Bioquímica Celular: Reacciones, Enzimas y Factores Clave

Una de las características de los seres vivos es el mantenimiento de su estructura química. Para ello, la célula debe invertir energía proveniente del metabolismo.

Reacciones Químicas Celulares

Las reacciones químicas constan de dos partes: los reactantes y los productos.

Las reacciones químicas pueden ser divididas en 2 grandes grupos de acuerdo con su producción de calor:

• Reacciones endotérmicas: son aquellas que no liberan calor al medio, sino que toman de él.
• Reacciones exotérmicas: son reacciones que liberan calor al medio.

El calor es energía, por lo tanto, en las reacciones endotérmicas los productos tienen más energía que los reactantes y la guardan, mientras que en las reacciones exotérmicas es al revés y, por lo tanto, la liberan.

• Reacciones catabólicas: es cuando los enlaces de una molécula se rompen y se libera energía.
• Reacciones anabólicas: es cuando las reacciones toman energía y lo hacen para establecer enlaces al sintetizar compuestos nuevos.

Las Enzimas: Catalizadores Biológicos

Son proteínas catalizadoras de reacciones químicas, es decir, las facilitan al disminuir la energía de activación. Esta capacidad es de gran importancia para el mantenimiento de la vida, porque, debido a la complejidad de las moléculas orgánicas, su degradación sin la presencia de enzimas sería sumamente lenta, pudriéndose con los consecuentes inconvenientes; de igual forma, las reacciones de síntesis serían prácticamente imposibles.

Características de las Enzimas:

• Son muy específicas para las reacciones que catalizan.
• Son proteínas, por lo tanto, responden a todas las características de las mismas.
• Son biológicas.

Modo de Acción de las Enzimas:

• Las enzimas tienen una estructura lineal de proteínas que se halla plegada en sí misma varias veces.
• Tienen un centro activo donde está la sustancia que va a ser alterada y se llama sustrato.
• Cuando es anabólica son 2 sustratos que entran.
• Cuando es catabólica es 1 sustrato.
• La estructura de la enzima y el sustrato se llama complejo enzima-sustrato.
• Las enzimas al finalizar la reacción quedan igual que al principio.
• Para que la enzima y el sustrato se unan ambas cambian de forma para lograr adaptarse.

Especialidad de las Enzimas:

Las enzimas son muy específicas para la reacción que catalizan. Los tipos de especialidad son:

1. Estereoespecificidad: cuando hay sustratos que pueden -siendo el mismo- tener varias formas, solo reconocen una de estas formas.
2. De sustrato: acepta solo un tipo de sustrato.
3. De grupo: reconocen un grupo químico específico, el que va a catalizar, independientemente del sustrato.
4. De reacción: llevan a cabo una reacción específica, independientemente del sustrato.

Factores que Afectan a la Actividad Enzimática:

• El pH: es el grado de acidez de una solución. Con respecto al lugar donde actúa la enzima, esta tiene un pH específico. Por debajo del pH mínimo o por encima del pH máximo el enzima se inactiva ya que se desnaturaliza. En la mayoría de las enzimas el pH óptimo está próximo a la neutralidad, aunque hay excepciones.
• Temperatura: cuando el calor es elevado la enzima se desnaturaliza. Pero hace falta este ya que si la temperatura es muy baja la enzima funciona más lentamente. Es decir, debe de ser una temperatura óptima.
• Concentración del sustrato: si el sustrato es mucho en comparación con la enzima, la velocidad no será óptima. Si es poco tampoco se podrá alcanzar una velocidad alta ya que no habrá nada que se pueda catalizar.
• Concentración de la enzima: si la cantidad de enzima es poca no se alcanzará una velocidad de reacción adecuada.
• Tamaño del sustrato: si es muy grande será más difícil de catalizar, por esto tardará más. En cambio, si es del tamaño adecuado encajará fácilmente en el centro activo.
• Inhibidores: Son compuestos químicos que se unen al enzima, en distintos puntos del mismo y disminuyen o incluso impiden su actividad. Estos compuestos pueden ser de distintos tipos: iones, moléculas orgánicas y a veces el producto final de la reacción. A la acción que realizan se la denomina inhibición.
• Presencia de cofactores: son compuestos que ayudan a que algunas enzimas funcionen. Sin su presencia la enzima no podría actuar.