METABOLISMO, CATABOLISMO y ANABOLISMO El conjunto de transformaciones de naturaleza Bioquímica ( Reacciones ) que se producen en un organismo se denominan Metabolismo. Las reacciones son reacciones Metabólicas, y los sustratos y productos se denominan Metabolitos. Las reacciones metabólicas que conducen a la degradación de moléculas mas o menos Complejas, se denominan reacciones Catabólicas. Las reacciones catabólicas permiten obtener energía y moléculas más sencillas, que se van a utilizar en la síntesis de otras moléculas. Las reacciones metabólicas que conducen a la síntesis de moléculas mas o menos complejas a partir de moléculas más sencillas, se denominan reacciones Anabólicas. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

MOLÉCULAS GRANDES METABOLISMO MOLÉCULAS PEQUEÑAS + Energía Destrucción CATABOLISMO ANABOLISMO Construcción MOLÉCULAS PEQUEÑAS + Energía Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Vamos a ver dos ejemplos de procesos catabólicos o degradativos El primero es la oxidación de glucosa hasta CO2 + Energía El segundo será la oxidación de ácido palmítico hasta CO2 + Energía Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

tejido,hasta el citosol. La glucosa es transportada mediante diferentes transportadores, dependiendo del tejido,hasta el citosol. La glucolisis convierte una molécula de glucosa ( 6 C ) en dos de piruvato [ 2 x ( 3 C ) ] Glucosa ( 6 C ) 2 Piruvato ( 3 C ) Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Entra en la mitocondria y es convertido en acetil-CoA + CO2 El Piruvato Entra en la mitocondria y es convertido en acetil-CoA + CO2 por el complejo PDH ( Piruvato Deshidrogenasa ) Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

El Pyr ( 3 C ) entra en la matriz mitocondrial (ver simporte Pyr/H+) El Complejo PDH convierte el Pyr ( 3 C ) en acetil-CoA ( 2 C ) El CTC oxida diferentes sustancias. La principal es el acetil-CoA Pyr ( 3 C ) CO2 PDH Acetil-CoA 2 C + CO2 Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Catabolismo La degradación del ácido palmítico es otro ejemplo de catabolismo. El ácido palmítico tiene 16 C, y lo encontramos en todas las células. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Los ácidos grasos son fragmentados a moléculas de 2 C Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

El Proceso de Beta-oxidación lo convierte en acetil-CoA ( 2 C ) El Palmítico ( 16 C ) entra en la matriz mitocondrial ( ver papel del CoA y la Carnitina en este proceso ) El Proceso de Beta-oxidación lo convierte en acetil-CoA ( 2 C ) El CTC oxida diferentes sustancias. La principal es el acetil-CoA CO2 Acetil-CoA 2 C Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Los procesos que hemos visto son CATABÓLICOS, puesto que tanto la glucolisis y la acción del complejo PDH sobre la glucosa como la beta-oxidación sobre palmítico proporcionan energía y fragmentos carbonados a la célula mediante un proceso degradativo de ambas moléculas. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Los procesos anabólicos conducen a la biosíntesis de moléculas de tamaño grande y mediano a partir de moléculas pequeñas. La síntesis de aminoácidos, lípidos como los ácidos grasos, triacilgliceroles, fosfolípidos, colesterol y esteroides, péptidos y proteínas, polisacáridos y ácidos nucleicos ( DNA y RNA ) son todos ellos procesos de construcción o anabólicos. Los procesos anabólicos requieren de fragmentos carbonados ( también frecuentemente de N, Pi, y más raramente de otros elementos como S. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

+ Citrato (6 C) Citrato (6 C) AGS OAA ( 4 C ) Cuando en la célula hay un exceso de fragmentos dicarbonados ( acetil-CoA ), estos fragmentos no se oxidan totalmente, sino que se van a utilizar para la síntesis de otras moléculas mas complejas ( ANABOLISMO ). En este ejemplo vemos como se usan estos fragmentos para sintetizar ácido palmítico. Acetil-CoA (2 C) Citrato (6 C) Citrato (6 C) AGS Acetil-CoA (2 C) + OAA ( 4 C ) Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Por lo tanto podemos incluir en el anabolismo cualquier proceso de construcción de metabolitos, moléculas de tamaño intermedio, y también de macromoléculas, como por ejemplo síntesis de Proteínas, DNA, RNA, etc. Así para la síntesis de DNA se requieren moléculas más pequeñas como son los desoxi- nucleotidos ( desoxinucleosidos trifosfato o dNTPs ), por ello el proceso anabólico implica la síntesis de los dNTPs y su posterior polimerización para sintetizar DNA. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid