Enzimas

Enzimas y rutas metabólicas

Todos los cambios de materia y energía que ocurre en un organismo se agrupan bajo la denominación de metabolismo. La energía representa la capacidad de cambio. Al metabolismo se le puede definir como el conjunto de reacciones químicas que se efectúan dentro de una célula con la finalidad de mantener la vida.

En los sistemas vivos la transformación de energía responde a las leyes de la termodinámica, y se realiza a por diferentes rutas o vías metabólicas.

La primera ley de la termodinámica establece que la energía del universo no se crea ni se destruye, sólo se transforma.

La segunda ley señala que toda la energía del universo será degradada a calor y que la organización de la materia se volverá totalmente aleatoria.

Algunas reacciones químicas en los sistemas vivos liberan energía, y entonces se dice que la reacción es exergónica o exotérmica. Dichas reacciones típicamente liberan calor; si la reacción química requiere calor se le llama endergónica o endotérmica.

El intermediario universal, rico en energía es el trifosfato de adenosina (ATP), que puede ceder su grupo fosfato terminal a un gran número de moléculas aceptoras, permitiendo que reaccionen exergonicamente en reacciones bioquímicas catalizadas por enzimas. La velocidad a la que se realiza una reacción química depende de la temperatura, por lo que la energía que se requiere para que reaccionen dos moléculas se denomina energía de activación, y se aplica tanto a las reacciones exotérmicas como a las endotérmicas.

Enzimas

Las enzimas son catalizadores biológicos en su mayoría de naturaleza proteica y altamente específicas de las reacciones en las que intervienen. Cada célula contiene miles de tipos de moléculas enzimáticas, que catalizan a otras tantas reacciones, y hacen posible la vida en la Tierra. Las enzimas regulan todas las actividades sintéticas y metabólicas de la célula.

Las enzimas se clasifican según la Unión Internacional de Bioquímica, de acuerdo a las reacciones que catalizan: Oxidorreductasas, Transferasas, Hidrolasas, Liasas, Isomerasas, Ligasas.

La energía química se extrae principalmente de moléculas alimenticias como carbohidratos, lípidos y proteínas.

Rutas metabólicas.

Una célula viva lleva a cabo miles de reacciones químicas denominadas metabolismo. Se puede establecer que hay dos tipos de rutas metabólicas productoras de energía: I) el metabolismo aerobio, en el cuál las moléculas de alimento son oxidadas completamente a CO2 y agua por el oxígeno molecular; y     II) el metabolismo anaerobio, en el que las moléculas son oxidadas incompletamente a alcohol, ácido acético o ácido láctico.

Estas rutas metabólicas se pueden clasificar en tres categorías:

1) Vías anabólicas, son las que se ocupan de la síntesis de los compuestos que constituyen la estructura y la maquinaria corporal.

2) Vías catabólicas, son las que realizan procesos oxidativos que producen energía libre.

3) Vías anfibólicas, que tienen más de una función y ocurren en la encrucijada del metabolismo, actuando como enlace entra las vías anabólicas y catabólicas.

Todas las rutas metabólicas se producen en tres niveles de complejidad. Nivel 1, la interconversión de los polímeros y lípidos complejos con los intermediarios monoméricos. Nivel 2, la interconversión de los azúcares monoméricos, aminoácidos y lípidos en los compuestos orgánicos aún más sencillos. Nivel 3, degradación final hasta compuestos inorgánicos, como CO2, H2O y NH3, o síntesis a partir de los mismos.

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