Una vía de biosíntesis, o vía biosintética, es una descripción de los pasos de las reacciones químicas que ocurren cuando un organismo vivo crea una nueva molécula compleja a partir de precursores más pequeños y simples. La palabra “biosíntesis” proviene de dos palabras raíz: “bio”, que indica que la reacción tiene lugar dentro de un organismo vivo en lugar de dentro de un laboratorio; y “síntesis”, que indica que se están combinando materiales de partida simples para formar productos más grandes. Una vía de biosíntesis es un resumen de estas reacciones químicas, desglosadas por cada paso. Para describir una ruta completamente, a menudo se incluye información adicional relevante, como qué enzimas, coenzimas y cofactores se usan en cada reacción.
No todas las moléculas utilizadas por un organismo vivo necesitan ser sintetizadas directamente por el organismo mismo. A menudo, estas moléculas necesarias se obtienen de los alrededores. Los seres humanos, por ejemplo, no pueden sintetizar aminoácidos esenciales como la lisina; En cambio, estos nutrientes provienen de alimentos ricos en proteínas como los frijoles y las nueces de árbol. Las células generalmente sintetizan solo aquellas moléculas que son escasas o no se obtienen fácilmente de su entorno.
Una ruta de biosíntesis a menudo comienza con una molécula precursora fácilmente disponible que es similar al producto. La célula luego combina este precursor con otras moléculas pequeñas, modificando químicamente el producto en el camino. En cada paso, el sustrato se parecerá progresivamente al producto final. Una ruta de biosíntesis de múltiples pasos puede tener docenas de pasos en el camino, experimentando una modificación constante por enzimas hasta que se forma el compuesto final.
Estudiar la biosíntesis puede proporcionar muchos conocimientos prácticos sobre la cura de enfermedades humanas. Comprender la química del cuerpo humano claramente ayuda cuando una enfermedad resulta del mal funcionamiento de la biosíntesis. A veces, sin embargo, estudiar las vías biosintéticas de otros organismos también puede dar pistas valiosas para desarrollar nuevos medicamentos.
Muchos investigadores han dirigido su atención al estudio de la biosíntesis de las plantas, especialmente en relación con los productos naturales. Los extractos de ciertas plantas pueden tener poderosos efectos farmacológicos que pueden usarse para crear nuevos medicamentos poderosos. Por ejemplo, digitalis, un compuesto activo extraído de la dedalera común, se ha utilizado para tratar enfermedades del corazón. Al obtener una comprensión de la vía de biosíntesis de un producto natural, los químicos pueden obtener una idea de cómo se sintetiza el medicamento y posiblemente imitar su síntesis en el laboratorio. En última instancia, a los biólogos les gustaría poder clonar estos genes para producir organismos transgénicos, que serían diseñados para producir productos naturales con mayor concentración y pureza a una fracción del precio.
Las vías biosintéticas se han dilucidado para muchas moléculas comunes como los ácidos grasos, aminoácidos y nucleótidos. Muchos caminos, sin embargo, aún no se han descubierto. Quizás las medicinas del futuro encuentren sus orígenes en las vías biosintéticas que se están investigando hoy.