Considere la ruta metabólica reportada Buehler y colaboradores para el microorganismo Clostridium acetobutylicum y proponga un mecanismo (empleando cualquier concepto aprendido en clase que le permita optimizar la producción de los solventes mencionados.
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
Somos pura química. Cualquier ser vivo debe ser capaz de albergar en su interior “fábricas” e “industrias” que, por un lado, generen la energía necesaria para mantener funcionales todos los procesos vitales y, por otro lado, consuman energía para fabricar moléculas que, de nuevo, nos mantengan vivos.
En este sentido, las personas (y cualquier otro ser vivo) somos un “horno” de reacciones químicas. En el interior de nuestras células tienen lugar una serie de procesos bioquímicos en los que las moléculas (que vienen de los alimentos que consumimos) se rompen, liberando así energía.
Posteriormente, esta energía que se ha obtenido es consumida también por parte de la célula para mantenerse activa y sintetizar moléculas que necesita para garantizar nuestra salud. Esta energía se necesita para, entre muchas otras cosas, permitir la comunicación entre neuronas, renovar y regenerar células, permitir los movimientos musculares, activar el sistema inmune, etc.
Este delicado equilibrio entre obtener y consumir energía se denomina metabolismo. Y en nuestro cuerpo tiene lugar distintas rutas metabólicas, las cuales tienen importancia individual pero se relacionan las unas con las otras. En el artículo de hoy entenderemos qué son las rutas metabólicas, qué características tienen cada uno de los distintos tipos y veremos ejemplos de cada.
¿Qué son las rutas metabólicas?
A grandes rasgos, una ruta metabólica es una reacción química en la que una molécula A se convierte en una molécula B. Si la molécula B es más compleja que la A, para generarla será necesario gastar energía, pero si es más sencilla, este proceso generará energía.
Esto es solo un resumen. Pero la realidad es que la bioquímica y todo lo que tiene que ver con el metabolismo se encuentra entre lo más complicado de la biología, pues estas reacciones químicas, además de que en ellas están involucradas muchas moléculas distintas, están ligadas entre ellas, por lo que no pueden estudiarse de forma compartimentada.
Pero como el objetivo de hoy no es hacer una clase de bioquímica pura, intentaremos simplificarlo al máximo para que algo tan complejo como el metabolismo resulte, al menos, un poco más comprensible.
Y para entender lo que es el metabolismo, introduciremos algunos protagonistas: células, metabolitos, enzimas, energía y materia. Ahora los veremos uno por uno y analizaremos su papel.
Todas las reacciones químicas tienen lugar en el interior de nuestras células. Esto significa que todos y cada uno de los procesos para obtener (y consumir) energía suceden dentro de nuestras células, ya sean del sistema nervioso o de los músculos. Dependiendo de la ruta, esta tendrá lugar en el citoplasma, en el núcleo, en las mitocondrias, etc.
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Y es que el medio interno de las células reúne todas las condiciones necesarias para permitir que las reacciones químicas de obtención (y consumo) de energía sean eficientes. Pero, ¿por qué? Muy sencillo: porque en el interior de las células es donde tenemos unas moléculas imprescindibles para acelerar las reacciones químicas. Estas moléculas reciben el nombre de enzimas.
Estas enzimas son moléculas que aceleran la conversión de un metabolito a otro. Sin ellas, las reacciones químicas serían demasiado lentas y algunas incluso no podrían realizarse. Intentar desarrollar las reacciones químicas fuera de las células sería como intentar encender un petardo dentro del agua. Y hacerlo sin enzimas, intentar que la mecha prendiera sin fuego.
En este sentido, las enzimas son nuestro “mechero”, pues son las moléculas que hacen posible esta conversión de metabolitos. Y llevamos rato hablando de metabolitos, pero, ¿qué son exactamente? Los metabolitos son cada una de las moléculas que se generan en una reacción química.
Cualquier sustancia producida durante el metabolismo recibe el nombre de metabolito. Hay veces en las que solo hay dos, una sustancia de origen (metabolito A) y un producto final (metabolito B), pero la inmensa mayoría de veces, entre el origen y el final, hay decenas de metabolitos intermedios.
Cada paso de un metabolito a otro es posible gracias a la acción de las enzimas. Y es imprescindible que en el interior de nuestras células haya un correcto equilibrio entre metabolitos, pues esto hace posible que nuestro cuerpo mantenga su homeostasis, es decir, que nuestras funciones vitales permanezcan estables.
Y faltan dos conceptos: energía y materia. Y estos deben analizarse juntos, pues el metabolismo y las reacciones metabólicas en sí son una especie de “baile” entre energía y materia. Estas están relacionadas y deben encontrar su equilibrio.
Y en esto se basa el metabolismo. Dependiendo de lo que necesite el cuerpo, quemará materia para conseguir energía o consumirá energía para generar materia orgánica. Y aquí está la clave para entender en qué se diferencian los distintos tipos de rutas metabólicas.
Explicación: