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EL METABOLISMO DE LAS MOLÉCULAS NITROGENADAS, COMO LAS PROTEÍNAS Y LOS ÁCIDOS NUCLEICOS, SE DIFERENCIA DE FORMA SIGNIFICATIVA DEL METABOLISMO DE LOS carbohidratos y de los lípidos. Mientras que estas últimas moléculas pueden almacenarse y movilizarse cuando se requieren para reacciones de biosíntesis o para generar energía, no existe una molécula de almacenamiento de nitrógeno. (Una excepción a esta regla es el almacenamiento de proteínas en las semillas.) Los organismos deben reponer con constancia sus suministros de nitrógeno utilizable para sustituir al que se pierde en el catabolismo. Por ejemplo, los animales deben tener un suministro continuo de nitrógeno en su alimentación para sustituir al nitrógeno que se elimina como urea, ácido úrico y otros productos de desecho nitrogenados.
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A pesar de su estabilidad aparente, la mayoría de las células se están renovando de forma continua. Uno de los aspectos más obvios de la renovación celular es el recambio de proteínas y ácidos nucleicos, un proceso que da por resultado el flujo continuo de átomos de nitrógeno a través de los seres vivos. Los seres vivos reciclan el nitrógeno orgánico en diversos metabolitos antes de que al final se convierta en su forma inorgánica.
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Los animales disponen de moléculas que contienen un exceso de nitrógeno (o sea, aminoácidos y nucleótidos) mediante la producción y excreción subsiguiente de moléculas nitrogenadas de desecho. Aunque se han observado muchas variaciones entre las especies, pueden realizarse las generalizaciones siguientes. El nitrógeno de los aminoácidos se elimina por reacciones de desaminación y se convierte en amoniaco. La naturaleza tóxica de esta molécula requiere que se destoxifique, que se elimine tan rápido como se genera o ambas situaciones. Los animales terrestres, que deben conservar el agua corporal, convierten el amoniaco en moléculas que pueden eliminarse sin una gran pérdida de agua. Por ejemplo, los mamíferos convierten el amoniaco en urea. Los humanos también excretan ácido úrico, el producto nitrogenado de desecho del catabolismo del nucleótido purina.
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El capítulo inicia con una revisión del recambio proteínico, un proceso crucial que permite a las células responder de manera eficiente a las circunstancias metabólicas siempre cambiantes y disponer de las proteínas dañadas, que pueden ser tóxicas. Los átomos de nitrógeno de las proteínas pueden rastrearse de los aminoácidos a sus productos de degradación. Después se ...