incompletas y liberan menor energía.
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O El origen de la materia orgánica que se encuentra en una masa de agua puede ser autóctono o alócatenos. El primero consiste en cadáveres de organismos, mudas, excreciones, productos de la senescencia y muerte de plantas acuáticas, secreciones de algas y plantas acuáticas. En las aguas dulces, frecuentemente la materia orgánica proviene de fuentes alóctonas o litorales, transportadas hasta el cuerpo de agua por acción del viento o por la escorrentía y consiste fundamentalmente en hojas, ramas, frutos, polen y materia orgánica disuelta de muy diversos orígenes (fertilizantes, aguas residuales, etc.).
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O Los residuos sólidos urbanos que terminan en un sitio de disposición final descomponer, en principio vía aerobia y luego, en la mayor parte del proceso, vía anaerobia, generando como productos principales el lixiviado y el biogás. El factor principal que promueve la generación de estos productos es el agua pluvial que atraviesa la materia depositada, estableciendo así las condiciones favorables para los procesos fisicoquímicos y bioquímicos de la descomposición. Con la descomposición de los residuos y la lixiviación de sus componentes se producen diferentes materias contaminantes que podrían ser peligrosas, lo que hace importante darle un manejo adecuado, tanto al lixiviado como al biogás. O Bajo el marco de los tratados internacionales en materia de residuos, sustancias tóxicas y gases de efecto invernadero, se debe promover la disminución de la contaminación al ambiente derivada de la disposición final de los residuos, lo que implica no sólo el manejo adecuado de los lixiviados y la reducción de las emisiones de metano y bióxido de carbono, sino también el posible aprovechamiento del biogás para la producción de energía eléctrica. Para ello, se podrá aprovechar además el llamado Mecanismo de desarrollo limpio, establecido para la implementación de tales proyectos a nivel nacional e internacional.
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O La principal diferencia entre la fosforilación oxidativa en procariotas y eucariotas es que tanto bacterias como arqueas utilizan una gran variedad de donantes y aceptores de electrones. Esto permite a los procariotas desarrollarse en una amplia variedad de condiciones ambientales.83 En E. coli, por ejemplo, la fosforilación oxidativa puede ser llevada a cabo por un gran número de pares de agentes reductores y oxidantes, los cuales son listados a continuación. El potencial medio de un químico mide cuanta energía es liberada cuanto este es oxidado o reducido, teniendo los agentes reductores un potencial negativo y los agentes oxidante un potencial positivo.
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