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El anabolismo consiste en la síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras moléculas más simples, con la energía proporcionada por los enlaces fosfatos del ATP y el poder reductor. El ATP necesario puede proceder del catabolismo, de la fotosíntesis o de la quimiosíntesis.
Se distinguen dos tipos de anabolismo:
La fotosíntesis es el proceso por el que los organismos fotoautótrofos o fotolitótrofos captan la energía de la luz solar y la transforman en energía química (ATP) que utilizan para sintetizar materia orgánica a partir de otros compuestos inorgánicos más sencillos.
Estos organismos fotosintéticos (bacterias, algas, plantas), a partir de la luz de sol, producen energía química (ATP) y poder reductor (NADPH), transformando el agua y el dióxido de carbono de la atmósfera en glúcidos. También se produce oxígeno, que será utilizado en la respiración de plantas y animales. Además, el ATP y el NADPH se utilizarán para reducir y asimilar otros bioelementos, como el N y S.
La energía de la luz solar provoca el paso de electrones de unas moléculas a otras. El agua es el primer donante de electrones, y el CO2 el que recibirá estos electrones. El CO2 se combina con otras moléculas y forma un glúcido de tres carbonos (gliceraldehído-3-fosfato), a partir del cual se originarán otras moléculas orgánicas que las plantas necesitan como fuente de energía y para su desarrollo.
La fotosíntesis se realiza gracias a unos pigmentos fotosintéticos que pueden captar la energía luminosa. Cuando un fotón impacta con un electrón de un pigmento fotosintético, el electrón se excita a un nivel de energía superior, en una posición más alejada del núcleo, pudiendo perderse y quedar oxidado ese átomo. La molécula que le cederá otro electrón a ese átomo se llama primer dador de electrones, y los electrones que se han perdido, cargados con la energía del fotón, van a otra molécula denominada primer aceptor de electrones, pasando después por una serie de moléculas que los captan (se reducen) y ceden (se oxidan) sucesivamente, liberando energía que es aprovechada por la enzima ATP-sintasa para formar ATP, y quedar almacenada en sus enlaces éster-fosfóricos.
Se distinguen dos tipos de procesos fotosintéticos: la fotosíntesis oxigénica y la fotosíntesis anoxigénica.
La quimiosíntesis consiste en la síntesis de ATP a partir de la energía que se libera en reacciones de compuestos inorgánicos reducidos. Los organismos que realizan quimiosíntesis se denominan quimoautótrofos, quimiolitótrofos o quimiosintéticos, todos son bacterias que usan como fuente de carbono el dióxido de carbono en un proceso parecido al ciclo de Calvin de las plantas.
Muchas bacterias que viven en el fondo de los océanos usan la quimiosíntesis como forma de producir energía sin necesidad de luz solar, donde no pueden vivir organismos fotosintéticos. Muchas de estas bacterias son la fuente básica de alimentación para el resto de organismos del suelo oceánico, siendo el comportamiento simbiótico muy común.
Muchos de los compuestos reducidos que utilizan las bacterias, como el NH3 o el H2S son sustancias procedentes de la descomposición de la materia orgánica. Al oxidarlas, las transforman en sustancias minerales, NO3- y SO42-, respectivamente, que pueden ser absorbidas por las plantas. Estas bacterias cierran, por tanto, los ciclos biogeoquímicos, posibilitando la vida en el planeta.
Primera fase. Fase oxidativa: oxidación de compuestos inorgánicos.
Esta fase es similar a la fase fotoquímica o luminosa de la fotosíntesis.
En esta fase, la energía liberada en las reacciones de oxidación de sustancias inorgánicas (amoniaco, nitritos, azufre, hierro, etc.) se utiliza para sintetizar ATP (fosforilación oxidativa del ADP) y poder reductor (NADH en las bacterias en lugar de NADPH como en las plantas). Parte del ATP se emplea en provocar un transporte inverso en la cadena respiratoria de electrones para la obtención de NADH.
