El metabolismo de un organismo es la suma total de todas las reacciones químicas que ocurren dentro del organismo. Estas reacciones químicas se dividen en dos categorías básicas:

• Anabolismo: construir polímeros (moléculas grandes que la célula necesita).
• Catabolismo: romper polímeros para liberar energía.

Esto significa que el metabolismo se compone de la síntesis (anabolismo) y la degradación (catabolismo) (Figura 1).

Es importante saber que las reacciones químicas de las vías metabólicas no tienen lugar por sí solas. Cada paso de la reacción es facilitado, o catalizado, por una proteína llamada enzima. Las enzimas son importantes para catalizar todo tipo de reacciones biológicas, tanto las que requieren energía como las que la liberan. Consulte el capítulo sobre enzimas si necesita un recordatorio sobre este tema.

Considere el metabolismo del azúcar (un carbohidrato). Este es un ejemplo clásico de uno de los muchos procesos celulares que utilizan y producen energía. Los seres vivos consumen azúcares como principal fuente de energía, porque las moléculas de azúcar tienen una gran cantidad de energía almacenada en sus enlaces. En su mayor parte, los organismos que realizan la fotosíntesis, como las plantas, producen estos azúcares. Durante la fotosíntesis, las plantas utilizan la energía (originalmente de la luz solar) para convertir el gas de dióxido de carbono (CO2) en moléculas de azúcar (como la glucosa: C6H12O6). Consumen dióxido de carbono y producen oxígeno como producto de desecho. Esta reacción se resume como:

6CO2 + 6H2O->C6H12O6 + 6O2

Recordemos de la química que la abreviatura «CO2» significa «un átomo de carbono unido covalentemente a dos átomos de oxígeno». El agua, «H2O» es dos átomos de hidrógeno unidos covalentemente a un átomo de oxígeno. Y «C6H12O6» tiene 6 átomos de carbono, 12 átomos de hidrógeno y 6 átomos de oxígeno unidos covalentemente.

El proceso de producción de la glucosa a partir del dióxido de carbono y el agua requiere un aporte de energía para llevarse a cabo, ya que la glucosa contiene más energía en sus enlaces moleculares que el dióxido de carbono.

En cambio, las moléculas que almacenan energía, como la glucosa, se consumen para ser descompuestas y utilizar su energía. La reacción que cosecha la energía de una molécula de azúcar en las células que requieren oxígeno para sobrevivir puede resumirse en la reacción inversa a la fotosíntesis. En esta reacción se consume oxígeno y se libera dióxido de carbono como producto de desecho. La reacción se resume como:

C6H12O6 + 6O2->6H2O + 6CO2

Ambas reacciones implican muchos pasos.

Los procesos de fabricación y descomposición de las moléculas de azúcar ilustran dos ejemplos de vías metabólicas. Una vía metabólica es una serie de reacciones químicas que toma una molécula de partida y la modifica, paso a paso, a través de una serie de intermediarios metabólicos, dando finalmente un producto final. En el ejemplo del metabolismo del azúcar, la primera vía metabólica sintetizó el azúcar a partir de moléculas más pequeñas, y la otra vía descompuso el azúcar en moléculas más pequeñas.

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Texto adaptado de: OpenStax, Conceptos de Biología. OpenStax CNX. May 18, 2016 http://cnx.org/contents/[email protected]