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Enzimas, ATP, Metabolismo Celular, Respiración Celular
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ENZIMAS, ATP, METABOLISMO CELULAR, 
RESPIRACIÓN CELULAR 
1. Las ENZIMAS 
¿Para qué nos funcionan? Para aumentar la velocidad de las reacciones celulares 
se desarrollan catalizadores orgánicos, capaces de permitir una velocidad de 
reacción celular, lo su昀椀cientemente rápida a la temperatura del organismo. Son 
sustancias capaces de acelerar las reacciones químicas del organismo. 
Pueden estar presente: Boca (Salivas), estomago (jugo gástrico), e intestino (jugo 
pancreático, jugo y mucosa intestinales). 
 
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS ENZIMAS 
1. Están formado exclusivamente de PROTEÍNAS 
2. Contienen alguna otra sustancia llamada cofactor. 
¿Quién sería el cofactor? Sería un elemento metálico como Zn, o una molécula 
orgánica llamada COENZIMA, ejemplos: derivados de vitaminas, como la coenzima 
A. Y a estas se le llaman holoenzimas. 
 
COFACTORES: sustancias no proteicas adicionales, pueden ser iones como el Mg, 
que participa en las reacciones en las que se trans昀椀ere un grupo fosfato de una 
molécula a otra, otros iones como K, Ca, Zn, Mn, Fe, Na. 
COENZIMA: Moléculas orgánicas pequeñas, muchas suelen ser vitaminas, como 
es el caso de riboflavina B2, tiamina B1, nicotianamina. 
 
MECANISMO DE ACCIÓN ENZIMATICA 
En una reacción química, solo pueden reaccionar las que tengan su昀椀ciente energía 
de activación, para la reacción ocurra debemos suministrar la energía de 
activación o habrá que producir un descenso de esta. 
Las moléculas sobre las cuales actúan las enzimas son llamadas sustrato, la 
super昀椀cie de la enzima que se asocia al sustrato constituye al sitio de activación y 
pueden existir varios. 
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En cualquiera de las reacciones catalizadas, la enzima (e) y el sustrato (s) forman 
en el lugar el complejo enzima sustrato (ES), que tras la acción enzimática da lugar 
al producto 昀椀nal y como consecuencia la liberación de la enzima. 
 
E+S -→ ES (Acción enzimática) = E 
 
MODELO DE LLAVE Y CERRADURA 
MODELO DEL AJUSTE INDUCIDO, la proteína se acopla, permitiendo que su 
activo encaje con un punto del sustrato. 
 
CARACTERISTICAS DE LAS ENZIMAS 
- Alteran la velocidad de la reacción al disminuir la energía de activación. 
- Actúan en pequeñas cantidades. 
- Su molécula, al 昀椀nal de la reacción, solo actúan sobre el substrato 
determinado o un grupo reducido de substrato. 
 
FACTORES QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD ENZIMATICA 
PH: cambios bruscos de pH alteran carácter iónico. A pH alto o bajo se puede 
producir una desnaturalización y su inactivación. Tienen máximo de actividad cerca 
de la neutralidad en un rango de pH de 6-8. 
TEMPERATURA: Un aumento de temperatura provoca un aumento de la velocidad 
de reacción hasta cierta temperatura. 
 
ACTIVIDAD ENZIMÁTICA 
La unidad de actividad enzimática (U), la cantidad de enzima que cataliza la 
conversión de 1 micromol de sustrato en 1 min. La actividad especí昀椀ca es el 
número de unidades de enzima por miligramo de proteínas o por milímetro de 
disolución. 
 