Segunda fase. Fase biosintética: biosíntesis de compuestos orgánicos.
Esta fase es similar a la fase biosintética u oscura de la fotosíntesis.
Utiliza el ATP y el NADH obtenidos en la fase anterior para reducir compuestos inorgánicos (CO2, NO-3, SO2-4) y obtener compuestos orgánicos.
Según el sustrato utilizado, las bacterias se clasifican en los siguientes grupos:
La gluconeogénesis (del griego "creación") es una ruta metabólica anabólica que permite la biosíntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos. Incluye la utilización de varios aminoácidos, lactato, piruvato, glicerol y cualquiera de los intermediarios del ciclo de los ácidos tricarboxílicos (o ciclo de Krebs) como fuentes de carbono para la vía metabólica. Todos los aminoácidos, excepto la leucina y la lisina, pueden suministrar carbono para la síntesis de glucosa. Los Ácidos grasos de cadena par no proporcionan carbonos para la síntesis de glucosa, pues el resultado de su β-oxidación (Acetil-CoA) no es un sustrato gluconeogénico; mientras que los ácidos grasos de cadena impar proporcionarán un esqueleto de carbonos que derivarán en Acetil-CoA y Succinil-CoA (que sí es un sustrato gluconeogénico por ser un intermediario del ciclo de Krebs). Algunos tejidos, como el cerebro, los eritrocitos, el riñón, la córnea del ojo y el músculo, cuando el individuo realiza actividad extenuante, requieren de un aporte continuo de glucosa, obteniéndola a partir del glucógeno proveniente del hígado, el cual solo puede satisfacer estas necesidades durante 10 a 18 horas como máximo, lo que tarda en agotarse el glucógeno almacenado en el hígado. Posteriormente comienza la formación de glucosa a partir de sustratos diferentes al glucógeno.
La gluconeogénesis tiene lugar casi exclusivamente en hígado (10% en los riñones). Es un proceso clave pues permite a los organismos superiores obtener glucosa en estados metabólicos como el ayuno.
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El anabolismo consiste en la síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras moléculas más simples, con la energía proporcionada por los enlaces fosfatos del ATP y el poder reductor. El ATP necesario puede proceder del catabolismo, de la fotosíntesis o de la quimiosíntesis.
Se distinguen dos tipos de anabolismo:
La fotosíntesis es el proceso por el que los organismos fotoautótrofos o fotolitótrofos captan la energía de la luz solar y la transforman en energía química (ATP) que utilizan para sintetizar materia orgánica a partir de otros compuestos inorgánicos más sencillos.
Estos organismos fotosintéticos (bacterias, algas, plantas), a partir de la luz de sol, producen energía química (ATP) y poder reductor (NADPH), transformando el agua y el dióxido de carbono de la atmósfera en glúcidos. También se produce oxígeno, que será utilizado en la respiración de plantas y animales. Además, el ATP y el NADPH se utilizarán para reducir y asimilar otros bioelementos, como el N y S.
La energía de la luz solar provoca el paso de electrones de unas moléculas a otras. El agua es el primer donante de electrones, y el CO2 el que recibirá estos electrones. El CO2 se combina con otras moléculas y forma un glúcido de tres carbonos (gliceraldehído-3-fosfato), a partir del cual se originarán otras moléculas orgánicas que las plantas necesitan como fuente de energía y para su desarrollo.
La fotosíntesis se realiza gracias a unos pigmentos fotosintéticos que pueden captar la energía luminosa. Cuando un fotón impacta con un electrón de un pigmento fotosintético, el electrón se excita a un nivel de energía superior, en una posición más alejada del núcleo, pudiendo perderse y quedar oxidado ese átomo. La molécula que le cederá otro electrón a ese átomo se llama primer dador de electrones, y los electrones que se han perdido, cargados con la energía del fotón, van a otra molécula denominada primer aceptor de electrones, pasando después por una serie de moléculas que los captan (se reducen) y ceden (se oxidan) sucesivamente, liberando energía que es aprovechada por la enzima ATP-sintasa para formar ATP, y quedar almacenada en sus enlaces éster-fosfóricos.
