O metabolismo de um organismo é a soma total de todas as reacções químicas que ocorrem dentro do organismo. Estas reacções químicas enquadram-se em duas categorias básicas:

• Anabolismo: construindo polímeros (moléculas grandes que a célula necessita).
• Catabolismo: quebrando polímeros para libertar energia.

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Isto significa que o metabolismo é composto de síntese (anabolismo) e degradação (catabolismo) (Figura 1).

É importante saber que as reacções químicas das vias metabólicas não ocorrem por si só. Cada etapa da reação é facilitada, ou catalisada, por uma proteína chamada enzima. As enzimas são importantes para catalisar todos os tipos de reacções biológicas – tanto as que requerem energia como as que libertam energia. Consulte o capítulo sobre enzimas se você precisar de um lembrete sobre este tópico.

Considere o metabolismo do açúcar (um carboidrato). Este é um exemplo clássico de um dos muitos processos celulares que usam e produzem energia. Os seres vivos consomem açúcares como uma das principais fontes de energia, porque as moléculas de açúcar têm uma grande quantidade de energia armazenada dentro das suas ligações. Na sua maioria, organismos fotossintetizadores como as plantas produzem estes açúcares. Durante a fotossíntese, as plantas usam energia (originalmente da luz solar) para converter gás de dióxido de carbono (CO2) em moléculas de açúcar (como glicose: C6H12O6). Elas consomem dióxido de carbono e produzem oxigénio como produto residual. Esta reação é resumida como:

6CO2 + 6H2O->C6H12O6 + 6O2

Recordar da química que a abreviação “CO2” significa “um átomo de carbono ligado covalentemente a dois átomos de oxigênio”. Água, “H2O” é dois átomos de hidrogénio covalentemente ligados a um átomo de oxigénio. E “C6H12O6” tem 6 átomos de carbono, 12 átomos de hidrogênio e 6 átomos de oxigênio que estão covalentemente ligados entre si.

O processo de produção de glicose a partir do dióxido de carbono e água requer uma entrada de energia para prosseguir, pois a glicose contém mais energia em suas ligações moleculares do que o dióxido de carbono contém.

Em contraste, moléculas de armazenamento de energia como a glicose são consumidas para serem decompostas para usar sua energia. A reação que colhe a energia de uma molécula de açúcar em células que necessitam de oxigênio para sobreviver pode ser resumida pela reação reversa à fotossíntese. Nesta reação, o oxigênio é consumido e o dióxido de carbono é liberado como um produto residual. A reação é resumida como:

C6H12O6 + 6O2->6H2O + 6CO2

Algumas destas reações envolvem muitas etapas.

Os processos de fabricação e quebra de moléculas de açúcar ilustram dois exemplos de caminhos metabólicos. Uma via metabólica é uma série de reacções químicas que toma uma molécula inicial e a modifica, passo a passo, através de uma série de intermediários metabólicos, acabando por produzir um produto final. No exemplo do metabolismo do açúcar, a primeira via metabólica sintetiza o açúcar a partir de moléculas menores, e a outra via dividiu o açúcar em moléculas menores.

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Texto adaptado de: OpenStax, Concepts of Biology. OpenStax CNX. 18 de maio de 2016 http://cnx.org/contents/[email protected]