Es la capacidad de realizar un trabajo. En términos bioquímicos: representa la capacidad de cambio, ya que la vida depende 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 son sistemas abiertos, o sea pequeñas partes de un sistema cerrado mayor.
METABOLISMO Cada célula desarrolla miles de reacciones químicas que pueden ser exergónicas (con liberación de energía, los reactivos contiene mas energía que los productos) o endergónicas (con consumo de energía, los productos contienen mas energía que los reactivos ), que en su conjunto constituyen el METABOLISMO CELULAR.
Tipos de Reacciones Metabólicas REACCIONES EXERGONICAS REACCIONES ENDERGÓNICAS
METABOLISMO Anabolismo (Endergónica) Es un proceso mediante el cual ocurre reacciones destinadas a formar moléculas propias, por lo general son reacciones de síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas simples. Esta reacción requiere energía. Catabolismo (Exergónica) Es un proceso que implica la disgregación y oxidación de las biomoléculas, con su consecuente destrucción, obteniéndose energía en forma de ATP en el proceso. Esta energía es la usada en las reacciones anabólicas.
Rutas metabólicas
. El anabolismo es una forma de metabolismo que requiere energía y da como resultado la elaboración de moléculas complejas a partir de moléculas simples. Por el contrario, el catabolismo transforma moléculas complejas en moléculas simples y producen energía. El siguiente esquema muestra los procesos de fotosíntesis y respiración en las plantas.
Con base en la información anterior, se puede afirmar que A. la fotosíntesis es un proceso catabólico porque requiere energía en forma de luz solar. B. la fotosíntesis es un proceso anabólico porque produce glucosa como molécula compleja. C. la respiración es un proceso catabólico porque produce moléculas complejas como el CO2 y agua. D. la respiración es un proceso anabólico porque produce energía en forma de ATP.
CONTROL METABOLICO 1. Las células asocian las reacciones: las reacciones endergónicas se llevan a cabo con la energía liberada por las reacciones exergónicas. 2. Las células sintetizan moléculas portadoras de energía (ATP) 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.
ENZIMAS Son proteínas altamente especializadas que tienen como función la catálisis o regulación de la velocidad de las reacciones químicas que se llevan a cabo en los seres vivos. existirían tantas enzimas como reacciones, y no se consumen en el proceso. Los catalizadores no biológicos son inespecíficos.
REACCION ENZIMATICA En una reacción catalizada por enzima (E), los reactivos se denomina sustratos (S), es decir la sustancia sobre la que actúa la enzima. El sustrato es modificado químicamente y se convierte en uno o más productos (P). Como esta reacción es reversible se expresa de la siguiente manera:
MECANISMO DE ACCION ENZIMÁTICA Una enzima, por sí misma, no puede llevar a cabo una reacción, su función es modificar la velocidad de la reacción, entendiéndose como tal la cantidad de producto formado por unidad de tiempo. Tal variación se debe a la disminución de la energía de activación (Ea); en una reacción química, la Ea es la energía necesaria para convertir los reactivos en formas moleculares inestables denominadas especies en estado de transición, que poseen mayor energía libre que los reactivos y los productos.
SECUENCIA DE UNA REACCION ENZIMATICA 1. La enzima está disponible, con su sitio activo libre. 2. El sustrato se une a la enzima. 3. El sustrato es procesado(hidrólisis en este ejemplo). 4. Los productos de la reacción son liberados
FACTORES QUE AFECTAN EL DESEMPEÑO DE UNA ENZIMA 1. Temperatura: A medida que se reduce la temperatura, la razón de formación de producto disminuye debido a que el número promedio de choques entre las moléculas disminuye. ha medida que aumentamos la temperatura la razón de formación de producto disminuye porque la parte de la enzima que es proteína se va degradando (se desnaturaliza). Muchas enzimas pierden su efecto entre los 50 y 60 grados centígrados.
FACTORES QUE AFECTAN EL DESEMPEÑO DE UNA ENZIMA 2. PH: Cada enzima tiene un ph en la cual funciona de forma óptima. Al igual que con la temperatura, la efectividad de cada enzima disminuye a medida que nos alejamos del ph óptimo.
Los gráficos muestran cómo la variación en el ph afecta la actividad de cuatro enzimas. La gráfica que mejor muestra la actividad de la pepsina, una enzima que actúa sobre proteínas en el ambiente ácido del estómago es
FACTORES QUE AFECTAN EL DESEMPEÑO DE UNA ENZIMA 3. INHIBICIONES POR LA PRESENCIA DE OTROS COMPUESTOS Inhibición competitiva: el caso de que una molécula estructuralmente similar al sustrato ocupe el lugar activo de la enzima, la inhibición se conocerá comotutorial 6.1 Enzyme Catalysis inhibición no competitiva (Alostérica) : Hay moléculas cuyas propiedades le permiten interactuar con la enzima aun cuando no son estructuralmente similares al sustrato. Esta interacción cambia la forma de la enzima y su sitio activo, lo que hace que la enzima sea menos efectiva al catalizar la reacción deseada.