El metabolismo se refiere a cualquier proceso químico que ocurre dentro o entre las células. Hay dos tipos de metabolismo: anabolismo, donde se sintetizan moléculas más pequeñas para formar otras más grandes; y catabolismo, donde las moléculas más grandes se descomponen en otras más pequeñas. La mayoría de las reacciones químicas dentro de las células requieren un catalizador para comenzar. Las enzimas, que son moléculas de proteínas grandes que se encuentran en el cuerpo, proporcionan el catalizador perfecto porque pueden cambiar las sustancias químicas dentro de las células sin cambiar ellas mismas.
Explicación del metabolismo
El metabolismo es un término general que se refiere a cualquier proceso celular que implique una reacción química. La glucólisis es un ejemplo de un proceso celular catabólico; en este proceso, la glucosa se descompone en piruvato. Cuando el oxígeno y el hidrógeno se combinan para formar agua al final de la cadena de transporte de electrones, ese es un ejemplo de un proceso anabólico, donde moléculas más pequeñas se combinan para formar una molécula más grande.
Enzimas como catalizadores
La mayoría de las reacciones químicas dentro de las células no ocurren espontáneamente. En cambio, necesitan un catalizador para comenzar. En muchos casos, el calor puede ser un catalizador, pero esto es ineficaz porque no se puede aplicar calor a las moléculas de forma controlada. Por tanto, la mayoría de las reacciones químicas requieren la interacción con una enzima. Las enzimas se unen con reactivos particulares hasta que ocurre la reacción química, luego se liberan. Las enzimas en sí mismas no se modifican por la reacción química.
Modelo de candado y llave
Las enzimas no se unen indiscriminadamente a las moléculas; en cambio, cada enzima está diseñada para unirse solo a una molécula en particular, conocida como sustrato. Sobre el sustrato, hay un grupo plegado de cadenas polipeptídicas, que forman un surco. La enzima correcta tendrá un grupo similar de cadenas polipeptídicas, lo que le permitirá unirse al sustrato. Otras enzimas contendrán cadenas polipeptídicas que no coinciden.
En 1894, el científico Emil Fischer llamó a este modelo el modelo de cerradura y llave porque la enzima y el sustrato encajan como una llave en una cerradura. Según un pasaje sobre el metabolismo publicado por Titan Education, esto no es del todo exacto porque algunas enzimas se descomponen de manera desigual al final del proceso catalítico.
Ejemplo
Un ejemplo de una enzima que se ajusta al modelo de cerradura y llave es la sacarasa. La sacarasa contiene cadenas polipeptídicas que le permiten unirse a la sacarosa. Una vez que la sacarasa y la sacarosa se unen, reaccionan con el agua y la sacarosa se descompone en glucosa y fructosa. Luego, la enzima se libera y se puede reutilizar para descomponer otra molécula de sacarosa.
Desintegración desigual
La lipasa pancreática actúa como catalizador para descomponer los triglicéridos. A diferencia de la sacarosa, los triglicéridos no se descomponen uniformemente en dos moléculas de diferentes sustancias. En cambio, los triglicéridos se descomponen en dos monoglicéridos y un ácido graso.