Podemos formar ATP a través de:

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1 Podemos formar ATP a través de:
Producción de ATP Podemos formar ATP a través de: Metabolismo Anaeróbico (con deficit oxigeno) 1.-El sistema de ATP-PC (o fosfágeno) (1er forma de producir ATP) 2.-Glucólisis anaeróbica (o sistema de ácido láctico) (2da forma) Metabolismo Aeróbico (con oxigeno) 1.-a)La glucólisis (aeróbica), b)Beta oxidación, c)Desaminación 2.-El ciclo de Krebs (o ciclo del ácido cítrico) 3.-La cadena respiratoria (o sistema de transporte electrónico). 4).-Fosforilación oxidativa 3, 4, 5 forma Producción: M.C. Araceli Serna Gutiérrez

2 Enzima que cataliza esta reacción:
1.-El sistema de ATP-PC (o fosfágeno) (1er forma de producir ATP)   PC + ADP ATP + C Fosfocreatina Creatina Enzima que cataliza esta reacción: Creatinfosfoquinasa El sistema de ATP-PC involucra la donación de un fosforoa (P) y su enlace de energía por parte de la fosfocreatina (PC) a la molécula de ADP para formar ATP

3 ¡¡¡¡SORPRESA!!!! Para pasar a la segunda forma de producir ATP, primero debemos de ver otros temas relacionados con el Metabolismo de Carbohidratos para poder entender

4 Metabolismo de Glucidos o Carbohidratos
Entre los procesos metabólicos desempeñan un importante papel en la actividad vital del organismo. Con la descomposición de los glúcidos se libera energía que puede almacenarse en los enalces macroérgicos de ATP y utilizarse posteriormente para cumplir diversos trabajos biológicos. (cuales???) Los glúcidos satisfacen hasta el 50% de la necesidad diaria de energía en el hombre.

5 Se convierten a glucosa
Reservas glucídicas en el organismo: 2-3% del peso del cuerpo Para satisfacer nuestras necesidades de glucidos debemos suminstrarlos a travez de nuestros alimentos. Cuales?? Los glúcidos compuestos de los alimentos tienen una estructura diferente que los del cupero humano, por eso su asimilación comienza con la desintegración hidrolítica en el proceso de la digestión. Almidón Lactosa Maltosa Fructosa Glucosa Galactosa Se convierten a glucosa Digestión

6 Almidón Lactosa Maltosa Fructosa Glucosa Galactosa
1ero) La cual se vacia del intestino hacia la sangre y entra a las células donde se necesita. 2do) La glucosas excesiva de la sangre se pasa al hígado o musculos donde es almacenada como glucógeno. 3ro) Si después de esto tenemos glucosa en exceso en la sangre, esta se va al hígado y ahi se transformara a grasa y se almacenara en las células adiposas. Se convierten a glucosa La glucosas suministrada a las células de los diferentes organos, desempeñara principalmente dos funciones: .Participa en la sintesis de glucógeno (Glucogénesis) y otras sustancias .Toma parte de las reacciones de desintegración que abastecen a la célula de energía. (Glucolisis, formación de ATP)

7 Glucosa ATP (ó Energía)
Cuando Formamos Glucógeno estamos guardando energía, este proceso se denomina glucogénesis Glucogénesis Glucosa Glucogeno Glucosa Cuando necesitamos energía el glicógeno se desdobla (se rompen los enalces) , a esto se le llama Glucogenolisis El glúcogeno puede ser del músculo o del hígado ATP (ó Energía) Glucólisis Glucógenolisis Glucólisis, es el Catabolismo (rompimiento) de la glucosa para producir ATP Comida Sangre

8 Higado puede alcanzar hasta el 5% de su peso
FORMACIÓN DE GLUCOGENO: GLUCOGENESIS Los lugares donde se acumula más glucógeno, es decir donde más se produce es en el hígado y en los musculos. Higado puede alcanzar hasta el 5% de su peso Musculo “ “ “ % de su peso Por lo tanto el glucogeno del hígado es la reserva principal de glúcidos para todo el organismo

9 Unidades de Glucosa: Sillar estructural
Glucogeno Unidades de Glucosa: Sillar estructural

10 GLUCOGENESIS Formación de Glucógeno Glucosa ATP Enzimas necesarias
Hexoquinasa ADP Preguntas de examen? -Qué es glucogenesis? -Enzima que fosforila y activa a la glucosa y a partir de quien? -Reacciones necesarias? Glucosa 6 fosfato GLUCOGENESIS Fosfoglucomutasa Glucosa 1 fosfato UTP Uridindifosfatoglucosa Glicogensintetasa (enlaces alfa 1-4) Transglucosilasa (enlaces alfa 1-6) Glucogeno

