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7.2.1. Catabolismo y obtención de energía

Catabolismo y obtención de energía

El catabolismo se encarga de la degradación oxidativa de moléculas orgánicas para obtener la energía necesaria para las funciones vitales de la célula.

Las moléculas se van oxidando, cediendo electrones (o los hidrógenos) hasta una última molécula que los acepte. Según sea la naturaleza de ese aceptor de electrones, se distinguen dos tipos de organismos:

  • Organismos aerobios. El aceptor final de electrones es el oxígeno, por lo que tienen que vivir en medios con oxígeno.
  • Organismos anerobios. El aceptor final de electrones es una molécula distinta del O2, como el NO2- o SO42-, por ejemplo.

Reacciones redox

En el catabolismo, todas las reacciones químicas en las que se libera energía son reacciones de oxidación. Se transfieren electrones de una molécula que los cede a otra que los acepta. Por tanto, para que se produzca una oxidación es necesaria una reducción, por lo que a estas reacciones se les llama reacciones redox (reacciones de oxidación-reducción).

En estas reacciones se transfieren electrones o átomos de hidrógeno de un compuesto a otro. Las moléculas que ceden átomos de hidrógeno se oxidan, mientras que las que los aceptan se reducen.

Recuerda:

Características de las reacciones redox

Reacciones de oxidación

Reacciones de reducción

Pérdida de hidrógenos

Adición de hidrógenos

Pérdida de electrones

Adición de electrones

Liberación de energía

Almacenamiento de energía

 

Reacciones redox

Compuesto oxidado

Compuesto reducido

A + BO → AO + B

AO

B

AH + B → A + BH

A

BH

A + B → A+ + B-

 A+

 B-

Cuando los átomos de hidrógeno se liberan en las reacciones de oxidación, también se libera gran cantidad de la energía almacenada en esos enlaces.

Algunos nucleótidos como el NAD+, el NADP+ o el FAD, son transportadores de hidrógeno, captando los átomos de hidrógeno que se liberan en las moléculas que se oxidan y transfiriéndolos a las moléculas aceptores, que se reducirán.

Procesos catabólicos en condiciones aerobias

El catabolismo aerobio está constituido por varios procesos en los que se obtiene energía en forma de moléculas de ATP, que se utilizarán en otros procesos que se requieran, como en el anabolismo. Sólo se puede aprovechar la energía almacenada en ATP, pues si no se almacena, se disipa en forma de calor.

Tanto los glúcidos como los ácidos grasos son degradados mediante la glucólisis y la β-oxidación, respectivamente a acetil-CoA. Las proteínas también se degradan a otros compuestos hasta entrar todos ellos en el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria, produciendo CO2, H2O y ATP.

Preguntas que han salido en exámenes de acceso a la Universidad (Selectividad, EBAU, EvAU)

Cantabria, Junio de 2021, pregunta 9

En presencia de O2:

a) ¿en qué etapa del metabolismo coinciden los procesos catabólicos de triglicéridos e hidratos de carbono?
b) ¿cuáles son los productos finales de sus respectivos catabolismos?
c) ¿cuál de los dos tipos de biomoléculas proporciona un mayor rendimiento calórico por molécula degradada en la citada circunstancia?
d) ¿en qué compartimento/orgánulo celular ocurre este proceso?
Razone las respuestas

País Vasco, Junio de 2021, pregunta 2A

Los ácidos grasos y su metabolismo:

a) (1.0 punto) Explica brevemente la ruta que se emplea para degradar los ácidos grasos y en qué lugar de la célula se localiza.

b) (0.75 puntos) ¿Qué productos (metabolitos) se obtienen de la degradación de ácidos graos y para qué se utilizan?

c) (0.75 puntos) Indica qué papel desempeña en el proceso la coenzima A (CoA-SH) y en qué lugar lo realiza.

Canarias, Julio de 2021, pregunta 6

6. En la figura adjunta se muestra un esquema de parte del metabolismo.

a. Identifica las diferentes rutas metabólicas (1 a 5).
b. Indica donde tienen lugar cada una de las diferentes rutas en la célula.

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