INHIBIDORES DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA 
Representa cualquier sustancia capaz de disminuir la velocidad de una reacción 
enzimática. 
Inhibidor irreversible: forman un enlace covalente con las enzimas, cerca del centro 
activo, están los gases nerviosos como el florofosfato de diisopropilo. 
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Inhibidor reversible: forma una unión débil de enlaces covalente, que puede 
desprender la proteína, los inhibidores 昀椀siológicos son reversibles y la inhibición 
que produce puede adoptar una inhibición competitiva o no competitiva. 
Inhibidor competitivo: compite con el substrato por la unión con el centro activo de 
la enzima, puede reducirse si se aumenta la concentración de sustrato, la enzima 
se combina con el inhibidor para formar un complejo enzima inhibidor EI o con el 
sustrato para formar un complejo enzima sustrato ES pero no ambo. La 
sulfanilamida interviene con la síntesis de ácido fólico compitiendo con el ácido P- 
aminobenzoico de una forma competitiva. 
Inhibidor no competitivo: no se puede revertir el efecto del inhibidor, aumentando la 
concentración de substrato, este se une a la enzima en un sitio diferente al centro 
activo de la molécula y se inactiva el sitio activo. 
Inhibición de metales: los metales inhiben a la enzima que tienen su centro activo 
grupos -SH libres. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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METABOLISMO 
Las células intercambian continuamente materia y energía, estos intercambios 
tienen lugar en el interior de la célula debido a procesos químicos catalizados por 
las enzimas. 
El catabolismo o fase de degradación, Anabolismo o fase de síntesis. 
 
 
 
RESPIRACIÓN CELULAR “CATABOLISMO” 
¿Qué es? Es donde la energía de la glucosa, o de otra molécula combustible, es 
capturada por una célula en forma de ATP, puede ser aeróbica y aerobia. 
La respiración aeróbica degrada la glucosa a través de una serie de reacciones, 
昀椀naliza, la célula utilizando el oxígeno, está ocurre en ausencia de oxígeno, pero 
también se puede realizar cuando la cantidad de oxígeno es limitado. 
La respiración aerobia es la oxidación gradual del ácido pirúvico, para dar CO2 o 
H2O en presencia de O2. 
• La utilización del oxígeno como aceptor 昀椀nal de electrones procedentes los 
hidratos de carbono. 
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• La oxidación completa el ácido pirúvico. 
 
Estas dos características se dan en la célula eucariota y se realiza en la 
mitocondria. 
Existen 3 etapas de respiración celular la primera etapa es: LA GLUCÓLISIS O 
GLUCÓLISIS, es el mismo para ambos tipos de respiración celular, la segunda 
etapa es conocida como EL CICLO DE KREBS O EL ÁCIDO CÍTRICO y la tercera 
etapa es LA CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES y las dos últimas 
etapas son características de la respiración aerobia. 
 
• GLUCOLISIS: 
 
Rompen la molécula de 6c de Glucosa, en dos moléculas de 3 c (Acido pirúvico). 
Mientras que se dan estas reacciones, se forman: ATP, átomos de hidrogeno, que 
se 昀椀jan a la transportadora de H, el NAD (nicotianamina adenindinucleotido) para 
formar el NADH2. 
 
• CICLO DE KREBS O ACIDO CITRICO 
El ácido pirúvico procedente del citoplasma penetra la matriz mitocondrial, donde 
el complejo enzimático lo transforma en una sustancia de 2 átomos de C, llamados 
grupo ACETIL se une a la COENZIMA A, que continua al producto 昀椀nal. En forma 
de coenzima A confluye el catabolismo de glúcidos, lípidos y proteínas, luego este 
acetil coenzima A se oxida, totalmente, produciendo 昀椀nalmente CO2. 
PRODUCTOS IMPORTANTES: ATP, NADH2, FADH2, la forma hidrogenada de 
flavina adenina dinucleótido FAD. 
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• CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES, CADENA RESPIRATORIA O 
CADENA DE CITOCROMOS: 
Las moléculas de NADH2 y FADH2, que se forman en la glicolisis y en el ciclo de 
Krebs, pasan los electrones de hidrógenos que transportan, a una serie de 
moléculas transportadoras de electrones, llamada cadena de citocromos. El paso 
de electrones a través de esta cadena ocasiona la formación de una reserva de 
iones de hidrogeno H+ se utiliza para sintetizar ATP. Finalmente, los electrones se 
unen con O y con otros iones de hidrogeno para formar H2O. 
 
