¿Por qué las vías metabólicas son irreversibles?

Ellos no están. No exactamente.

Tomemos, por ejemplo, el metabolismo de la glucosa. ¿Has oído hablar de la gluconeogénesis?

La mayoría de las reacciones metabólicas se encuentran en estado estacionario o casi constante , lo que significa que la concentración de los reactivos y productos permanece relativamente constante a lo largo del tiempo. Esto se debe a que para la vía genérica A → B → C, B se produce a partir de A tan pronto como se convierte en C. Las velocidades de las reacciones metabólicas están estrechamente controladas por los ciclos de inhibición de la retroalimentación y las señales celulares. PERO, un fenómeno que se usa como válvula de retención para mantener el equilibrio hacia el lado del producto (lo que llamamos descuidadamente reacciones “irreversibles”) es liberar una gran cantidad de energía (en forma de calor o desorden), tanto que sería enérgicamente muy difícil revertir la reacción. Esto se puede comparar a andar en bicicleta. Si viaja en una calle llana, es fácil darse la vuelta y volver por donde llegó (una reacción cercana al equilibrio es altamente reversible). Pero si te deslizas por una colina empinada, obtienes un impulso adicional de energía cinética (velocidad) a expensas de la energía potencial (altura). Esto es análogo a la hidrólisis de ATP: sacrificas un poco de energía potencial química para liberar energía libre, lo que hace que una reacción difícil ocurra espontáneamente. Ahora, si tratas de andar en bicicleta cuesta arriba, es difícil (pero no imposible). Ayudaría si alguien te diera un empujón (otro ATP o dos).

En resumen, siempre hay un camino atrás en la bioquímica, por lo que ninguna vía metabólica es verdaderamente irreversible. Las condiciones requeridas pueden no estar fácilmente disponibles en una celda, pero es posible. A menudo, dado que presionar una reacción en reversa requiere calor o concentraciones químicas que serían letales para una célula, la célula usa una vía diferente para recrear el material de partida. De lo contrario, si necesitara ejecutar una reacción en reversa usando la ruta original, esa ruta necesitaría estar siempre cerca del equilibrio, que es la antítesis de la definición química de la vida. En la analogía de la bicicleta, sería mejor ir por la calle un poco más allá y tomar las escaleras en el callejón hasta la cima de la colina.