MACHETE4Energía y Metabolismo

CONCEPTOS
ENERGÍA
RELACIONADOS
CON
LA
Energía: es la capacidad de realizar un trabajo, es decir la capacidad de cambiar el
estado o el movimiento de la materia.
Primera ley de la termodinámica o ley de la conservación de la energía: la energía
no se crea ni se destruye, sino que se transforma de un tipo de energía en otro
Energía útil y energía no útil: la energía útil es la que permite realizar un trabajo. El
calor es un tipo de energía no aprovechable por los seres vivos, es decir, energía no
útil.
Un proceso espontáneo es el que no requiere energía de activación y por el
contrario,un proceso no espontáneo requiere energía de activación
Proceso exergónico: es un proceso en el cual el contenido energético al inicio es
mayor que en el estado final. Por lo tanto en dicho proceso se ha liberado energía al
medio.
Proceso endergónico: es un proceso en el cual el contenido energético inicial es
menor que en el estado final. Por lo tanto en dicho proceso se ha entregado energía al
sistema .
Entropía: es una forma de cuantificar el desorden de un sistema. A mayor entropía,
mayor desorden.
Segunda ley de la termodinámica: En toda transformación energética parte de la
energía inicial se transforma en calor. Por eso la Segunda Ley dice que el universo
tiende al desorden o que la entropía del universo siempre está en aumento, porque la
energía útil (que permite el orden) se transforma en no útil (calor).
METABOLISMO – ENZIMAS
METABOLISMO
Conjunto de reacciones químicas que permiten las transformaciones de la
materia y energía en los seres vivos.
Las reacciones se clasifican, desde el punto de vista metabólico, en:
 anabólicas (reacciones de síntesis o construcción)
 catabólicas (reacciones de degradación)
Las reacciones se clasifican desde el punto de vista energético en:
 endergónicas (necesitan energía)
 exergónicas (requieren energía)
Las reacciones anabólicas son endergónicas y las catabólicas son exergónicas.
Están acopladas por un intermediario energético: el ATP
Las reacciones anabólicas-endergónicas siempre se acoplan con la ruptura de
ATP y las reacciones catabólicas-exergónicas se acoplan con la síntesis de
ATP.
Para procesos anabólicos
ENERGIA
+
ATP
AMP+Pi
ENERGIA
De procesos catabólicos
ENZIMAS
Son catalizadores biológicos, aceleran las reacciones químicas disminuyendo
la energía de activación.
Reacción química: proceso por el
cual una o más sustancias
(sustratos o reactivos) se
transforman o combinan para dar
como resultado otras sustancias
(productos)
Energía de activación: energía
mínima necesaria para que una
reacción química comience.
La mayoría son proteicas. Hay algunas pocas que son ARN catalíticos
(ribozimas).
Características de las enzimas:
 son específicas respecto al sustrato
 son eficientes en pequeñas cantidades
 no se alteran en el curso de la reacción
 no alteran el equilibrio de la reacción
Se clasifican en:
Mecanismo de acción enzimática:
La enzima reconoce al sustrato específico debido al sitio activo.
Enzima + sustrato
complejo enzima/sustrato
producto + enzima
Hay dos modelos que intentan explicar como es la relación enzima/sustrato al
momento de formarse el complejo enzima/sustrato: ajuste inducido y llave
cerradura.
-
Hay varios factores que pueden afectar o modificar la velocidad de reacciones
catalizadas por enzimas:
a) Concentración de sustrato
A mayor concentración de
sustrato mayor velocidad,
hasta llegar a la velocidad
máxima o saturación
enzimática (todas las
enzimas están ocupadas
catalizando la reacción)
b) Temperatura
A mayor temperatura mayor
velocidad, hasta alcanzar la
temperatura óptima. A
temperaturas mayores a la
óptima la velocidad disminuye
debido a una posible
desnaturalización.
c) pH : La relación entre actividad de una enzima y el pH depende mucho de
que enzima se trate. A pH extremos las proteínas pueden desnaturalizarse y su
actividad disminuye. Hay enzimas que no ven afectada su actividad con el pH.
Otras tendrán un pH óptimo ácido o básico.
d) Presencia de inhibidores: son moléculas que cuando se unen a las enzimas
disminuyen su actividad. Los hay reversibles e irreversibles. Dentro de los
reversibles encontramos los inhibidores competitivos (el inhibidor se une al sitio
activo) y no competitivos (el inhibidor se une en un sitio diferente al sitio activo).
Inhibidor competitivo
Inhibidor no competitivo
Regulación de la actividad enzimática
Puede darse a tres niveles
 regulación de la síntesis de enzimas
 regulación de la degradación de enzimas
 regulación de la actividad catalítica
Regulación de la actividad catalítica: hay distintos casos:
a) Sistemas multienzimáticos: conjunto de enzimas que participan de una
misma vía metabólica. El producto final inhibe a la primera enzima.
A
Enz 1 Enz 2 Enz 3
B
C
D
b) Efectos alostéricos: las enzimas alostéricas se diferencian de las demás
enzimas porque pueden sufrir cambios conformacionales (en su estructura
espacial) en respuesta a la unión de moduladores o ligandos. Los moduladores
positivos cambian la forma de la enzima de manera que mejora la unión
enzima/sustrato. Los moduladores negativos tienen el efecto contrario.
c) Modificación covalente: hay enzimas que se activan o inactivan si se les
une covalentemente cierto grupo químico. Hay otras que se activan
cuando se les elimina una cierta porción de aminoácidos.
d) Compartimentalización: separación de las distintas enzimas metabólicas
en compartimientos separados (en eucariontes exclusivamente)
e) Isoenzimas: distintas formas estructurales de una misma enzima.