Se distinguen dos tipos de procesos fotosintéticos: la fotosíntesis oxigénica y la fotosíntesis anoxigénica.
La quimiosíntesis consiste en la síntesis de ATP a partir de la energía que se libera en reacciones de compuestos inorgánicos reducidos. Los organismos que realizan quimiosíntesis se denominan quimoautótrofos, quimiolitótrofos o quimiosintéticos, todos son bacterias que usan como fuente de carbono el dióxido de carbono en un proceso parecido al ciclo de Calvin de las plantas.
Muchas bacterias que viven en el fondo de los océanos usan la quimiosíntesis como forma de producir energía sin necesidad de luz solar, donde no pueden vivir organismos fotosintéticos. Muchas de estas bacterias son la fuente básica de alimentación para el resto de organismos del suelo oceánico, siendo el comportamiento simbiótico muy común.
Muchos de los compuestos reducidos que utilizan las bacterias, como el NH3 o el H2S son sustancias procedentes de la descomposición de la materia orgánica. Al oxidarlas, las transforman en sustancias minerales, NO3- y SO42-, respectivamente, que pueden ser absorbidas por las plantas. Estas bacterias cierran, por tanto, los ciclos biogeoquímicos, posibilitando la vida en el planeta.
Primera fase. Fase oxidativa: oxidación de compuestos inorgánicos.
Esta fase es similar a la fase fotoquímica o luminosa de la fotosíntesis.
En esta fase, la energía liberada en las reacciones de oxidación de sustancias inorgánicas (amoniaco, nitritos, azufre, hierro, etc.) se utiliza para sintetizar ATP (fosforilación oxidativa del ADP) y poder reductor (NADH en las bacterias en lugar de NADPH como en las plantas). Parte del ATP se emplea en provocar un transporte inverso en la cadena respiratoria de electrones para la obtención de NADH.
Segunda fase. Fase biosintética: biosíntesis de compuestos orgánicos.
Esta fase es similar a la fase biosintética u oscura de la fotosíntesis.
Utiliza el ATP y el NADH obtenidos en la fase anterior para reducir compuestos inorgánicos (CO2, NO-3, SO2-4) y obtener compuestos orgánicos.
Según el sustrato utilizado, las bacterias se clasifican en los siguientes grupos:
La gluconeogénesis (del griego "creación") es una ruta metabólica anabólica que permite la biosíntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos. Incluye la utilización de varios aminoácidos, lactato, piruvato, glicerol y cualquiera de los intermediarios del ciclo de los ácidos tricarboxílicos (o ciclo de Krebs) como fuentes de carbono para la vía metabólica. Todos los aminoácidos, excepto la leucina y la lisina, pueden suministrar carbono para la síntesis de glucosa. Los Ácidos grasos de cadena par no proporcionan carbonos para la síntesis de glucosa, pues el resultado de su β-oxidación (Acetil-CoA) no es un sustrato gluconeogénico; mientras que los ácidos grasos de cadena impar proporcionarán un esqueleto de carbonos que derivarán en Acetil-CoA y Succinil-CoA (que sí es un sustrato gluconeogénico por ser un intermediario del ciclo de Krebs). Algunos tejidos, como el cerebro, los eritrocitos, el riñón, la córnea del ojo y el músculo, cuando el individuo realiza actividad extenuante, requieren de un aporte continuo de glucosa, obteniéndola a partir del glucógeno proveniente del hígado, el cual solo puede satisfacer estas necesidades durante 10 a 18 horas como máximo, lo que tarda en agotarse el glucógeno almacenado en el hígado. Posteriormente comienza la formación de glucosa a partir de sustratos diferentes al glucógeno.
La gluconeogénesis tiene lugar casi exclusivamente en hígado (10% en los riñones). Es un proceso clave pues permite a los organismos superiores obtener glucosa en estados metabólicos como el ayuno.
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