Metabolismo celular

El trabajo celular exige combustible El trabajo celular exige combustible. Este puede ser un lípido, una proteína o un glúcido, pero de todos ellos el más directo es la glucosa. Recuerda que la energía está contenida en los enlaces, y las moléculas orgánicas poseen distinta cantidad de energía. No olvides que al liberar la energía de los enlaces moleculares, una parte de ésta se disipa irremediablemente como calor (forma de energía no utilizable por la célula). Pero parte importante de la energía permite la realización de incontables reacciones que podemos resumir en dos grandes grupos:

energía para el funcionamiento y construcción de las células Llamamos síntesis a la construcción de moléculas, y a las reacciones realizadas se les denomina reacciones anabólicas. Cuando una molécula compleja se degrada o desarma en otras más simples el concepto que se aplica es análisis y las reacciones que lo producen se llaman reacciones catabólicas.

metabolismo Catabolismo Anabolismo

Entre los ácidos nucleicos existe un nucleótido que cumple un importante papel energético en la célula: el adenosin trifosfato o ATP.

enzimas En las reacciones espontáneas se libera energía; sin embargo, para que ellas comiencen requieren un aporte inicial de energía, la llamada energía de activación (Ea.) Si la que se debe suministrar a los reactantes es muy alta, la reacción transcurrirá más lentamente; por eso los catalizadores, al variar la energía de activación de las reacciones, modifican su velocidad.

Catalizador es una sustancia que, incorporada a una reacción, modifica la energía de activación. Si baja la energía de activación, acelera la reacción (catalizador positivo). En el caso inverso es un catalizador negativo (muy utilizados en la industria alimentaria como preservantes). Se caracterizan por no intervenir como reactante ni como producto, quedando intactos al final de la reacción. En general, las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores positivos en las reacciones biológicas, por ello se les llama biocatalizadores.

Aumentan notablemente la velocidad de la reacción, permitiendo que en condiciones fisiológicas tengan lugar reacciones que sin ellas requerirían condiciones extremas de temperatura, presión o pH. Energía de activación Reactantes Biocatalizador Productos H2O2 H2O + ½ O2 18 Kcal/mol H2O2 H2O + ½ O2 12 Kcal/mol Platino H2O2 H2O + ½ O2 6 Kcal/mol Catalasa

Prácticamente todas las reacciones que ocurren en los seres vivos son biocatalizadas por enzimas específicas. Acción sobre el reactante (sustrato) Enzima Sustrato: proteína Enzima: proteasa Nombre del sustrato, terminado en asa Sustrato: oxigeno Enzima: desoxigenasa

Enzimas Para que ocurra una reacción, además de contar con energía de activación, ésta debe tener una orientación adecuada. Las enzimas poseen un punto específico de unión llamado sitio activo, que permite la orientación exacta, y un sitio catalítico, que debilita enlaces existentes o facilita la formación de otros nuevos, según corresponda. Las enzimas son muy sensibles a cambios de factores como pH, temperatura o concentración de sustrato y operan en márgenes bastante estrechos.

Modelos explicativos del mecanismo de acción de las enzimas. Modelo llave-cerradura (Fischer): supone que la estructura de la enzima es complementaria con la del sustrato.

Modelos explicativos del mecanismo de acción de las enzimas. Modelo de ajuste inducido (Koshland): supone que la unión del sustrato con el sitio activo induce a la enzima a ajustar su conformación al sustrato, y esto da lugar a la formación de producto de la reacción.