Células Animales y Vegetales: Metabolismo, Enzimas y Funcionamiento

Diferencias Clave entre Células Animales y Vegetales: Obtención de Energía y Procesos

Célula Animal

Ingresa O₂ para la respiración celular (después de la ingestión y digestión del alimento). Este proceso produce energía y libera CO₂. Los desechos de la digestión también son eliminados.

Célula Vegetal

Absorbe luz para realizar la fotosíntesis. Ingresa CO₂, H₂O, sales y minerales para la fotosíntesis, y libera O₂. Se forma glucosa, la cual, junto con el O₂, participa en la respiración celular (liberando energía) y liberando CO₂.

Fuentes de Energía

• Célula vegetal: Luz.
• Célula animal: Alimento.

Obtención de Glucosa

• Célula vegetal: Fotosíntesis.
• Célula animal: Digestión.

Entradas y Salidas en las Células

• Célula animal:
  • Ingresa: O₂ y alimento.
  • Egresa: CO₂ y desechos.
• Célula vegetal:
  • Ingresa: CO₂, O₂, luz, sales y minerales.
  • Egresa: CO₂ y O₂.

Reacciones Metabólicas

Existen dos tipos principales de reacciones metabólicas:

Catabólicas

Son exergónicas (liberan energía). Implican la degradación y ruptura de moléculas. Ejemplo: respiración celular.

Anabólicas

Son endergónicas (requieren energía). Implican la síntesis y construcción de moléculas. Ejemplo: fotosíntesis.

Energía en la Respiración y Fotosíntesis

Durante la respiración, se libera la energía contenida en la glucosa (proceso exergónico). Esto ocurre porque los productos de la reacción tienen menos energía química que los reactivos. Parte de la energía liberada se disipa como calor, y el resto puede usarse para fabricar sustancias complejas a partir de sustancias simples.

La fotosíntesis es un proceso anabólico. La célula construye hidratos de carbono uniendo moléculas sencillas. La síntesis requiere un aporte de energía para la formación de uniones químicas (proceso endergónico).

Ejemplo de proceso de crecimiento relacionado: Adolescencia.

Enzimas: Catalizadores Biológicos

Las enzimas son catalizadores (aceleran las reacciones del cuerpo). Todas las enzimas son proteínas. Actúan en pequeñas cantidades, son muy efectivas y son específicas para una reacción determinada.

Ejemplo:

2H₂O₂ (agua oxigenada) Catalasa→ 2H₂O + O₂

Estructura de las Proteínas

Las proteínas pueden tener estructuras primarias, secundarias, terciarias y cuaternarias, las cuales determinan su función.

Mecanismo de Acción de las Enzimas

Las enzimas reducen la energía de activación necesaria para desencadenar las reacciones, acelerándolas.

(Esquema simplificado)

1. Energía de activación sin enzima.
2. Energía de activación con enzima.
3. Energía total liberada en la reacción.

Las enzimas no modifican el nivel de energía de los reactivos (sustratos) ni de los productos. En presencia de la enzima, la energía de activación es menor.

Actividad Enzimática y Concentración de Sustrato

1. Con alta concentración de sustratos, hay saturación. La actividad enzimática es máxima y la velocidad no cambia.
2. Al aumentar la concentración de sustrato, aumenta la actividad enzimática y la velocidad de reacción.
3. Con baja concentración de sustrato, hay poca actividad enzimática.

Sitio Activo y Modelo Llave-Cerradura

El sitio activo de una enzima es la región que interactúa con el sustrato y donde tiene lugar la reacción. Si cambia la conformación del sitio activo, cambia la reacción.

El modelo llave-cerradura explica la especificidad de las enzimas: reaccionan con un sustrato específico.

Factores que Afectan la Actividad Enzimática

• Temperatura: Existe una temperatura óptima. Temperaturas elevadas desnaturalizan las enzimas (alteran su conformación y función). La disminución de la temperatura puede disminuir o interrumpir la actividad enzimática.
• pH (grado de acidez o alcalinidad): Cada enzima tiene un pH óptimo.

Cofactores y Coenzimas

Los cofactores son componentes no proteicos que se asocian a las coenzimas para ayudar a la actividad enzimática.