11 Recordando Al pasar la glucosa por las membranas celulares…. Una vez la glucosa penetra en las celulas, esta comunmente es fosforilada para formar glucosa-6-fosfato. La enzima que cataliza esta reacción es la hexocinasa. La glucosa que no se necesita para para su uso inmediato (osea para la formación de ATP) se almacena principalmente en las fibras (o células) de los músculos esqueléticos o en el hígado en la forma de glicógeno.El proceso de formación de glucógeno se llama glucogénesis. Si las reservas de glucógenoo se encuentran saturadas, entonces las células hepáticas transforman la glucosa en ácidos grasos que pueden almacenarse en el tejido adiposo.

12 La Glucosa pasa del intestino a la sangre
Por otro lado, después de comer, tenemos mucha glucosa en sangre, porque después de la digestión las moléculas de glucosas se pasan del intestino a la sangre. Por lo tanto se va a intensificar la producción de glucógeno, es decir se va a empezar a captar por las células y a intensificarse la entrada de glucosa a la célula. Explicando con hormonas: cuando el nivel glicémico en sangre aumenta el SNC intuye ese aumento y manda una señal al páncreas (glándula), el cual produce la hormona insulina y esta hace que la glucosa entre a la célula y se forme el glucógeno o que se de le proceso de glucogénesis. La formación de glicógeno en el hígado a partir de glúcidos de la comida se lleva a cabo con la velocidad máxima después de 40 minutos de haber comido (aproximadamente). Comemos La Glucosa pasa del intestino a la sangre Por lo tanto tendremos mucha glucosa en sangre Cuando sucede esto el SNC envía señales al páncreas El páncreas produce a la hormona insulina, la cual va a hacer que la glucosa entre a la célula y se forme el glicógeno.

13 La síntesis de glicógeno puede verse detenida durante trabajo muscular.
Por que? Si hacemos trabajo necesitamos energía, por lo tanto necesitamos glucosa para producir dicha energía. Por lo tanto utilizamos la glucosa que tenemos en la sangre. Y la concentración de la glucosa en sangre disminuye. Cuando el SNC intuye que la glucosa en sangre a disminuido, manda una señal a las glándulas para producir adrenalina y glucagón, las cuales paran la glucogénesis e inducen el desdoblamiento de glicógeno. Ósea que inducen que el glicógeno se hidrolice (rompa) y forme glucosa (proceso denominado glucogenolisis) para que entre a la glucólisis y se convierta a ATP. (Al mismo tiempo que aumenta la concentración de adrenalina y glucagón disminuye la concentración de insulina).

14 Glucogenolisis: Es la degradación de glucógeno a a glucosa disponible metabólicamente (glc-6-P).
Precisa de la acción combinada de tres enzimas diferentes: 1) Glucógeno fosforilasa 2) Enzima desramificante del glucógeno 3) Fosfoglucomutasa Glucosa Glúcogeno (ya se puede utilizar) 1) Enzima: Glicógeno fosforilasa Cataliza la denominada escisión fosforolítica, que consiste en la salida secuencial de restos de glucosa desde el extremo no reductor, según la reacción: A esta reacción se le conoce como fosforolisis +

15 2) Enzima: desramificante del glucógeno
La glucógeno fosforilasa no puede escindir los enlaces O-glicosídicos en α (1-6). La enzima desramificante del glucógeno posee dos actividades: a(1-4) glucosil transferásica (transfiere) y la la α(1-6) glicosidásica que HIDROLIZA el resto de glucosa unido en α (1-6).

16 glucosa-1-P ---------------> glucosa-6-P
3) Enzima: Fosfoglucomutasa Se encarga de transformar la glucosa-1-P (la de la primer reacción) en glucosa-6-P. glucosa-1-P > glucosa-6-P Ahora si!!!!!, Ya que tenemos la glucosa pasamos a la glucólisis anaeróbica

17 Hay que recordar… La velocidad de la fosforolisis depende de varios factores. En el hígado se intensifica bajo el efecto de los impulsos nerviosos del sistema nervioso central, dichos impulsos se excitan cuando el nivel glicemico es pequeño. Estos impulsos nerviosos provenientes del SNC llegan a las glándulas suprarrenales, intensificando la secreción de la hormona adrenalina, la cual acelera la fosforólisis, al igual que la hormona del páncreas el glucagón, La adrenalina Acelera la fosforolisis (Osea la descomposición de glucogeno a glucosa) en el Higado y en el Músculo El Glucagon acelera la fosforolisis (Osea la descomposición de glucogeno a glucosa) en el Hígado solamente Ahora si!!!!!,

