Organismo | metabolismo
English: Organism

Metabolismo

Uma das propriedades dos seres vivos é a capacidade de transformar a matéria, produzindo suas próprias moléculas a partir de fontes externas de nutrientes e de energia. O conjunto de reações químicas características de um ser vivo é conhecido como metabolismo. De acordo com o tipo de metabolismo, os seres vivos podem ser classificados em autotróficos e heterotróficos. Os organismos autotróficos sintetizam seus componentes a partir de moléculas simples como H2O, CO2, NH3 e H2S. Os organismos heterotróficos adquirem energia pela oxidação de moléculas obtidas dos autotróficos.

Os organismos autotróficos podem ser classificados de acordo com a fonte de energia que usam para a síntese de suas moléculas. Os quimiolitotróficos oxidam compostos inorgânicos como NH3, H2S ou Fe2+. Já foram descritas grandes colônias de organismos quimiolitotróficos de crescimento muito lento, vivendo abaixo da terra a cinco quilômetros de profundidade.

2NH3 + 4O2 → 2HNO3 + 2H2O

H2S + 2O2 → H2SO4

4FeCO3 + O2 + 6H2O → 4Fe(OH)3 + 4CO2

Os organismos fotoautotróficos, como cianobactérias e plantas, obtêm energia a partir da fotossíntese. Nesse processo a energia luminosa é utilizada para catalisar a transferência de elétrons de compostos inorgânicos para o CO2, gerando carboidratos [(CH2O)n]. O doador mais comum é a água (H2O):

nCO2 + nH2O → (CH2O)n +nO2

Esse tipo de reação provavelmente gerou o O2 da atmosfera terrestre. Algumas cianobactérias também possuem a capacidade de fixar o nitrogênio da atmosfera em compostos orgânicos, tendo apenas a necessidade nutricional adicional de pequenas quantidades de minerais.

Algumas bactérias, como as bactérias fotossintéticas púrpuras e verdes, são capazes de realizar fotossíntese usando como doadores de elétrons H2, H2S, tiossulfatos ou compostos orgânicos. Essas bactérias vivem em habitats sem oxigênio, ricos em H2S.

nCO2 +2nH2S → (CH2O)n + nH2O +2nS

Os organismos heterotróficos podem ser aeróbios obrigatórios como os animais, usando o O2 atmosférico, ou anaeróbios, como as bactérias redutoras de sulfato ou desnitrificantes, que usam o sulfato e o nitrato como agentes oxidantes. Um processo de oxidação-redução intramolecular muito comum na maioria dos organismos é a fermentação, que propicia a degradação de compostos orgânicos sem o uso do oxigênio molecular.

Os organismos anaeróbios podem ser classificados em anaeróbios facultativos ou anaeróbios obrigatórios. Os facultativos podem se desenvolver tanto na ausência como na presença de O2. Já os obrigatórios não toleram a presença de O2 e são provavelmente semelhantes às formas primitivas de vida da Terra.

A quantidade de reações químicas que compõem o metabolismo de um ser vivo é enorme. Essas reações podem fazer parte de vias metabólicas, que são sequências de reações as quais são controladas de forma a não gerar produtos desnecessários. De uma forma geral, o metabolismo é dividido em duas categorias, o catabolismo e o anabolismo.

O catabolismo é a degradação de nutrientes e constituintes celulares para recuperar seus componentes e gerar energia. O anabolismo é a síntese de biomoléculas a partir de componentes mais simples.

O catabolismo fornece energia para as vias anabólicas na forma de ATP (do inglês adenosine triphosphate, em português trifosfato de adenosina). Reações geradoras de energia como a fotossíntese e a oxidação de nutrientes produzem ATP a partir da condensação de uma molécula de ADP (do inglês adenosine diphosphate, em português difosfato de adenosina) e um íon fosfato.

ADP + HPO42-  ↔ ATP + H2O

As vias anabólicas, transporte de moléculas e a contração muscular usam a energia da hidrólise do ATP. Dessa forma o ATP acopla as vias catabólicas e anabólicas:

ATP + H2O ↔ ADP + HPO42-