metabolismo

Metabolismo
Energía
Es la capacidad de realizar un trabajo. A pesar que existen varias formas de
energía: química, luminosa, mecánica, etc., solo hay dos tipos básicos:
Potencial: es la capacidad de realizar trabajo como resultado de su
estado o posición. Puede estar en los enlaces químicos, en un gradiente
de concentración, en un potencial eléctrico, etc.
Cinética: es la energía delmovimiento, puede existir en forma de calor,
luz, etc.
En términos bioquímicos, representa la capacidad de cambio, ya que la vida
depende de de que la energía pueda ser transformada de una forma a otra, cuyo
estudio es la base de la termodinámica. Sus leyes son aplicables a los sistemas
cerrados o aislados, es decir aquellos que no intercambian energía con el medio
que los rodea; las células sonsistemas abiertos, o sea pequeñas partes de un
sistema cerrado mayor. Las leyes de la termodinámica expresan:
1º Ley: en un sistema aislado la energía no se crea ni se destruye, puede
ser transformada de una forma en otra.
2º Ley: no toda la energía puede ser usada y el desorden tiende a
aumentar, lo que se conoce como entropía.

Metabolismo
Cada célula desarrolla miles de reaccionesquímicas que pueden ser
exergónicas (con liberación de energía) o endergónicas (con consumo de
energía), que en su conjunto constituyen el METABOLISMO CELULAR. Si las
reacciones químicas dentro de una célula están regidas por las mismas
leyes termodinámicas... entonces cómo se desarrollan las vías metabólicas?
1. Las células asocian las reacciones: las reacciones endergónicas se llevan a
cabo conla energía liberada por las reacciones exergónicas.
2. Las células sintetizan moléculas portadoras de energía que son capaces de
capturar la energía de las reacciones exergónicas y las llevan a las reacciones
endergónicas.
3. Las células regulan las reacciones químicas por medio de catalizadores
biológicos: ENZIMAS.

ATP: Reacciones acopladas y transferencia de energía
Las célulasacostumbran a guardar la energía necesaria para sus reacciones en
ciertas moléculas, la principal es el: ATP, trifosfato de adenosina. Las células lo

Hipertextos del Área de la biología-2012

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usan para capturar, transferir y almacenar energía libre necesaria para realizar
el trabajo químico. Funciona como una MONEDA ENERGÉTICA.
La función del ATP es suministrar energía hidrolizándosea ADP y Pi. Esta
energía puede usarse para:
obtener energía química: por ejemplo para la síntesis de macromoléculas;
transporte a través de las membranas
trabajo mecánico: por ejemplo la contracción muscular, movimiento de
cilios y flagelos, movimiento de los cromosomas, etc.

Estructura del ATP: es un nucleótido compuesto por la adenina (base
nitrogenada), un azúcar (ribosa) y tres gruposfosfato.

Imagen modificada de http://www.people.virginia.edu/~rjh9u/atpstruc.html
Note que las cargas altamente ionizables de los grupos fosfatos hacen que se
repelan unos de otros; por lo tanto resulta fácil separar uno o dos Pi (fosfatos
inorgánicos, forma corta del HPO42-) del resto de la molécula.
La hidrólisis del ATP da:
1. ATP + H2O ---> ADP + Pi
El cambio de Energía libre.

Go' = -7,3 Kcal/mol --> muy exergónica

(el G de una célula viva está en - 12 Kcal/mol)
2. La hidrólisis del adenosín difosfato da: ADP + H2O ---> AMP + Pi
G o' = -7,2 Kcal/mol --> muy exergónica
Para sintetizar ATP (adenosín-trifosfato) a partir de ADP (adenosín-difosfato)
se debe suministrar por lo menos una energía superior a 7,3 Kcal. Las

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reacciones que, típicamente suministran dicha energía son las reacciones de
oxidación.
ADP + Pi + energía libre --> ATP + H2O

Síntesis del ATP
Las células requieren energía para múltiples trabajos:
Sintetizar y degradar compuestos
Transporte a través de las membranas (activo, contra el gradiente de
concentración).
Endocitocis y exocitosis.
Movimientos celulares.
División...