El anabolismo ( / ə n æ b ə l ɪ s m / ) es el conjunto de las vías metabólicas que construyen moléculas de unidades más pequeñas. [1] Estas reacciones requieren energía , también conocida como proceso endergónico . [2] El anabolismo es el aspecto de construcción del metabolismo , mientras que el catabolismo es el aspecto de descomposición. El anabolismo suele ser sinónimo de biosíntesis .
Camino [ editar ]
La polimerización , una vía anabólica utilizada para construir macromoléculas como ácidos nucleicos, proteínas y polisacáridos, utiliza reacciones de condensación para unir monómeros. [3] Las macromoléculas se crean a partir de moléculas más pequeñas utilizando enzimas y cofactores .
Fuente de energía [ editar ]
El anabolismo está impulsado por el catabolismo, donde las moléculas grandes se descomponen en partes más pequeñas y luego se utilizan en la respiración celular . Muchos procesos anabólicos son impulsados por la división del trifosfato de adenosina (ATP) . [4] El anabolismo generalmente implica reducción y disminuye la entropía , haciéndolo desfavorable sin entrada de energía. [5] Los materiales de partida, llamados moléculas precursoras, se unen utilizando la energía química disponible al hidrolizar ATP, reducir los cofactores NAD + , NADP + y FAD , o realizar otras reacciones secundarias favorables.[6] Ocasionalmente también puede ser impulsado por entropía sin aporte de energía, en casos como la formación de la bicapa de fosfolípidos de una célula, donde las interacciones hidrofóbicas agregan las moléculas. [7]
Cofactores [ editar ]
Los agentes reductores NADH , NADPH y FADH 2 , [8] , así como los iones metálicos, [3] actúan como cofactores en varios pasos de las vías anabólicas. NADH, NADPH y FADH 2 actúan como portadores de electrones , mientras que los iones metálicos cargados dentro de las enzimas estabilizan los grupos funcionales cargados en los sustratos .
Sustratos [ editar ]
Los sustratos para el anabolismo son en su mayoría intermedios tomados de las vías catabólicas durante los períodos de alta carga de energía en la célula. [9]
Funciones [ editar ]
Los procesos anabólicos construyen órganos y tejidos . Estos procesos producen crecimiento y diferenciación de células y aumento de tamaño corporal, proceso que implica la síntesis de moléculas complejas . Los ejemplos de procesos anabólicos incluyen el crecimiento y mineralización de los huesos y el aumento de la masa muscular .
Hormonas anabólicas [ editar ]
Los endocrinólogos han clasificado tradicionalmente las hormonas como anabólicas o catabólicas, según la parte del metabolismo que estimulan. Las hormonas anabólicas clásicas son los esteroides anabólicos , que estimulan la síntesis de proteínas y el crecimiento muscular, y la insulina .
Síntesis de carbohidratos fotosintéticos [ editar ]
La síntesis de carbohidratos fotosintéticos en plantas y ciertas bacterias es un proceso anabólico que produce glucosa , celulosa , almidón , lípidos y proteínas a partir del CO 2 . [5] Utiliza la energía producida a partir de las reacciones de la fotosíntesis impulsadas por la luz y crea los precursores de estas grandes moléculas a través de la asimilación del carbono en el ciclo de reducción de carbono fotosintético , también conocido como el ciclo de Calvin. [9]
Biosíntesis de aminoácidos [ editar ]
Todos los aminoácidos se forman a partir de intermedios en los procesos catabólicos de la glucólisis , el ciclo del ácido cítrico o la vía de las pentosas fosfato . De la glucólisis, la glucosa 6-fosfato es un precursor de la histidina ; El 3-fosfoglicerato es un precursor de la glicina y la cisteína ; piruvato de fosfoenol , combinado con eritrosa 4-fosfato derivado de 3-fosfoglicerato , forma triptófano , fenilalanina y tirosina ; y el piruvato es un precursor dealanina , valina , leucina e isoleucina . A partir del ciclo del ácido cítrico, el α-cetoglutarato se convierte en glutamato y posteriormente en glutamina , prolina y arginina ; y el oxalacetato se convierte en aspartato y posteriormente en asparagina , metionina , treonina y lisina . [9]
