El documento trata sobre el metabolismo celular y del ser vivo. Explica que la célula y el organismo son sistemas abiertos que intercambian materia y energía. Describe las enzimas y su papel catalítico en las reacciones metabólicas. También habla sobre las vitaminas, la energía celular, y conceptos generales como el anabolismo, catabolismo, y rutas metabólicas.

1. T11 – METABOLISMO CELULAR Y DEL SER
VIVO.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Célula y ser vivo: sistemas abiertos.
Las enzimas.
La reacción enzimática.
Vitaminas y metabolismo.
Energética celular.
Consideraciones generales sobre metabolismo.

2. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
1 – Célula y ser vivo: sistemas abiertos.
Estudio de la célula
y el ser vivo
Se consideran ambos
SISTEMAS ABIERTOS
Están en EQUILIBRIO DINÁMICO
Realizando TRABAJO

3. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
1 – Célula y ser vivo: sistemas abiertos.
 Un organismo capta materia y energía, las transforma y, almacenando
energía, realiza actividades biológicas.
 La célula intercambia sustancias a través de su membrana plasmática o
mediante procesos asociados a ella.

4. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
 La molécula de ATP (adenosín trifosfato) es la fuente de energía química
útil, ya que posee dos enlaces fosfato ricos en energía.
 Otros nucleótidos de citosina (CTP), de guanina (GTP) o de uracilo (UTP)
intervienen en procesos metabólicos realizando la misma función
energética.

5. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
2 – Las enzimas.
Concepto de enzima
 Las enzimas son proteínas con una función catalítica,
catalítica
es decir, proteínas que regulan las reacciones
químicas en los seres vivos.
vivos
 Acelerando las reacciones y disminuyendo la energía
de activación.
activación
 Intervienen en pequeñas concentraciones, ya que ni se
consumen ni se alteran durante la reacción y pueden,
por lo tanto, actuar sucesivas veces.

6. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
Comportamiento de un enzima
Las enzimas actúan
como un catalizador:
 Disminuyen la energía de
activación.
 No cambian el signo ni la
cuantía de la variación de
energía libre.
 No modifican el equilibrio de
la reacción.
 Aceleran la llegada del
equilibrio.
 Al finalizar la reacción
quedan libres y pueden
reutilizarse.

7. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
2 – Las enzimas.
Carácterísticas de las enzimas.
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Especificidad. Cada enzima cataliza un solo tipo de
reacción, y casi siempre actúa sobre un único sustrato
o sobre un grupo muy reducido de ellos.
No forman nunca parte del producto o productos.
No se consumen.
Son necesarios, por tanto, sólo en una pequeña
cantidad.

8. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
2 – Las enzimas.
Influencia del pH y la temperatura en la actividad enzimática.
 Cada enzima actúa a un pH
óptimo.
 Los cambios de pH alteran la
estructura terciaria y por tanto, la
actividad de la enzima.
 Cada enzima tiene una
temperatura óptima para actuar.
 Las variaciones de temperatura
provocan cambios en la estructura
terciaria o cuaternaria, alterando la
actividad de la enzima.

9. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
2 – Las enzimas.
Cofactores enzimáticos.
 Algunas reacciones son catalizadas por holoenzimas, moléculas
holoenzimas
formadas por una apoenzima (parte proteica) y un cofactor (no
proteico).
holoenzima = cofactor + apoenzima
 Los cofactores tienen diversa naturaleza, y pueden ser:
 Cationes metálicos, como Zn2+, Ca2+, Fe2+ o Mg2+, que se unen al
apoenzima o regulan su activación.
 Moléculas orgánicas.
Cuando se unen fuertemente a la apoenzima se denomina grupo
prostético.
prostético
 Se denominan coenzimas cuando se unen débilmente a la apoenzima
(NAD+, FAD, NADP+,…). Aquí se puede señalar, que muchas vitaminas
funcionan como coenzimas.


10. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
2 – Las enzimas.
Clasificación de las enzimas.

11. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
3 – La reacción enzimática.
Esquema de una reacción enzimática.

12. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
3 – La reacción enzimática.
Especificidad enzimática.

13. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
3 – La reacción enzimática.
Inhibición de la actividad enzimática.

14. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
3 – La reacción enzimática.
Inhibición de la actividad enzimática.
 Es un mecanismo de regulación enzimática.
 Las enzimas que son reguladas por el sustrato y el producto de la
reacción se denominan enzimas alostéricas.
alostéricas
Los sustratos suelen comportarse como activadores.
activadores
Los productos suelen comportarse como inhibidores, impidiendo la
inhibidores
reacción.

15. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
3 – La reacción enzimática.
Cinética de la reacción enzimática.
 Existe un límite en cuanto a la cantidad de sustrato que
la enzima es capaz de transformar en el tiempo.
 La velocidad de la reacción aumenta de forma lineal
hasta alcanzar un máximo en el que se produce la
saturación de la enzima. En ese momento la velocidad
solo dependerá de la rapidez con la que esta sea capaz
de procesar el sustrato.

16. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
4 – Vitaminas y metabolismo.
Las vitaminas perteneces a varias clases de principios
inmediatos.
Las vitaminas son indispensables en la dieta, dado que no
pueden ser sintetizadas por los organismos animales.
 Avitaminosis o ausencia total de una o varias vitaminas.
 Hipovitaminosis o insuficiencia de una determinada
vitamina en la dieta.
 Hipervitaminosis o exceso de vitaminas.
 Hidrosolubles. Son solubles en agua y generalmente actúan como
coenzimas o precursores de coenzimas. A este grupo pertenecen las
vitaminas del complejo B y la vitamina C.
 Liposolubles. Son insolubles en agua y solubles en disolventes no
polares. Son lípidos insaponificables y generalmente no son cofactores
o precursores. En este grupo se encuentran las vitaminas A, D, E y K.

17. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
4 – Vitaminas y metabolismo.

18. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
4 – Vitaminas y metabolismo.

19. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
6 – Consideraciones generales sobre el
metabolismo.
Metabolismo.
 Conjunto de reacciones químicas que se producen en el
interior de la célula.
 Estas reacciones en su mayoría tienen lugar en el
hialoplasma celular o parte del citoplasma que no
contiene orgánulos, aunque suelen empezar o terminar
en algún orgánulo especializado.
 Ejemplos de metabolismo.
 Duplicación del ADN.
 Biosíntesis de proteínas.
 La hidrólisis de grasas dan ácidos grasos y glicerina.
 Los polisacáridos dan monosacáridos.
 La reacción se produce gracias a la presencia de una
enzima que cataliza esa reacción determinada.

20. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
6 – Consideraciones generales sobre el
metabolismo.
Funciones del metabolismo.
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4.
Obtener energía química del entorno, que es
almacenada en los enlaces fosfato del ATP.
Transformación de sustancias químicas
externas en moléculas utilizables por la célula.
Construcción de los componentes celulares
(materia orgánica propia: proteínas, ácidos
nucleicos, lípidos, polisacáridos,…).
Destrucción de estas moléculas para obtener
la energía que contienen.

21. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
6 – Consideraciones generales sobre el
metabolismo.
Tipos de metabolismo.
 Anabolismo. Obtención de sustancias orgánicas complejas a partir
de sustancias más simples con un consumo de energía
(endergónicas o endotérmicas). Ejemplo: la fotosíntesis, la síntesis
de proteínas o la replicación del ADN.
 Catabolismo. Reacciones de
degradación de moléculas
complejas que pasan a convertirse
en moléculas sencillas. Son procesos
destructivos generadores de energía
(exergónicas o exotérmicas) que
posteriormente se usa en el anabolismo.
Ejemplo: la glucolisis, la beta-oxidación
de los ácidos grasos, el ciclo de Krebs,
la fermentación láctica, la fermentación
acética.

22. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
6 – Consideraciones generales sobre el
metabolismo.
El problema de la obtención de la energía por
parte de los seres vivos.
Metabolismo
Catabolismo
exergónico
Anabolismo
endergónico

23. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
6 – Consideraciones generales sobre el
metabolismo.
Esquema global del metabolismo celular.

24. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
6 – Consideraciones generales sobre el
metabolismo.
Ruta metabólica.
 Secuencia de reacciones químicas que se relacionan.
 Las rutas metabólicas no son independientes.
 Ocurren en el hialoplasma y en los orgánulos.
 El metabolismo tiene lugar en gran medida en el
hialoplasma aunque muchas rutas se inician o acaban en
algún orgánulo.
 Las reacciones metabólicas anaerobias que ocurren en
el hialoplasma no degradan por completo los
compuestos orgánicos.
 Las moléculas resultantes deben incorporarse después a
las mitocondrias, donde se degradan completamente,
transformándose en materia inorgánica, y liberando gran
cantidad de energía.

25. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
6 – Consideraciones generales sobre el
metabolismo.
Moléculas que intervienen en el metabolismo.
Se necesitan numerosas enzimas específicas y moléculas para su
desarrollo:
 Metabolitos. Son degradados o participan en la síntesis de otras
sustancias.Ej.: glucosa, ácidos grasos, aminoácidos,…
 Nucleótidos. Permiten la oxidación y reducción de los
metabolitos.e.. NAD+, NADP+, FAD.
 Moléculas energéticas. Como ATP y GTP o la Coenzima A.
 Moléculas ambientales. Se encuentran al comienzo o final de
algunos procesos (oxígeno, agua, dióxico de carbono, agua,…)

26. T11. Metabolismo celular y del ser vivo.
Rendimiento y balance energético del metabolismo.
 En conjunto, el proceso catabólico global debe ser
exergónico para que la energía obtenida le permita a la
célula vivir y realizar los procesos anabólicos.
 El balance energético permite medir la cantidad de
energía intercambiada en un proceso metabólico y se
define como el número de moléculas con enlaces ricos
en energía (ATP) que se han producido por cada
metabolito oxidado.
Si la ruta es estrictamente anabólica el balance será
negativo.
Si es catabólica el balance será positivo.
 El rendimiento energético indica el porcentaje de energía
almacenada respecto a la cantidad total desprendida en
un proceso catabólico. El resto se transfiere al entorno
en forma de calor.