Metabolismo

Por ejemplo, algunas células procariotas utilizan sulfuro de hidrógeno como nutriente, pero ese gas es venenoso para los animales.Con esta tecnología, organismos como las levaduras, las plantas o las bacterias son modificados genéticamente para tornarlos más útiles en algún campo de la biotecnología, como puede ser la producción de drogas, antibióticos o químicos industriales.Muchas biomoléculas pueden interaccionar para crear polímeros como el ácido desoxirribonucleico (ADN) y las proteínas.[18]​ En la siguiente tabla se muestran los biopolímeros más comunes: Las proteínas están compuestas por los aminoácidos, dispuestos en una cadena lineal y unidos por enlaces peptídicos.Son las moléculas biológicas más abundantes y desempeñan varios papeles en la célula; algunos actúan como moléculas de almacenamiento de energía (almidón y glucógeno) o como componentes estructurales (celulosa en las plantas, quitina en los animales).[21]​ Los carbohidratos básicos se denominan monosacáridos e incluyen galactosa, fructosa y el más importante, la glucosa.El ARN de ribozimas como los ribosomas es similar a las enzimas y puede catabolizar reacciones químicas.[29]​ La coenzima más importante es el adenosín trifosfato (ATP), nucleótido que se utiliza para transferir energía química entre distintas reacciones.Una vitamina es un compuesto orgánico necesario en pequeñas cantidades que no puede ser sintetizado en las células.Están formadas por sustancias químicas compuestas principalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, sulfuro y fósforo.Las biomoléculas son el fundamento de la vida y cumplen funciones imprescindibles para los organismos vivos.[42]​ El conjunto de reacciones catabólicas más común en los animales puede ser separado en tres etapas distintas.En la primera, moléculas orgánicas grandes como las proteínas, los polisacáridos o los lípidos son digeridas en componentes más pequeños fuera de las células.De forma global, en el catabolismo se pueden distinguir los siguientes tres bloques principales: 1.[45]​ Los aminoácidos, los monosacáridos y los triglicéridos liberados por esas enzimas extracelulares son absorbidos por las células mediante proteínas específicas de transporte.[49]​ El piruvato o ácido pirúvico es un intermediario en varias rutas metabólicas, pero en su mayor parte es convertido en acetil CoA y cedido al ciclo de Krebs.El glicerol entra en la glucólisis y los ácidos grasos son degradados por beta oxidación para liberar acetil CoA, que luego se cede al ya nombrado ciclo de insulina.Debido a sus altas proporciones de grupo metileno, los ácidos grasos liberan más energía en su oxidación que los carbohidratos, puesto que las estructuras de carbohidratos como la glucosa contienen más oxígeno en su interior.[59]​ Esos procesos microbióticos son importantes en ciclos biogeoquímicos como la nitrificación y la desnitrificación, esenciales para la fertilidad del suelo.Esas estructuras se clasifican en dos según su pigmento: las bacterias tienen un solo grupo mientras que en las plantas y las cianobacterias pueden ser dos.[64]​ En las plantas el fotosistema II usa energía solar para obtener los electrones del agua y libera oxígeno como producto de desecho.[42]​ Esos protones se mueven a través de la ATP-sintasa mediante el mecanismo explicado anteriormente.[65]​ El anabolismo es el conjunto de procesos metabólicos constructivos en los que la energía liberada por el catabolismo se utiliza para sintetizar moléculas complejas.Los organismos difieren en cuanto a la cantidad de moléculas que pueden sintetizar por sí mismos en sus células.Cada proteína posee una secuencia única e irrepetible de aminoácidos, la que se conoce como su estructura primaria.[93]​ Todos los organismos se encuentran expuestos de manera constante a compuestos y elementos químicos que no pueden utilizar como alimento y que serían dañinos si se acumularan en sus células porque no tendrían una función metabólica.Esos compuestos potencialmente dañinos se llaman xenobióticos.Testa B. y Krämer S., "The biochemistry of drug metabolism—an introduction: part 1.[99]​ Sin embargo, una bacteria estresada podría ser más efectiva para la degradación de esos contaminantes.[104]​[105]​ Esa regulación permite que los organismos respondan a estímulos e interaccionen con el ambiente.[110]​ Esas señales son transmitidas hacia el interior celular mediante mensajeros secundarios que generalmente involucran la fosforilación de proteínas.