 
 
 
 
 
 
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RESPIRACION ANAEROBICA 
El aceptor昀椀nal de electrones cómo nitrato o sulfato, cuando no hay oxígeno 
muchas células producen ATP mediante un proceso conocido como respiración 
anaeróbica o fermentación, el tipo más común de fermentación emplea la VIA DE 
GLUCOLISIS, qué produce una pequeña cantidad de ATP (dos moléculas de ATP) 
por glucosa. Existe otra vía llamada fermentación alcohólica, que fue el proceso a 
través del cual las levaduras fermentan los azúcares para producir alcohol. 
 
FERMENTACIÓN: aceptor 昀椀nal de electrones. Oxidación del sustrato no es 
completa, los productos 昀椀nales son sustancias orgánicas, por eso se libera menos 
energía. 
- Fermentación alcohólica: El piruvato se transforma en etanol, en levaduras 
qué transforman la glucosa e etanol, cuando la azúcar inicial se agota, las 
levaduras dejan de funcional y obtienen una concentración máx. de 17% de 
alcohol. 
GLUCOSA + 2 ACIDOS PIRUVICOS= 2 CO2 + 2 ALCOHOL 
 
- FERMANTACION DEL ACIDO LACTICO: Se debe a la accion de varios 
organismos. Cuando la concentración de oxígeno es baja o no hay. Los 
músculos emplean respiración láctica. 
GLUCOSA + 2 ACIDO PIRUVICO = 2 ACIDOS LACTICOS. 
Aquí el ácido pirúvico se transforma en ácido láctico, el nadh se oxida y el ácido 
pirúvico se reduce. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FOTOSINTESIS 
Organismos que dependen de una fuente externa son heterótrofos, animales. 
Organismos cuya fuente principal de energía es el CO2 como su principal fuente 
de carbono son autótrofos. Producen su propio alimento, plantas. 
Abarca procesos desde absorción de energía luminosa por una planta hasta la 
producción de carbohidratos: 
• REACCIONES LUMINOSAS: 
DEPENDEN DIRECTAMENTE DE LA LUZ, inicia con la activación por medio de la 
luz, de uno de los electrones de la cloro昀椀la. 
El electron se mueve a lo largo de una cadena de transporte de electrones y se 
une a otro electron de la cadena. 
La energía liberada se utiliza, para bombear H+ (o protones), sintetizándose el ATP. 
El ultimo aceptor de electrones de la cadena NADP, se convierte en NADPH. 
 
La formación de NADPH hace que la cloro昀椀la se quede sin electrones, estos 
electrones son reemplazados mediante fotolisis. 
 
• REACCION OSCURA: 
No dependen directamente de la luz, se realizan en oscuridad. Implican 昀椀jación 
dióxido de carbono del aire para formar azucares, cada molécula de dióxido de 
carbono se 昀椀ja a una molécula de azúcar de cinco carbonos (pentosas), ribulosas 
difosfato. 
La estructura de seis carbonos resultante se divide inmediatamente en dos 
fragmentos de tres carbonos, lo que luego sufren una serie de reacciones en la 
que se emplea energía del ATP y NADPH, de la fase luminosa: 
 
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PROCESO GLOBAL DE LA FOTOSINTESIS: 
 
CLOROPLASTO: 
Color verde de las hojas se debe al cloroplasto, ya que absorbe ondas de color rojo 
y azules de la luz, lo cual emplea la fotosíntesis y se refleja en ondas verdes 
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La molécula de pigmento fotosintetico esta embebida en la memebrana mas 
interna del cloroplasto, el cual forma un sistema de sacos que contiene la cadena 
de electrones, afuera se encuentra el estroma donde contiene DNA, ribosomas, 
como las enzimas y moléculas necesarias para las reacciones oscuras. 
 
 
SIGLAS 
 
NADH: NICOTINAMIDA ADENINDINUCLEOTIDO FOSFATO) 
FOTOLISIS: ruptura de la molécula de agua, por activación luminosa, separando el 
O del H. 
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