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II) La célula

5) Enzimas

5) 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 poderdescomponerse 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 sondegradadas
formándose moléculas más simples. Se trata de procesos destructivos
generadores de energía; como por ejemplo: la glucolisis.

CO2

H2O

Sales minerales

Fotosíntesis
Compuestos
orgánicos

Prótidos

Glucosa

Lípidos

aminoácidos

Glucólisis

Compuestos
intermediarios

Glúcidos

Nitrógeno inorgánico

Respiración

Fermentación
Ácido Láctico
Etanol

CO2H2O

anabolismo
catabolismo

Fig. 1

Principales rutas del metabolismo.

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

J. L. Sánchez Guillén

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diferenciar en cómo van a obtener las sustanciasorgánicas. Ciertos organismos las
obtienen a partir de sustancias inorgánicas, como el CO2 , H2 O, NO3 -, PO4 -3 , 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.

LAS ENZIMAS. CONCEPTO DE CATÁLISIS

energía

Los organismos además demateriales necesitan también energía. Cuando la fuente
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 son proteínas o asociaciones
de proteínas y otras moléculas orgánicas o
inorgánicas que actúan catalizando los
procesos químicos quese dan en los seres
vivos.

Energía
total

Energía de activación
sin enzima
292,6KJ

con enzima
Id. con enzima
Energía neta
12,54 KJ

A

Esto
es,
actúan
facilitando
las
transformaciones
químicas;
acelerando
considerablemente
las
reacciones
y
disminuyendo la energía de activación que
muchas reacciones requieren.

Sin enzima

305, 14 KJ

desarrollo de la reacciónB

Fig. 2 Energía de activación necesaria
para que A se trasforme en B, con y sin
enzima.

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 condiciones normales se descomponen 100 000 moléculascada 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
herida es debido a esto).
II) La reacción de desfosforilación de la glucosa:

Glucosa-6-P + H2O ----------> Glucosa + Pi
es exergónica, perose 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).

J. L. Sánchez Guillén

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Las enzimas, como catalizadores que...