Fundamentos del Metabolismo Celular y Procesos Bioquímicos

1. Metabolismo Celular

El metabolismo comprende todas las reacciones químicas necesarias para que cada célula funcione correctamente. Se divide principalmente en:

• Catabolismo: Reacciones químicas que transforman sustancias complejas en sustancias simples.
• Reacción exergónica: Es aquella que libera energía para las reacciones anabólicas. Estas reacciones proporcionan la materia prima necesaria para el anabolismo.
• Reacción endergónica: Es aquella que necesita energía para llevarse a cabo.

2. Moléculas Energéticas: ATP, FADH2 y NADH

El ATP (Adenosín Trifosfato) posee una base nitrogenada llamada adenina. La relación energética se expresa como: ATP = ADP + P + energía. Cuando la molécula pierde un grupo fosfato, se denomina ADP (Adenosín Difosfato); cuando pierde un segundo fosfato, se llama AMP (Adenosín Monofosfato).

• FADH2: Molécula cargada con energía.
• NADH: Molécula relacionada con la oxidación de la glucosa (en su forma reducida transporta electrones).

3. Funciones y Características de las Enzimas

Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores biológicos, lo que significa que aceleran las reacciones químicas. Son específicas para cada reacción y actúan en un rango óptimo de temperatura (aproximadamente 37 °C). Una enzima se desnaturaliza por acción de altas temperaturas (más de 42 °C) o por la acción de un ácido (con excepción de la pepsina, que actúa en medios ácidos).

Etapas de la Acción Enzimática

1. Reconocimiento: La enzima reconoce una molécula de sustrato. Este se fija en un lugar definido de la enzima denominado sitio activo, formando así el complejo enzima-sustrato.
2. Reacción: Se produce la reacción química. Las sustancias finales que se forman son los productos. Para actuar como catalizador, la enzima debe formar parte de la reacción; al unirse con los reactivos, baja la energía de activación y las moléculas realizan cambios químicos de manera rápida.
3. Liberación: La enzima se libera del producto. Su estructura se mantiene igual que antes de comenzar la reacción y, por lo tanto, puede ser reutilizada.

4. El Proceso de Glucólisis

La glucólisis tiene lugar en el citoplasma, donde se encuentran las enzimas que catalizan los distintos pasos de esta fase. Es un proceso que puede progresar hasta sus productos sin la presencia de oxígeno (anaeróbico).

Una molécula de glucosa captada por una célula ingresa a la vía glucolítica, que consiste en una serie de reacciones que convierten la glucosa de seis carbonos en dos moléculas del compuesto ácido pirúvico de tres carbonos. Cada uno de estos pasos es catalizado por enzimas específicas.

Estas reacciones están acompañadas por la formación neta de dos moléculas de ATP. Durante la glucólisis, se desprenden átomos de hidrógeno que son tomados por una sustancia aceptora de hidrógeno, el NAD.