Características de las rutas metabólicas

En las reacciones metabólicas, como en cualquier reacción química, en primer lugar se forman nuevas sustancias, los productos, a partir de los reactivos o metabolitos y en segundo lugar, durante la reacción hay un intercambio de energía entre los compuestos reaccionantes y el medio que los rodea.

En la imagen lateral se ve una analogía que muestra el concepto de reacción acoplada. En la imagen superior la energía liberada por la caída de la piedra grande no se acopla a la subida de la piedra pequeña, que es el proceso que necesita energía. En la inferior, los dos procesos están acoplados. Pero además de estas dos propiedades generales de todas las reacciones químicas conocidas, debemos señalar que:

• Las reacciones metabólicas suceden en un medio acuoso; en consecuencia, los reactivos y los productos se encuentran en disolución. El agua es, además, un reactivo o un producto de algunas reacciones metabólicas.
  
• Cada reacción metabólica tiene su catalizador o enzima. En general, los catalizadores y las enzimas en particular, son sustancias que aceleran las reacciones químicas porque disminuyen la energía de activación de la reacción.
  
• En las reacciones acopladas, una misma enzima cataliza las dos reacciones a la vez.
  
• En las células eucariotas se producen en compartimientos específicos, lo que facilita su regulación.
  
• Las reacciones metabólicas, como ya hemos indicado anteriormente, están encadenadas y la mayoría de ellas están acopladas, de manera que la energía liberada en una de las reacciones, que llamamos exergónica, es captada por otra reacción, endergónica, que requiere energía.
  

Hemos de recordar que desde un punto de vista energético en toda reacción química es necesaria la aportación de una energía inicial o de activación para que se inicie la reacción, independientemente de que vaya acompañada de una liberación de energía en forma de calor (reacción exotérmica), o se trate de una reacción que se realiza con absorción de energía en forma de calor (reacción endotérmica).

Tipos de reacciones metabólicas más frecuentes

• Reacciones de oxidación - reducción (redox) o de transferencia de electrones. Una oxidación es una pérdida de electrones y una reducción es una ganancia de electrones. En los procesos metabólicos las transferencias de energía van asociadas con frecuencia a reacciones de este tipo.
  
  A (oxidado) + B (reducido) → A (reducido) + B (oxidado)
  
  
• Reacciones de condensación que conllevan la formación de una molécula compleja a partir de metabolitos más simples; en muchas de estas reacciones se produce la formación de moléculas de agua.
  

  
  
  

• Reacciones de hidrólisis, inversas a las reacciones de condensación.
  

  
  
  

• Reacciones de polimerización. Son las reacciones de unión de monómeros para formar una macromolécula o polímero.
  

  
  
  

• Reacciones de isomerización o reacciones de ordenación interna de los átomos de una molécula para formar un isómero o sustancia de igual fórmula empírica pero con estructura molecular diferente.
  

  
  
  

• Reacciones de transferencia de grupos de átomos de una mólecula a otra. Las más frecuentes son las reacciones de fosforilización o de incorporación de grupos fosfato a un metabolito, y las reacciones inversas de desfosforilación.