Este documento describe los conceptos fundamentales de las reacciones químicas y el metabolismo desde una perspectiva energética. Explica que las reacciones químicas implican la transformación de reactantes en productos a través de la energía de activación, y pueden ser endotérmicas o exotérmicas dependiendo de si absorben o liberan calor. Además, detalla que el metabolismo involucra reacciones catabólicas y anabólicas acopladas para manejar la energía a través de moléculas como el ATP.

1. Prof. Marina de Torres

2. Las reacciones químicas consta de dos partes:
Los reactantes y los productos.
Para que los reactantes puedan reaccionar, deben sufrir un cambio energético
que los llevará a convertirse en productos.
A esta energía transformada se le conoce como
Energía de Activación.
Prof. Marina de Torres

3. Las reacciones químicas pueden ser divididas en dos grandes grupos de
acuerdo con su producción de calor.
Reacciones endotérmica y exotérmica.
Las primeras son aquellas que NO liberan calor al medio, sino lo toman de él.
Y las segundas reacciones son aquellas que SI liberan calor al medio.
Prof. Marina de Torres

4. El calor es energía, así que las reacciones endotérmicas los productos tienen más
energía que los reactantes y la guardan, mientras que en las reacciones exotérmicas
tienen menos energía que los reactantes, por lo tanto, la liberan.
Las reacciones químicas, se entienden mejor desde un
punto de vista energético.
Toda reacción química implica la ruptura de uniones de la molécula reactiva y la
formación de nuevas uniones para obtener los productos. La energía química radica,
precisamente, en las uniones químicas.
Prof. Marina de
Torres

5. Cuando los enlaces de una molécula se rompen, se libera energía, por lo que las
reacciones de degradación son por lo general exotérmicas, a éstas se les denomina
reacciones catabólicas. Las reacciones que toma energía lo hacen para
establecer enlaces al sintetizar compuestos nuevos, son reacciones anabólicas.
El metabolismo se
acopla de ambas
reacciones para
manejar de manera
optima la energía
Prof. Marina de Torres

6. ¿Qué sucede con la energía
durante una reacción química?
Toda reacción química lleva asociada una
variación de energía. Y esa variación es
observable, podría manifestarse como
energía luminosa, eléctrica, mecánica o
como calor.
Se debe tener en cuenta que cuando
estudiamos un proceso químico desde un
punto de vista energético, se suele
considerar el conjunto de sustancias
involucradas en la reacción como el
sistema de estudio y el resto, el medio o
entorno.
Energía de activación es la energía
necesaria para la generación de la
reacción.

7. METABOLISMO
Conjunto de procesos físicos químicos que tienen lugar en los seres vivos;
comprende esencialmente, la degradación de los compuestos orgánicos que
integran la dieta, sintetizados en el propio organismo a fin de obtener la energía
necesaria, para las actividades orgánicas.
Estas reacciones químicas que se producen en el interior de la célula, cuyo fin es
la obtención de la energía necesaria para los procesos fisiológicos (catabolismo),
o la utilización de dicha energía para el desempeño de las funciones de la célula
o la reposición de estructuras celulares (anabolismo)
Metabolismo
Anabolismo: gasto de energía
Para las funciones
celulares (Movimiento,
etc…)
Para síntesis de
macromoléculas
Consumo de ATP
Catabolismo: obtención de
energía
Por la degradación de
macromoléculas
Obtención de ATP

8. Catabolismo
Moléculas complejas
-Polisacáridos
-Lípidos
-proteínas
Degradan grandes moléculas más pequeñas, en donde producen energía.
Moléculas sencillas
-Glucosa
-Ácidos grasos
-aminoácidos
Moléculas inorgánicas
-CO2
-H2O
-NH3
ENERGÍA ENERGÍA
La energía se produce por
ruptura de enlaces
Anabolismo
Moléculas sencillas
-Glucosa
-Ácidos grasos
-aminoácidos
Moléculas complejas
-Polisacáridos
-Lípidos
-proteínas
ENERGÍA
Parte de la energía
producida en los procesos
catabólicos se aprovecha
en el anabolismo. Otra
parte es utilizada en las
funciones fisiológicas de la
célula.
Sintetizan las moléculas, es un proceso por el cual las celulas se
transforman en sustancias simples en otras más complejas

