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Flujo de Energía en el
Mundo Biológico
Enzimas y Metabolismo

Metabolismo
• La infinidad de reacciones químicas que ocurren
dentro de las células, les permite crecer, moverse,
mantenerse y autorrepararse, reproducirse y
reaccionar a los estímulos, integran en forma
global el proceso denominado metabolismo.

• Metabolismo: todas las transformaciones químicas y
energéticas que ocurren en losorganismos vivos.

Funciones del
Metabolismo
• La digestión de los nutrientes de los alimentos permite:
– Obtener energía química de uso inmediato
– Generar reservas energéticas (carbohidratos y lípidos)
• La construcción de biocompuestos y estructuras propias:
– Lípidos, proteínas, carbohidratos, enzimas, ADN, etc.
– Crecimiento: Construir y renovar estructuras (células,
tejidos, órganos, etc.).
• Lareproducción del organismo
• La eliminación de residuos tóxicos producidos por la
actividad celular
– Ácidos
– Peróxido de hidrógeno
• Mamíferos, la regulación de la temperatura del organismo.

Vías Metabólicas
Anabolismo y Catabolismo

Anabolismo
• Síntesis o formación de biomoléculas más complejas a partir
de otras moléculas más sencillas, con requerimiento de
energía (reaccionesendergónicas).

Biosíntesis:
• Lípidos complejos
• Carbohidratos
complejos
• Proteínas
• Principal es la
Fotosíntesis

Catabolismo
• Transformación de biomoléculas complejas en
moléculas sencillas, para obtener energía en
forma de ATP (reacciones exergónicas).

Degradación:
• Lípidos complejos
• Carbohidratos
complejos
• Proteínas
• Principal es la
Respiración

Transporte de Energía: ATP
• Reaccionesacopladas no
necesitan ocurrir en el mismo
lugar para trabajar juntas
• En células, la energía viaja
también por medio de
moléculas transportadoras
• El ATP es la principal molécula
de alto contenido energético
que conecta las reacciones
productoras de energía con las
que la necesita.
• Otras moléculas
transportadoras: NAD y FAD

Proceso de Fotosíntesis

structura de la molécula de AT

Trifosfato deadenosina o adenosín trifosfato
• Es un nucleótido que está formado por una base nitrogenada
(adenina), unida al carbono 1 de un azúcar de tipo pentosa, la
ribosa, que en su carbono 5 tiene enlazados tres grupos fosfato.
• Se produce durante la fotosíntesis y la respiración celular, y es
consumida por muchos enzimas y proteínas en numerosos
procesos químicos para liberar energía.
• Su fórmula es C10H16 N5 O13 P3.

Enlaces de alta energía

Procesos donde participa
el ATP

• Anabolismo

– Biosíntesis de lípidos, carbohidratos, proteínas, enzimas, etc.

• Transporte activo a través de la membrana plasmática
– Energía a proteínas integrales transportadoras

• Contracción muscular
– Bomba de Sodio (Na) y Potasio (K)

• Transferencia genética y reproducción celular
– Mitosis y meiosis

EnzimasPropiedades y Cinética

Barreras energéticas
• Una taza de glucosa aún
en condiciones favorables
de O2 tardaría muchos
años para transformarse
espontáneamente en H2O
y CO2.
• Los seres vivos no
pueden esperar tanto
tiempo, por eso
intervienen catalizadores
biológicos denominados
enzimas.

Energía de
Activación

• Las reacciones químicas no ocurren
espontáneamente, requieren E inicial
(un“empujón”) para comenzar.
• E de activación  E cinética
mínima que necesita un sistema
para poder iniciar un determinado
proceso o reacción.
• Calor: Por sí solos el combustible y el
comburente no producen fuego, es
necesario un primer aporte de energía
(calor) para iniciar la combustión
autosostenida.

Enzimas

“Catalizadores Biológicos”

Energía
aplicada

• Son biocatalizadores de naturaleza proteica, queaceleran la velocidad de una reacción química al
bajar la energía de activación necesaria para que
esta ocurra.
• Todas las reacciones del metabolismo celular se
realizan gracias a la acción de catalizadores o
Sin
enzimas
Catalizar
Energía de
Activación

Catalizada

Energía
liberada

Energía de Activación
Reactivo

Producto

Reactivo

Producto

Características de las
Enzimas
• Aceleran de...