Características del metabolismo

El metabolismo tiene en común las siguientes características:
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Las reacciones metabólicas están acopladas energéticamente mediante el ATP pues las reacciones catabólicas liberan energía mientras que las anabólicas requieren energía. Esta energía se transfiere del catabolismo al anabolismo almacenada en la molécula de ATP. La energía está almacenada en los enlaces entre los grupos fosfato que son enlaces de alta energía y al romperse este enlace se libera mucha energía y el ATP se transforma en ADP (en el catabolismo se produce ATP a partir de ADP + Pi (fosfato inorgánico) y en el anabolismo se usa el ATP dando ADP + Pi que volverá a las rutas catabólicas para volver a formar ATP). En el catabolismo la siguiente ecuación va hacia la izquierda (forma ATP) y en el anabolismo hacia la derecha (gasta ATP):

ATP ↔ ADP + Pi + Energía

Hay dos formas de obtener ATP:
1- Fosforilación a nivel de sustrato: X-P + ADP → X + ATP consiste en que una molécula que tiene unido un grupo fosfato se lo cede al ADP formando ATP.
2- Fosforilación oxidativa y fotofosforilación: en este caso el ADP se une a un fosfato inorgánico (que no estaba unido a ninguna molécula orgánica), esto sucede en la membrana mitocondrial interna (fosforilación oxidativa) y en la membrana de los tilacoides (fotofosforilación) donde hay ATPasas o partículas F que aprovechan la energía del gradiente de H⁺ (los H⁺ pasan a través de las partículas F) producido por la cadena de transporte de electrones para sintetizar ATP. En la membrana de los tilacoides, como el responsable del transporte de electrones ha sido la luz solar se llama fotofosforilación: ADP + Pi → ATP
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Las reacciones metabólicas son reacciones de oxido-reducción pues el catabolismo es un proceso de oxidación y el anabolismo de reducción, es decir, el catabolismo libera H⁺ (o electrones) y el anabolismo los coge. Se puede decir por tanto que el catabolismo es un proceso de deshidrogenación y el anabolismo lo es de hidrogenación. Las sustancias que transportan los hidrógenos son coenzimas como NAD⁺, FAD, FMN, NADP... En el catabolismo los coenzimas cogen los hidrógenos quitados en las oxidaciones formando NADH+ H⁺, FADH₂, FMNH₂, NADPH₂... y en el anabolismo los coenzimas reducidos (con hidrógenos) ceden los hidrógenos para producir las reducciones volviendo a quedar los coenzimas sin hidrógenos (NAD⁺, FAD, FMN, NADP...), por lo que podrán volverse a usar en el catabolismo.
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Las reacciones metabólicas tienen una secuencia encadenada y catalizada por enzimas: una vía o ruta metabólica consiste en una sucesión de reacciones encadenadas en las que se generan intermediarios metabólicos o metabolitos. Cada reacción está catalizada por una enzima diferente.
Las rutas metabólicas pueden ser lineales (como la glucólisis) o circulares (como el ciclo de Krebs. Las lineales a su vez pueden ser convergentes como en el catabolismo o divergentes como en el anabolismo.

· Las reacciones metabólicas están compartimentadas pues las distintas vías metabólicas se sitúan en zonas celulares diferentes. En el metabolismo tienen lugar muchas reacciones (muchas vías o rutas), que tienen lugar de forma simultánea, y para evitar interferencias entre ellas (por ejemplo que interfieran enzimas que hacen reacciones opuestas) cada una ocurre en un compartimento celular (en un orgánulo), es decir, las rutas están compartimentalizadas, y con ello la eficacia enzimática (al estar en sitios concretos es más fácil que contacten enzima y sustrato, no necesitando tanta concentración de ambos) es mayor. Por ejemplo:
· Citoplasma: Glucólisis, gluconeogénesis, glucogenogenesis, síntesis de triglicéridos y de proteínas (traducción).
· Mitocondria: Ciclo de krebs, b-oxidación, fosforilación oxidativa.
· Retículo endoplasmático: síntesis de lípidos y de proteínas.
· Núcleo: duplicación y transcripción.