9. La energía producida en el metabolismo es guardada en una molécula a través de
una reacción endergónica, en la cual a un nucleosido de adenina con dos grupos de
fosfato ADP, (adenosin difosfato) se le une un tercer grupo fosfato, creando un enlace
de alta energía y dando origen a la molécula de ATP (Adenosin trifosfato).
Flujo de la Energía
Productores
Energía solar
Moléculas inorgánicas
(CO2, H2O..)
MOLÉCULAS
ORGÁNICAS
Energía: almacenada en los
enlaces químicos.
P P P A
Adenosín Trifosfato
ATP: transportador de la energía.
Acumula energía en cada enlace de fosfatos (P)
Molécula sencilla de sintetizar e hidrolizar para un
aprovechamiento rápido de la energía

10. Rutasmetabólicas
Son los caminos de las diferentes reacciones metabólicas, uno son más complejas que
otras.
Tipos de rutas:
a.- Cíclicos. Siempre generan la misma cantidad de energía, como el ciclo de Krebs.
b.- Acíclicos. Los reactivos van a ser diferente a los productos como la glucólisis.
Síntesis (se pone más grande)
Proteínas Aminoácidos.
Anabólico
Absorbe energía
Degradación (de grande a pequeño)
Lípidos Ácidos grasos + glicerol
Catabólico
Liberación de energía
Carbohidratos Fructosa + glucosa.
A + B  AB
AB  A + B

11. PROCESOS ENÉRGICOS.
El cuerpo para su funcionamiento necesita de un
mantenimiento en la producción de energía.
La energía proviene de la ingesta de alimentos, las bebidas y del
oxígeno que respiramos.
Nuestro cuerpo usa el ATP (adenosín trisfosfato) como única
unidad de energía, pero dispone de varios formas para obtener
el ATP
AMP + P ----------> ADP
ADP + P ----------> ATP
Catabólico  degrada  libera energía  ATP  ADP
Anabólico  sintetiza  absorbe energía  ADP  ATP
AMP  Adenosín monosfosfato
ADP  Adenosín difosfato
ATP  Adenosín trifosfato
ATP Es la que
usamos

13. DESFOSFORILACIÓN es el proceso
esencial de remover grupos fosfato de un
compuesto orgánico mediante hidrólisis.
Su opuesto es la fosforilación. Se
encuentra en el movimiento de los
músculos así como en muchas otras
reacciones dentro del organismo, así como
en reacciones en plantas.
En el metabolismo, la FOSFORILACIÓN es el
mecanismo básico de transporte de energía
desde los lugares donde se produce hasta los
lugares donde se necesita. Asimismo, es uno
de los principales mecanismos de regulación
de la actividad de proteínas en general y de
las enzimas en particular.

14. LAS ENZIMAS
Son proteínas catalizadoras de reacciones químicas, es decir, las
facilitan al disminuir la energía de activación.
Características de las enzimas.
-Son proteínas.
-Son muy específicas en las reacciones que catalizan.
-Son biológicas.
-Son biocatalizadores, porque facilitan la disminución de la
energía de activación.
Las enzimas son proteínas altamente específicas que catalizan
una reacción metabólicas sin alterar su estructura.

