EL METABOLISMO CELULAR: GENERALIDADES. ENZIMAS

EL METABOLISMO: CONCEPTO

La nutrición de las células supone una serie de complejos procesos químicos
catalizados por enzimas que tienen como finalidad la obtención de materiales y/o
energía. Este conjunto de procesos recibe el nombre de metabolismo.

ANABOLISMO Y CATABOLISMO

El metabolismo va a poder descomponerse en dos series de reacciones:
Anabolismo. Son aquellos procesos químicos que se producen en la célula y
que tienen como finalidad la obtención de sustancias orgánicas complejas a
partir de sustancias más simples con un consumo energía. Son anabólicos, por
ejemplo, la fotosíntesis, la síntesis de proteínas o la replicación del ADN.
Catabolismo. En estos procesos las moléculas complejas son degradadas
formándose moléculas más simples. Se trata de procesos destructivos
generadores de energía; como por ejemplo: la glucolisis.

TIPOS DE METABOLISMO

Los organismos no se diferencian en la manera de procurarse compuestos inorgáni-cos del medio, todos los obtienen de una manera directa. En cambio, si se van adiferenciar en cómo van a obtener las sustancias orgánicas. Ciertos organismos lasobtienen a partir de sustancias inorgánicas, como el CO2, H2O, NO3-, PO4-3, etc. Aestos organismos se les llama autótrofos. Otros son incapaces de elaborar los com-puestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos y deben obtenerlos del medio,son los organismos heterótrofos. Los organismos además de materiales necesitan también energía. Cuando la fuentede energía es la luz, el organismo recibe el nombre de fotosintético. Cuando laenergía la obtienen a partir de sustancias químicas, tanto orgánicas comoinorgánicas, los llamaremos quimiosintéti cos.
LAS ENZIMAS.
CONCEPTO DE CATÁLISIS
Las enzimas son proteínas o asociacionesde proteínas y otras moléculas orgánicas oinorgánicas que actúan catalizando losprocesos químicos que se dan en los seresvivos. Esto es, actúan facilitando lastransformaciones químicas; acelerandoconsiderablemente las reacciones ydisminuyendo la energía de activación quemuchas reacciones requieren.
Así, por ejemplo:
I) La descomposición del agua oxigenada (peróxido de hidrógeno) en agua y oxígeno, según la reacción:

2H2O2 ----------> 2H2O + O2

es una reacción que puede transcurrir espontáneamente pero es extraordinariamente lenta. En condi-ciones normales se descomponen 100 000 moléculas cada 300 años por cada mol de H2O2 (6,023*1023moléculas). Sin embargo, en presencia de una enzima que hay en nuestras células, la catalasa, el procesose desarrolla con extraordinaria rapidez (el burbujeo que se produce al echar agua oxigenada en unaherida es debido a esto).
II) La reacción de desfosforilación de la glucosa:

Glucosa-6-P + H2O ----------> Glucosa + Pi

es exergónica, pero se necesitan 292,6 kJ/mol para romper el enlace fosfoéster. Esto significa quepara poder obtener 305,14 kJ/mol de glucosa, deberemos suministrar primero 292,6 kJ/mol(rendimiento neto 12,54 kJ/mol de glucosa). Esta energía (292,6 kJ) recibe el nombre de energía deactivación (EA).
Las enzimas, como catalizadores que son, no modifican la constante de equilibrio ytampoco se transforman, recuperándose intactas al final del proceso. La rapidez deactuación de las enzimas y el hecho de que se recuperen intactas para poder actuarde nuevo es la razón de que se necesiten en pequeñísimas cantidades.