Almacenamiento de glucógeno [ editar ]
Durante los períodos de alto nivel de azúcar en sangre, la glucosa 6-fosfato de la glucólisis se desvía a la vía de almacenamiento de glucógeno. Se cambia a glucosa-1-fosfato por la fosfoglucomutasa y luego a UDP-glucosa por la UTP-glucosa-1-fosfato uridililtransferasa . La glucógeno sintasa agrega esta UDP-glucosa a una cadena de glucógeno. [9]
Gluconeogénesis [ editar ]
El glucagón es tradicionalmente una hormona catabólica, pero también estimula el proceso anabólico de la gluconeogénesis en el hígado y, en menor medida, en la corteza renal y los intestinos, durante la inanición para prevenir la hipoglucemia . [8] Es el proceso de convertir el piruvato en glucosa. El piruvato puede provenir de la descomposición de glucosa, lactato , aminoácidos o glicerol . [10] La vía de la gluconeogénesis tiene muchos procesos enzimáticos reversibles en común con la glucólisis, pero no es el proceso de glucólisis a la inversa. Utiliza diferentes enzimas irreversibles para garantizar que la ruta general se ejecute en una sola dirección. [10]
Reglamento [ editar ]
El anabolismo opera con enzimas separadas de la catálisis, que experimentan pasos irreversibles en algún punto de sus vías. Esto permite que la célula regule la tasa de producción y evite que se forme un ciclo infinito, también conocido como ciclo inútil , con catabolismo. [9]
El equilibrio entre anabolismo y catabolismo es sensible al ADP y al ATP, también conocido como carga de energía de la célula. Cantidades elevadas de ATP hacen que las células favorezcan la vía anabólica y ralenticen la actividad catabólica, mientras que el exceso de ADP ralentiza el anabolismo y favorece el catabolismo. [9] Estas vías también están reguladas por ritmos circadianos , con procesos como la glucólisis que fluctúan para coincidir con los períodos normales de actividad de un animal a lo largo del día. [11]
Etimología [ editar ]
La palabra anabolismo proviene del nuevo latín, que tiene las raíces del griego : ἁνά , "hacia arriba" y βάλλειν , "lanzar".
Referencias [ editar ]
- ↑ de Bolster MW (1997). "Glosario de términos utilizados en química bioinorgánica: anabolismo" . Unión internacional de Química Pura Aplicada. Archivado desde el original el 30 de octubre de 2007 . Consultado el 30 de octubre de 2007 .
- ↑ Rye C, Wise R, Jurukovski V, Choi J, Avissar Y (2013). Biología . Universidad Rice, Houston Texas: OpenStax. ISBN 978-1-938168-09-3.
- ↑ a b Alberts B, Johnson A, Julian L, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). Biología molecular de la célula (5ª ed.). Prensa CRC. ISBN 978-0-8153-3218-3. Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2017 . Consultado el 1 de noviembre de 2018 . URL alternativa
- ^ Nicholls DG, Ferguson SJ (2002). Bioenergética (3ª ed.). Prensa académica. ISBN 978-0-12-518121-1.
- ↑ a b Ahern K, Rajagopal I (2013). Bioquímica gratis y fácil (PDF) (2ª ed.). La Universidad Estatal de Oregon.
- ↑ Voet D, Voet JG, Pratt CW (2013). Fundamentos de bioquímica: vida a nivel molecular (Cuarta ed.). Hoboken, Nueva Jersey: Wiley. ISBN 978-0-470-54784-7. OCLC 738349533 .
- ↑ Hanin I, Pepeu G (11 de noviembre de 2013). Fosfolípidos: consideraciones bioquímicas, farmacéuticas y analíticas . Nueva York. ISBN 978-1-4757-1364-0. OCLC 885405600 .
- ↑ a b Jakubowski H (2002). "Una descripción general de las vías metabólicas - anabolismo" . Bioquímica en línea . College of St. Benedict, St. John's University: LibreTexts.
- ↑ a b c d e f Nelson DL, Lehninger AL, Cox MM (2013). Principios de bioquímica . Nueva York: WH Freeman. ISBN 978-1-4292-3414-6.
- ↑ a b Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L (2002). Bioquímica (5ª ed.). Nueva York: WH Freeman. ISBN 978-0-7167-3051-4. OCLC 48055706 .
- ^ Ramsey KM, Marcheva B, Kohsaka A, Bass J (2007). "El mecanismo de relojería del metabolismo". Revisión anual de nutrición . 27 : 219–40. doi : 10.1146 / annurev.nutr.27.061406.093546 . PMID 17430084 .
