Reacciones Metabolicas Y El ATP

1. Reacciones metabólicas y el ATP

Las reacciones químicas constan de dos partes: los reactantes y los productos. Para que los primeros puedan reaccionar, deben sufrir un cambio energético que los llevará a ser productos. Esa energía necesaria para transformarse se denomina energía de activación.

Las reacciones químicas pueden ser divididas en dos grandes grupos de acuerdo con su producción de calor:

• Reacciones endotérmicas: son aquellas que no liberan calor al medio, sino que lo toman de él.

• Reacciones exotérmicas: son reacciones que liberan calor al medio.

El calor es energía, así que en las reacciones endotérmicas los productos tienen más energía que los reactantes y la guardan, mientras que en las reacciones exotérmicas los productos tienen menos energía que los reactantes, por lo tanto, la liberan.

Cuando los enlaces de una molécula se rompen, se libera energía, por lo que las reacciones de degradación son por lo general exotérmicas. A estas se les denomina reacciones catabólicas. Las reacciones que toman energía lo hacen para establecer enlaces al sintetizar compuestos nuevos; son reacciones anabólicas.

El metabolismo se basa en el acoplamiento de reacciones anabólicas y catabólicas para manejar de la manera más óptima la energía, con la finalidad de mantener la estructura molecular del organismo.

La energía producida en el metabolismo es guardada en una molécula a través de una reacción endergónica, en la cual a un nucleósido de adenina con dos grupos fosfatos (ADP, adenosin difosfato) se le une un tercer grupo fosfato, creando un enlace de alta energía y dando origen a la molécula de ATP (adenosin trifosfato).

Ese tercer enlace se mantiene hasta que la célula requiere energía, entonces la molécula sufre una reacción catabólica y libera la energía contenida en ella.

A veces, el último grupo fosfato del ATP puede ser pasado a un compuesto orgánico, se dice entonces que se fosforila. La posición donde se ha colocado el fosfato se indica con un número delante de la palabra fosfato.

2. Las enzimas

Las enzimas son proteínas catalizadoras de reacciones químicas, es decir, las facilitan al disminuir la energía de activación. Esta capacidad es de gran importancia para el mantenimiento de la vida, porque, debido a la complejidad de las moléculas orgánicas, su degradación sin la presencia de enzimas sería sumamente lenta, pudriéndose con los consecuentes inconvenientes; de igual forma, las reacciones de síntesis serían prácticamente imposibles.

Las características de las enzimas son:

• Son muy especificas para las reacciones que catalizan

• Son proteínas, por lo tanto, responden a todas las características de las mismas

• Son biológicas

3. Modo de acción de las enzimas

Las enzimas tienen estructura globular es decir; la estructura lineal de la proteína se halla plegada sobre si misma varias veces incluso, unida a otras cadenas (subunidades) para formar una estructura compleja.

Las enzimas tienen un centro activo donde se aloja la sustancia que será alterada, denominada sustrato. Si la reacción es anabólica, serán dos sustratos los que entran; si la reacción, es catabólica, será uno.

Aunque las enzimas participan en la reacción facilitándola, ellas mismas no se ven afectadas, por lo tanto, al final de la reacción queda igual que al comienzo, listas para la entrada del siguiente sustrato.

Modernamente, se acepta que la forma de funcionamiento de la enzima responde al modelo de ajuste inducido, es decir, tanto la enzima como el sustrato sufren cambios en su forma, el centro activo cambia su forma para adaptarse a un sustrato que también cambia su forma. El acoplamiento entre la enzima y el sustrato se denomina complejo enzima-sustrato.

4. Especifidad de las enzimas

Las enzimas son muy específicas para la reacción que catalizan. Los tipos de especificidad son:

• Estereoespececificidad: cuando hay sustratos que pueden tener varias formas, sólo reconocen una de estas formas.

• De sustrato: acepta sólo a un tipo de sustrato.

• De grupo: reconocen un grupo químico específico, el que va a catalizar, independientemente del sustrato.

• De reacción: llevan a cabo una reacción especifica, independientemente del sustrato.

5. Nomenclatura

La nomenclatura más conocida de las enzimas está dada por el nombre del sustrato o de la reacción que cataliza, unida al sufijo asa.

Clase Nombre Actividad

1 Oxidorreductasas Cambia el estado de oxidación de un compuesto

2 Transferasas Transferencia de grupos funcionales

3 Hidrolasas Rupturas hidrolíticas

4 Liasas Ruptura de enlaces

5 Isomerasas Isomerización, reordenamiento de la estructura interna de la molécula

6 Ligasas Formación de enlaces entre dos moléculas

6. Factores que afectan la actividad enzimática

Por ser proteínas, las enzimas se ven afectadas por:

• pH: El pH es el grado de acidez de una solución. De acuerdo con el sitio donde actúa la enzima, tiene un pH óptimo.

• Temperatura: como toda proteína, la enzima se ve afectada por las temperaturas muy altas, pues su estructura globular se rompe y pierde funcionalidad, se desnaturaliza. El calor implica movimiento, así que por debajo de cierta temperatura las enzimas comienzan a perder movilidad y la velocidad de reacción disminuye.

• Concentración del sustrato: si las cantidades del sustrato son muy altas en comparación con la de la enzima, la velocidad de reacción no podrá ser óptima. Por el contario, si la concentración del sustrato es muy baja, tampoco se podrá alcanzar una velocidad alta, pues no hay qué catalizar.

• Concentración de la enzima: si las cantidades de enzima son muy pobres, no se podrá alcanzar una velocidad alta, pues no hay que catalizar.

• Tamaño del sustrato; si el sustrato no se halla bien disgregado, la enzima tardará mucho más en poder catalizar la reacción que si se halla en un tamaño adecuado y encaja fácilmente en el centro activo.

• Presencia de moduladores o inhibidores: hay ciertas sustancias, compuestos o iones que inhiben la actividad enzimática

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