Metabolismo, anabolismo y catabolismo

Definí metabolismo y explicá la diferencia entre anabolismo y catabolismo, poniendo un ejemplo de proceso de cada tipo.

Clasificá los siguientes procesos en anabólicos o catabólicos y justificá brevemente tu elección: la síntesis de proteínas, la respiración celular, la fotosíntesis y la digestión de los alimentos.

Distinguí entre organismos autótrofos y heterótrofos desde el punto de vista metabólico (fuente de carbono y de energía) y poné un ejemplo de cada tipo.

¿Qué es el ATP y por qué se lo conoce como la «moneda energética» de la célula? Indicá qué ocurre cuando se hidroliza a ADP.

Describí la composición química de la molécula de ATP (base nitrogenada, azúcar y grupos fosfato) e indicá qué enlace se rompe cuando se hidroliza a ADP y por qué se dice que ese enlace es rico en energía.

¿Por qué la fuente inmediata de energía de la célula es el ATP y no la glucosa? Razoná la respuesta comparando cómo se libera la energía en cada caso (en pequeñas dosis aprovechables frente a la combustión rápida y descontrolada que supondría liberar de golpe toda la energía de la glucosa).

Poné dos ejemplos de procesos de la vida diaria que dependan de la energía liberada al hidrolizar ATP (contracción muscular, transporte activo, síntesis de moléculas, transmisión del impulso nervioso) y explicá brevemente uno de ellos.

Clasificá las siguientes actividades de una célula muscular según consuman o liberen ATP, justificando cada caso: la contracción, la síntesis de glucógeno, la degradación de la glucosa en la glucólisis y el transporte activo de iones a través de la membrana.

Durante el ejercicio físico, el consumo de oxígeno de una persona puede multiplicarse por diez o más. Explicá qué relación tiene este hecho con el metabolismo celular y razoná por qué el oxígeno solo es necesario para una parte del metabolismo energético.

Un veneno bloquea la hidrólisis del ATP sin impedir su síntesis. Predecí, razonando, qué ocurrirá con la concentración celular de ATP, con el anabolismo, con el catabolismo y con los trabajos celulares, y explicá por qué la célula acabará muriendo aunque esté «llena» de ATP.

Un ser humano adulto de 70 kg posee en cualquier instante una masa total constante de apenas unos 50 g de ATP. Sin embargo, su actividad basal y cotidiana exige hidrolizar y resintetizar aproximadamente 50 kg de ATP cada 24 horas.

1. a) Calculá cuántas veces al día se recicla en promedio cada molécula de ATP en este individuo y deducí el tiempo medio (en segundos o minutos) que transcurre entre la síntesis de una molécula de ATP y su posterior hidrólisis.
2. b) Si nuestro organismo no pudiera reciclar el ADP y tuviera que almacenar de antemano como ATP libre los 50 kg requeridos para la jornada, justificá las consecuencias insalvables que esto provocaría sobre el volumen celular y la presión osmótica de las células. Razoná por qué las grasas neutras (triacilgliceroles) y los polisacáridos son macromoléculas fisiológicamente idóneas como depósitos energéticos a largo plazo frente al ATP.

¿Qué es una enzima y por qué se dice que las reacciones del metabolismo son reacciones catalizadas? Indicá qué le ocurre a la enzima al finalizar la reacción.

¿Qué es la energía de activación de una reacción? Explicá cómo consiguen las enzimas que las reacciones metabólicas ocurran con rapidez a la temperatura del cuerpo humano.

Las transformaciones metabólicas ocurren en rutas formadas por muchas reacciones encadenadas, cada una catalizada por una enzima. Explicá qué es una ruta metabólica y qué ventajas ofrece dividir una transformación en numerosos pasos.

Explicá por qué se dice que los seres vivos son sistemas abiertos desde el punto de vista del intercambio de materia y energía, y qué diferencia hay en este aspecto con una máquina aislada.

Observá el esquema del intercambio de materia y energía en el metabolismo. Indicá qué proceso (anabolismo o catabolismo) representan A y B, qué molécula se señala con ? y explicá, con un ejemplo, cómo la energía liberada por un proceso alimenta al otro.