15. Según su naturaleza los catalizadores pueden ser
BIOLÓGICOS
químicos o biológicos
-Aceleran cualquier reacción inespecíficamente.
-Son sustancias simples finamente divididas.
-No son saturables.
- Son medianamente eficaces.
- No pueden ser regulados.
-No son termolábiles ni se alteran con cambios de pH.
QUÍMICOS
PRODUCTO AB
SUSTANCIAS
A B
ENZIMAS ENZIMAS
- Son específicos para una determinada reacción química o para un grupo de
reacciones químicas a para un sustrato o grupo de sustratos.
-Son proteínas mayoritariamente ( hay ARN (Ribozimas) con función
enzimática).
-Son saturables
-Son altamente eficaces (son eficaces en bajas concentraciones).
-Puede ser regulada su actividad catalítica.
-Son termolábiles y su actividad puede variar también de acuerdo al pH del
medio.

16. GRACIAS A ELLAS EL ORGANISMO ES CAPAZ DE:
-Renovar las células viejas y desgastadas.
-Transformar las sustancias nutritivas en energía y
básicos.
-Eliminar productos de desecho, toxinas y cuerpos
-Defenderse de los agentes patológicos.
-Cicatrizar heridas.
Todo lo que hace la célula es metabolismo y las
encimas trabajan en el. La ingesta de alimentos sacia el
hambre sólo gracias a la encimas.

17. ¿Cómo facilitan las enzimas como
catalizadores?
-Se une a una molécula de sustrato, en una región
denominada lugar activo.
-El lugar activo es una hendidura por cada cadena
aminoácidos que facilitan la unión de sustrato.
-Esta hendidura se ajusta de manera muy estrecha, lo
explica la especialidad de la catálisis enzimática.
- La bilis emulsiona las grasas.
Sustrato hendidura:
hueco donde pertenece.
Lugar activo: lugar
donde ya se unieron.

18. Hipótesis de la llave y cerradura. (Ana , exo)
Según este modelo, la enzima acomoda el sustrato específico
de la misma manera que la cerradura lo hace con su lave
específica.
Enzima + Sustrato ----------------> E + Productos.

19. Hipótesis del ajuste inducido. (Cata , endo)
Propone que la enzima sufre un cambio en su forma a partir de
la entrada del sustrato.
Enzima + Sustrato ----------------> E + Productos.

20. Clasificación de las Enzimas protéicas.
Nomenclatura
1. Oxidorreductasas: catalizan reacciones de óxidoreducción.
2. Transferasas: catalizan la transferencia de grupos funcionales de
una molécula a otra. (A – B + C ----> A + B – C)
3. Hidrolasas: catalizan rompimientos hidrolíticos.
(A – B + H2O ----> A - H + BOH)
Ácido (H) Base (OH)
4. Liasas: catalizan reacciones que implican el reordenamiento
electrónico de la molécula.
5. Isomerasas: catalizan transformaciones de moléculas en sus
isómeros.
6. Ligasas: catalizan uniones entre moléculas. (A+B ---> A – B)

21. Cinética de la reacción
Factores que afectan la actividad enzimática
1. Temperatura: las enzimas son sensibles a la temperatura: si disminuye pierden velocidad,
si se calientan demasiado pierden su estructura. La temperatura fisiológica se encuentra
entre 37,5°C y 39°C.
2. pH: debido a que los aminoácidos pueden ser ácidos, básicos, apolares o polares, tienen
pH muy restringido donde funcionan adecuadamente, denominándose pH óptimo. Este
rango de pH depende de dónde se encuentra la enzima y su composición.
3. Tamaño del sustrato: dado que e sustrato debe entrar en su centro activo, mientras más
disgregado y pequeño esté, más rápida será la reacción.
4. Concentración del sustrato: mientras más concentración de sustrato haya, mayor será la
velocidad de la reacción, hasta el límite establecido por la velocidad de reacción de la
enzima.
5. Concentración de la enzima: mientras mayor sea la concentración de la enzima,
suponiendo que dispone del sustrato necesario, mayor será la velocidad de la reacción.
6. Presencia de inhibidores: hay sustancias que inhiben la actividad enzimática, ya sea
porque entran en el centro activo e impiden la entrada del sustrato, o porque se unen a un
segundo centro y detienen la actividad enzimática.