Bloque 3

III EL METABOLISMO CELULAR: GENERALIDADES

Principales rutas del metabolismo. Las flechas negras indican los procesos
catabólicos y las claras los anabólicos.

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 demetabolismo.

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 inorgánicos del medio, todos los obtienen de
una manera directa. En cambio, si se van a diferenciar en cómo van a obtenerlas sustancias orgánicas. Ciertos
organismos las obtienen a partir de sustancias inorgánicas, como el CO2, H2O, NO3, PO43, etc. A estos organismos se

les llama autótrofos. Otros son incapaces de elaborar los compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos y
deben obtenerlos del medio, son los organismos heterótrofos.
Los organismos además de materiales necesitan también energía. Cuando lafuente de energía es la luz, el organismo
recibe el nombre de fotosintético. Cuando la energía la obtienen a partir de sustancias químicas, tanto orgánicas como
inorgánicas, los llamaremos quimiosintéticos.

LAS ENZIMAS. CONCEPTO DE CATÁLISIS

Las enzimas son proteínas o asociaciones de proteínas y otras moléculas orgánicas o inorgánicas que actúan
catalizando los procesos químicos que se dan enlos seres vivos. Esto es, actúan facilitando las transformaciones
químicas ya que aumentan considerablemente la velocidad de las reacciones que catalizan y disminuyen al mismo
tiempo la energía de activación que estas 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 quepuede transcurrir espontáneamente pero es extraordinariamente lenta. En condiciones normales
se descomponen espontáneamente 100 000 moléculas cada 300 años por cada mol de H2O2 (6,023*1023 moléculas).
Sin embargo, en presencia de una enzima que hay en nuestras células, la catalasa, el proceso se desarrolla con
extraordinaria rapidez (el burbujeo que se produce al echar agua oxigenada en una heridaes debido a esto).

II) La reacción de desfosforilación de la glucosa:
Glucosa6P + H2O  Glucosa + Pi
es exergónica, pero se necesitan 292,6 kJ/mol para romper el enlace fosfoéster. Esto significa que para 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 de activación(EA). En presencia de su enzima, este proceso
necesita una energía de activación muchísimo menor.

Las enzimas, como catalizadores que son, no modifican la constante de equilibrio y tampoco se transforman
recuperándose intactas al final del proceso. La rapidez de actuación de las enzimas y el hecho de que se recuperen
intactas para poder actuar de nuevo es la razón de que se necesiten enpequeñísimas cantidades.
ESPECIFICIDAD DE LOS ENZIMAS

Es de destacar que los enzimas son específicas. Esto es, un enzima puede actuar sobre un substrato o un grupo de
substratos relacionados (especificidad de substrato) pero no sobre otros; por ejemplo:la sacarasa, que hidroliza la
sacarosa. Otras enzimas, sin embargo, tienen especificidad de acción al realizar una acción determinada pero sobre
múltiples...