Metabolismo celular: catabolismo y anabolismo, respiración, fotosíntesis, enzimas
El bloque Metabolismo celular evalúa rutas, localización, balance de ATP y regulación enzimática. Es el más numérico: se pregunta el rendimiento energético, el destino del NADH o el efecto de un inhibidor sobre la cinética.
Enzimas
Catalizan disminuyendo la energía de activación; sitio activo, especificidad y ajuste inducido. La Vmax depende de la concentración de enzima y la Km indica afinidad (Km baja = afinidad alta). Inhibidor competitivo: se une al sitio activo, aumenta la Km aparente y no cambia la Vmax (se revierte con más sustrato). Inhibidor no competitivo: se une en otro sitio y reduce la Vmax. Regulación alostérica, por modificación covalente y por retroinhibición.
Catabolismo
Glucólisis en el citosol: glucosa → 2 piruvato, 2 ATP netos y 2 NADH. El piruvato se descarboxila a acetil-CoA (2 NADH). Ciclo de Krebs: dos vueltas por glucosa, con 6 NADH, 2 FADH₂, 2 ATP y CO₂. Cadena respiratoria en la membrana interna y quimiosmosis: el gradiente de protones mueve la ATP sintasa y el aceptor final es el O₂, que forma agua. En el recuento clásico, cada NADH rinde 3 ATP y cada FADH₂ 2 ATP.
Anabolismo
Fotosíntesis: fase luminosa en tilacoides, con fotólisis del agua (origen del O₂), transporte de electrones por los fotosistemas II y I y fotofosforilación, que producen ATP y NADPH. Fase oscura o ciclo de Calvin en el estroma: fijación por la RuBisCO, reducción y regeneración de la ribulosa-1,5-bifosfato, consumiendo ATP y NADPH. Quimiosíntesis: bacterias que oxidan compuestos inorgánicos para reducir CO₂.
Ejemplo resuelto
Una bacteria se cultiva con glucosa y un inhibidor. Con sustrato saturante alcanza la misma Vmax que el control, pero necesita diez veces más glucosa para llegar a la mitad de esa Vmax. Razonamiento: la Km aparente es diez veces mayor y la Vmax no cambia, luego el inhibidor es competitivo y se une al centro activo. Si la Vmax hubiera caído, sería no competitivo; si no se recuperase al lavar el inhibidor, sería irreversible.
Errores que cuestan puntos
Colocar la glucólisis en la mitocondria, olvidar que el O₂ liberado procede del agua y no del CO₂, confundir el ciclo de Calvin con el de Krebs, contar ATP brutos en vez de netos en la glucólisis y creer que la fermentación produce ATP en grandes cantidades (solo regenera NAD⁺).