El Metabolismo Celular

El metabolismo celular es el conjunto de reacciones químicas que ocurren dentro de las células, transformando biomoléculas para obtener materia y energía para las funciones vitales de nutrición, relación y reproducción.

Tipos de Reacciones Metabólicas

• Catabolismo: Transformación de moléculas orgánicas complejas en otras más simples, liberando energía almacenada en enlaces fosfato de ATP.
• Anabolismo: Síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras más simples, utilizando energía proporcionada por la ruptura de enlaces fosfato de ATP.

Tipos de Metabolismo

• Autótrofo: Fuente de carbono es el dióxido de carbono atmosférico (CO2).
• Heterótrofo: Fuente de carbono es materia orgánica.

El ATP

La adenosina trifosfato (ATP) es un nucleótido que actúa como molécula energética en el metabolismo, almacenando y liberando energía a través de sus enlaces anhídrido fosfórico.

Síntesis de ATP

• Fosforilación a nivel de sustrato: Adición de un grupo fosfato a ADP utilizando energía liberada al romper enlaces de biomoléculas.
• Fosforilación mediante enzimas ATP sintasas: Síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico.

Las Enzimas

Las enzimas son proteínas globulares que aceleran las reacciones químicas sin consumirse. Poseen alta especificidad y actúan a temperaturas y pH específicos.

Estructura de las Enzimas

• Estrictamente proteicas: Formadas solo por proteínas.
• Holoenzimas: Formadas por una apoenzima (proteína) y un cofactor (no proteico).

Cofactores

• Cofactores inorgánicos: Iones metálicos (Mg2+, Zn2+).
• Cofactores orgánicos (coenzimas): ATP, NAD+, NADP+, FAD, CoA.

El Centro Activo de las Enzimas

El sustrato se une a los radicales de aminoácidos específicos en el centro activo de la enzima, formando el complejo enzima-sustrato (ES).

Especificidad de las Enzimas

Las enzimas exhiben alta especificidad por sus sustratos, uniéndose solo a aquellos que pueden establecer enlaces con los radicales de aminoácidos en el centro activo.

Factores que Afectan la Velocidad de las Reacciones Enzimáticas

• Temperatura: Existe una temperatura óptima para cada enzima, por encima de la cual se desnaturaliza.
• pH: Las enzimas tienen un rango de pH óptimo para su actividad.

La Inhibición Enzimática

Los inhibidores enzimáticos son sustancias que disminuyen o impiden la actividad de las enzimas.

• Inhibición reversible competitiva: El inhibidor se une temporalmente al centro activo, impidiendo la unión del sustrato.
• Inhibición reversible no competitiva: El inhibidor se une a un sitio diferente de la enzima, alterando su estructura y evitando la unión del sustrato.

La Regulación de las Vías Metabólicas

• Retroinhibición (inhibición feed back): El producto final de una vía metabólica inhibe una enzima anterior en la vía.
• Inducción enzimática: La presencia de un sustrato induce la síntesis de la enzima que lo metaboliza.

Las Vitaminas

Las vitaminas son sustancias orgánicas esenciales en pequeñas cantidades para el funcionamiento del organismo.

Vitaminas Hidrosolubles

• Vitaminas del complejo B: Actúan en el metabolismo y la formación de glóbulos rojos.
• Vitamina C: Interviene en la síntesis de colágeno.

Vitaminas Liposolubles

• Vitamina A: Protege los epitelios y es necesaria para la visión.
• Vitamina D: Regula la absorción de calcio.
• Vitamina E: Actúa como antioxidante.
• Vitamina K: Interviene en la coagulación de la sangre.