Ciclo de la Urea
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El Ciclo de la Urea tiene como objetivo eliminar el exceso de nitrógeno de las células (y por consiguiente del organismo). Consta de cinco reacciones, dos de las cuales se lleva a cabo dentro de la mitocondria y tres en el citoplasma. Fue descubierta en 1932 por Hans Krebs (quien también descubrió el ciclo del ácido cítrico). Como su nombre lo indica, se sintetiza urea, una molécula nitrogenada, soluble y poco tóxica para el organismo. De esta forma, el nitrógeno generado por las células en forma de amoniaco (NH3) es convertido en urea y eliminado en la orina.
El nitrógeno en los seres vivos se encuentra comúnmente en forma de grupos amino en los aminoácidos. Estos grupos amino se pueden transferir a otras moléculas que necesiten átomos de Nitrógeno, sin embargo, si hay un exceso de nitrógeno en el organismo, este debe ser eliminado. Los peces excretan el nitrógeno en forma de amoniaco (se les llama amonotélicos); los reptiles y las aves secretan el nitrógeno en forma de ácido úrico (son uricotélicos); mientras que los mamíferos lo eliminan en forma de urea (son ureotélicos).
En el caso de los organismos ureotélicos, los grupos amino (en forma de amoníaco) depositados en las mitocondrias de los hepatocitos (células del hígado) se convierten en urea mediante el Ciclo de la Urea. La urea pasa al torrente sanguíneo y de ahí a los riñones para ser excretada en la orina.
Otro aspecto que es necesario considerar del Ciclo de la Urea es que tiene una conexión con el Ciclo de Krebs. Veamos con detalle las cinco reacciones.
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El Ciclo de la Urea tiene como objetivo eliminar el exceso de nitrógeno de las células (y por consiguiente del organismo). Consta de cinco reacciones, dos de las cuales se lleva a cabo dentro de la mitocondria y tres en el citoplasma. Fue descubierta en 1932 por Hans Krebs (quien también descubrió el ciclo del ácido cítrico). Como su nombre lo indica, se sintetiza urea, una molécula nitrogenada, soluble y poco tóxica para el organismo. De esta forma, el nitrógeno generado por las células en forma de amoniaco (NH3) es convertido en urea y eliminado en la orina.
El nitrógeno en los seres vivos se encuentra comúnmente en forma de grupos amino en los aminoácidos. Estos grupos amino se pueden transferir a otras moléculas que necesiten átomos de Nitrógeno, sin embargo, si hay un exceso de nitrógeno en el organismo, este debe ser eliminado. Los peces excretan el nitrógeno en forma de amoniaco (se les llama amonotélicos); los reptiles y las aves secretan el nitrógeno en forma de ácido úrico (son uricotélicos); mientras que los mamíferos lo eliminan en forma de urea (son ureotélicos).
En el caso de los organismos ureotélicos, los grupos amino (en forma de amoníaco) depositados en las mitocondrias de los hepatocitos (células del hígado) se convierten en urea mediante el Ciclo de la Urea. La urea pasa al torrente sanguíneo y de ahí a los riñones para ser excretada en la orina.
Otro aspecto que es necesario considerar del Ciclo de la Urea es que tiene una conexión con el Ciclo de Krebs. Veamos con detalle las cinco reacciones.
Primera reacción del ciclo de la Urea
Esta primera reacción se lleva a cabo en el interior de la mitocondria. Una molécula de dióxido de carbono (CO2) en forma de ión bicarbonato (HCO3-) se combina con un amoniaco (NH3) para dar Carbamoil-fosfato. Esta reacción irreversible es catalizada por la Carbamoil Fosfato Sintetasa I (Número EC 6.3.4.16) y requiere de 2 moléculas de ATP.Segunda reacción del ciclo de la Urea
En el siguiente paso, el Carbamoil es transferido a la Ornitina formando Citrulina y la consiguiente liberación de un fosfato inorgánico (Pi). Es catalizada por la enzima Ornitina Transcarbamoilasa (Número EC 2.1.3.3) y también ocurre en la mitocondria. La Citrulina debe salir de la mitocondria para continuar con el Ciclo de Urea, para ello usa un transportador llamado ORC (del inglés Ornithine Carrier).Tercera reacción del ciclo de la Urea
En esta reacción, la Citrulina se une al aminoácido Aspartato para formar Arginino-succinato. Es catalizada por la enzima Arginino-succinato Sintetasa (Número EC 6.3.4.5) y requiere la energía de dos grupos fosfato del ATP, liberando pirofosfato inorgánico (PPi), para activar a la Citrulina (uniéndola a AMP).Cuarta reacción del ciclo de la Urea
La enzima Arginino-succinato Liasa (Número EC 4.3.2.1) cataliza la ruptura del Arginino-succinato en Arginina y Fumarato. La Arginina continuará en el Ciclo de la Urea, mientras que el Fumarato podrá entrar al Ciclo de Krebs y formar Oxaloacetato que a su vez puede formar Aspartato (por una reacción de transaminación) y reponer el que ha sido usado en la reacción anterior. De esta manera, el Ciclo de la Urea y el Ciclo de Krebs están interconectados.Quinta reacción del ciclo de la Urea
Finalmente, la enzima Arginasa (Número EC 3.5.3.1) hidrolisa a la Arginina en Ornitina y Urea, terminando así el ciclo. La Ornitina iniciará otra serie de reacciones mientras que la Urea será liberada al torrente sanguíneo para su eliminación.Ir al tema siguiente: La Gluconeogénesis.
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