Metabolismo y sus Vías: Catabolismo y Anabolismo

Metabolismo

• El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que ocurren en un organismo.
• Es una propiedad emergente de la vida que surge de las interacciones de las moléculas dentro de la célula.
• El metabolismo maneja el material y los recursos de las células.
• Las vías metabólicas pueden ser catabólicas (degradación) o anabólicas (construcción).

Catabolismo

• Las vías catabólicas liberan energía al degradar moléculas complejas en moléculas más simples.
• La respiración celular, donde la glucosa se descompone en presencia de oxígeno, es un ejemplo de catabolismo.

Anabolismo

• Las vías anabólicas consumen energía para construir moléculas complejas a partir de moléculas más simples; también se les conoce como vías biosintéticas.
• La síntesis de proteínas es un ejemplo de anabolismo.

Energía

• La energía es la capacidad de reorganizar un conjunto de materia.
• La energía cinética es la energía del movimiento.
• La energía potencial es la energía almacenada debido a la posición o estructura.
• La energía química es la energía almacenada en los enlaces químicos.

Termodinámica

• La termodinámica estudia las transformaciones de energía en un sistema.
• La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.
• La segunda ley de la termodinámica establece que cada transformación de energía aumenta el desorden (entropía) del universo.
• La energía libre de Gibbs mide la cantidad de energía disponible para realizar trabajo en un sistema.

Movimiento Espontáneo

• Los objetos se mueven espontáneamente de un lugar de mayor energía potencial a uno de menor energía potencial.
• Ejemplos: la difusión de moléculas, los movimientos de objetos por gravedad, las reacciones químicas.

Reacciones químicas

• Las reacciones exergónicas liberan energía libre (ΔG negativo).
• Las reacciones endergónicas requieren energía libre (ΔG positivo).
• El acoplamiento energético es el uso de una reacción exergónica para impulsar una reacción endergónica.

ATP

• El ATP (adenosín trifosfato) es la moneda energética de la célula.
• Contiene ribosa, adenina y una cadena de tres grupos fosfato.
• La hidrólisis del ATP produce energía liberando un grupo fosfato, convirtiéndose en ADP (adenosín difosfato).
• Esta energía liberada se utiliza para impulsar procesos celulares que requieren energía.

Regeneración del ATP

• El ATP se regenera a partir de ADP y un grupo fosfato.
• Este proceso requiere energía, que proviene del catabolismo, principalmente de la respiración celular.

Enzimas

• Las enzimas son catalizadores biológicos que aceleran las reacciones metabólicas al disminuir la energía de activación.
• Son proteínas que se unen a su sustrato específico, formando un complejo enzima-sustrato.
• El sitio activo de la enzima es la región donde se une el sustrato.
• Las enzimas pueden ser afectadas por factores ambientales como la temperatura y el pH.

Factores que afecten la actividad de las enzimas

• Temperatura: La actividad de las enzimas aumenta con la temperatura hasta un punto óptimo, luego disminuye.
• pH: Las enzimas tienen un pH óptimo donde funcionan mejor.
• Cofactores: Se requieren moléculas no proteicas, como iones metálicos o coenzimas, para la actividad enzimática.

Inhibidores enzimáticos

• Son moléculas que disminuyen o impiden la actividad de las enzimas.
• Los inhibidores competitivos compiten con el sustrato por el sitio activo.
• Los inhibidores no competitivos se unen a un sitio diferente al sitio activo, pero cambian la forma de la enzima.

Regulación Alostérica

• Es un mecanismo de regulación enzimática donde una molécula se une a la enzima en un sitio diferente al sitio activo para modificar su actividad.
• La activación alostérica aumenta la actividad de la enzima.
• La inhibición alostérica disminuye la actividad de la enzima.

Inhibición por retroalimentación

• Es un mecanismo de regulación donde el producto final de una vía metabólica inhibe la primera enzima de la vía, frenando la producción.

Organización enzimática en las células

• Las enzimas no están distribuidas al azar en la célula.
• Se encuentran en lugares específicos para optimizar las reacciones y organizar las vías metabólicas.
• Algunos grupos de enzimas pueden formar complejos donde el producto de una enzima sirve como sustrato de la siguiente enzima.
• Algunas enzimas y complejos enzimáticos se localizan en membranas o orgánulos, formando ambientes químicos específicos.

Este cuestionario profundiza en el metabolismo, abarcando tanto vías catabólicas como anabólicas. A través de preguntas, podrás evaluar tus conocimientos sobre cómo se producen y utilizan la energía en los organismos vivos y los procesos implicados en la síntesis y degradación de moléculas. ¡Ponte a prueba sobre este tema fascinante de la biología celular!