Reacciones exergónicas y endergónicas

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Reacciones exergónicas y endergónicas
En los seres vivos, la energía y la materia se transforman una en otra. La materia orgánica se descompone obteniéndose energía y a partir de la energía se producen moléculas orgánicas. De este modo ocurren
202 UNIDAD II • La célula: unidad estructural y funcional de los seres vivos
reacciones químicas que forman la materia, utilizando la energía y reac- ciones químicas que al ocurrir desprenden energía.
Las reacciones que necesitan energía para que ocurran, se llaman endergónicas, mientras que las reacciones que se producen espontánea- mente, generando energía, se llaman exergónicas.
El control de las reacciones metabólicas
Las enzimas son biomoléculas que regulan la velocidad de las reacciones químicas de la célula. Las enzimas son proteínas específicas cuya estruc- tura se acopla al reactivo permitiendo que se lleve a cabo la reacción química. Algunas enzimas están formadas por proteínas que contienen
moléculas que no son proteicas. Estas molécu- las se llaman cofactores o grupo alostérico y pueden contener moléculas orgánicas o inor- gánicas. Muchos grupos alostéricos están for- mados por metales, como por ejemplo elActivador alostérico
Sitio alostérico
Enzima
Sustrato
Figura 2.53 Grupo alostérico en una enzima.
magnesio o el hierro, ver la figura 2.53.
La mayor parte de las enzimas reciben el nombre de la reacción que promueven con la terminación “asa”. Por ejemplo, la enzima ARN polimerasa tiene la función de formar el polí- mero de ARN, la enzima ligasa une los frag- mentos de ácidos nucleicos unos con otros.
Las enzimas son catalizadores porque controlan la velocidad de las reacciones, acelerándolas o deteniendo el proceso. La sustancia sobre la que actúa la enzima se denomina sustrato y la sustancia que se produce es el producto.
Muchas enzimas se acoplan al sustrato dando origen al complejo en- zima-sustrato sobre el cual puede ocurrir el cambio químico, formándo- se el complejo enzima-producto. Cuando se ha dado origen al complejo enzima-producto, la unión se vuelve inestable, por lo que la enzima se desprende y concluye la reacción.
En ocasiones la reacción química requiere de dos sustratos. En estos casos la enzima permite la atracción de los dos sustratos, incrementando la posibilidad de interacciones entre ambos y promoviendo la formación de él o los productos. En algunas reacciones químicas las enzimas re- quieren de la presencia de otros promotores para llevar a cabo su fun- ción. La insulina, por ejemplo, requiere de la presencia de zinc para ser más eficiente en la degradación de la glucosa.
Estructura de una enzima
Las enzimas están formadas por polipéptidos los cuales a su vez se for- man por cadenas de aminoácidos. Para que la enzima sea funcional, la estructura debe permanecer intacta. Algunas mutaciones ocasionan cam- bios en el orden de los aminoácidos en la cadena, lo que afecta grave- mente la función de la enzima. El sitio más importante de acción de la enzima se llama centro activo. El centro activo de la enzima es un sitio muy específico, con una forma específica capaz de acoplarse al sustrato y con alguna fuerza electrostática que le permite tener mayor afinidad por el sustrato. La correcta estructura y acomodo de los aminoácidos en la cadena polipeptídica asegura la especificidad y acción de la enzima. Cualquier error en la cadena de aminoácidos puede afectar la estructura globular de la enzima impidiendo que se acople al sustrato, con lo que la reacción no se lleva a cabo. La figura 2.54 muestra el mecanismo de acción enzima-sustrato.
Sustrato
Productos de la reacción
Enzima
Figura 2.54 Mecanismo de acción enzima-sustrato.