Explorando las Enzimas, el Catabolismo y el Ciclo de Krebs: Funciones y Procesos Clave

Clasificación de las Enzimas

Las enzimas se clasifican en:

• Oxidoreductasas: Catalizan reacciones de oxidación o reducción del sustrato.
• Transferasas: Transfieren radicales de un sustrato a otro sin que en ningún momento estos radicales queden libres.
• Hidrolasas: Rompen enlaces con la adición de una molécula de agua, aportando un OH a una parte y un H a la otra.
• Liasas: Separan grupos sin intervención de agua (sin hidrólisis) y originan enlaces dobles o añaden CO2.
• Isomerasas: Catalizan reacciones de cambio de posición de algún grupo, de una parte a otra de la misma molécula.
• Ligasas y sintetasas: Catalizan la unión de moléculas o grupos, con la energía proporcionada por la desfosforilación del ATP.

Catabolismo: Descomposición y Energía

El catabolismo es la fase degradativa del metabolismo, en la cual se obtiene energía. En las vías catabólicas, las moléculas orgánicas iniciales son transformadas sucesivamente en otras más sencillas, hasta convertirse en productos finales del catabolismo, muchos de ellos denominados productos de excreción. La energía liberada en el catabolismo es almacenada en los enlaces ricos en energía del ATP y es utilizada para las distintas actividades celulares o para sintetizar compuestos orgánicos complejos en los que se almacena la energía sobrante.

Las reacciones catabólicas liberan energía porque las sustancias iniciales tienen una energía libre mayor que la de las moléculas resultantes. La energía libre de una sustancia aumenta cuantas más energía acumulada haya en los enlaces químicos internos de sus moléculas y cuanto menor sea el grado de desorden de dichas moléculas.

Las reacciones catabólicas son reacciones de transferencias de electrones, es decir, reacciones de oxidación-reducción o reacciones redox. Si una sustancia se oxida (pierde electrones), hay otra sustancia que los acepta (se reduce). La sustancia que provoca que otra pierda electrones es el agente oxidante. La sustancia que provoca que otra gane electrones es el agente reductor.

Tipos de Catabolismo

Se pueden distinguir dos tipos de catabolismo:

• Respiración: Interviene la cadena transportadora de electrones. Esto permite transferir electrones procedentes de la materia orgánica inicial a un aceptor final que es un compuesto orgánico. Se distingue: respiración aeróbica y respiración anaeróbica.
• Fermentación: No interviene la cadena transportadora de electrones. Impide transferir los electrones de la materia orgánica inicial a un compuesto inorgánico.

Glucólisis: El Inicio del Proceso

En la glucólisis, la glucosa se escinde en dos moléculas de ácido pirúvico y la energía liberada se utiliza para sintetizar dos moléculas de ATP. Esta síntesis se realiza mediante una fosforilación a nivel de sustrato, es decir, una molécula de sustrato que contiene un grupo fosfato se lo cede a un ADP y así forma un ATP. Se puede distinguir en dos fases: primera fase o fase de consumo de energía y segunda fase o fase de producción de energía.

Ciclo de Krebs: El Proceso Central

En la célula eucariota, el ácido pirúvico obtenido en la glucólisis entra por transporte activo en la mitocondria, donde un conjunto de enzimas denominado sistema piruvato deshidrogenasa lo transforma en Acetil-CoA. Se pierde un grupo carboxilo que sale en forma de CO2 y dos hidrógenos que son aceptados por un NAD+ que pasa a NADH + H+.