18 Podemos formar ATP a travez de:
Producción de ATP Podemos formar ATP a travez de: Metabolismo Anaeróbico (con deficit oxigeno) 1.-El sistema de ATP-PC (o fosfágeno) (1er forma de producir ATP) 2.-Glucólisis anaeróbica (o sistema de ácido láctico) (2da forma) Metabolismo Aeróbico (con oxigeno) 1.-a)La glucólisis (aeróbica), b)Beta oxidación, c)Desaminación 2.-El ciclo de Krebs (o ciclo del ácido cítrico) 3.-La cadena respiratoria (o sistema de transporte electrónico). 4).-Fosforilación oxidativa 3, 4, 5 forma

19 -Coenzimas que participan? -Qué pasa en la reacción 4?
La glucólisis anaeróbica, ocurre en el citoplasma de la célula. No necesita oxígeno para su realización y se trata simplemente de una secuencia de más o menos nueve etapas. A lo largo de estas una molécula de glucosa se transforma en dos moléculas de ácido piruvico y luego a ácido láctico. Ac. Lactico Glucogeno Etapa10 Ácido 1,3-difosfoglicerico -Reactivos iniciales? -Producto final? -Número de reacciones? -Coenzimas que participan? -Qué pasa en la reacción 4? -Por qué a partir de glucosa se obtienen 2 ATP y a partir de glucógeno 3? Glucólisis Anaeróbica En este proceso se cataboliza la molécula de glucosa proveniente de glúcogeno, primero del glucógeno muscular y luego del glúcogeno del hígado. Cuando se cataboliza glucosa proveniente de la glucogenolisis proveniente del músculo no se gasta ATP para activar a la enzima. Cuando se cataboliza glucosa que proviene del hígado se gasta una molécula extra de ATP La glucólisis anaeróbica son una serie de 10 reacciones, donde los productos finales son de dos a tres ATP y ácido láctico. Cada una de las reacciones (etapas) de la glucólisis anaeróbica esta catalizada por una enzima especifica. Etapas más importantes: En la reacción número dos podemos observar que hay un gasto de ATP En la reacción 4 podemos observar que el producto obtenido en la reacción 4 se hidroliza y se convierte en dos compuestos iguales, los cuales pasan por la misma serie de reacciones duplicándose los productos. En la etapa 5 hay una reacción REDOX, ya que la coenzima NAD (Vitamina ácido nicotínico) capta los electrones del compuesto de la reacción 5, convirtiéndose el NAD en un compuesto reducido. En las reacciones 6 y 9 en ambas vias de reacción se produce ATP. En la reacción 9 gracias a la acción de la enzima piruvatoquinasa, que cataliza la transformación del al ácido fosfoenolpiruvico, se obtiene como producto ácido piruvico. Luego en la reacción 10 y gracias a la acción de la enzima lactatodeshidrogenza se produce ácido láctico. Se producen: 2 ATP si partimos de glucosa 3 ATP si partimos de glucógeno

20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Glucosa Glucogeno OXIDACION – REDUCCION (REDOX )
Enzimas que participan: Hexoquinasa Fosfofructoquinasa Aldolasa, triosa fosato isomerasa Deshidrogenasa Fosfogliceratquinasa Enolasa Piruvatoquinasa Acido Láctico Lactatodeshidrogenasa Fosfoglucomutasa y sin gasto de ATP Glucosa Glucogeno Aldehido fosfoglicérico Ácido fosfoenolpiruvico 1 3 2 5 4 6 8 7 9 10 Fosfogliceratomutasa OXIDACION – REDUCCION (REDOX ) DEFINICION Una reacción de oxidación-reducción ( redox ), es aquella en la cual ocurre una transferencia de electrones. REDUCTOR En una reacción redox, reductor es la sustancia gana electrones electrones. NAD gano electrones OXIDANTE En una reacción redox, oxidante es la sustancia que pierde electrones....(Aldehído fosfoglicerico, pierde electrones, se los da al NAD) Enzima que activa a la glucosa y la fosforila y a partir de que? Enzima que fosforila al glucogeno? Cuales son las etapas en que se gastan ATP? En que etapas se produce ATP? Cuantas moleculas de ATP se producen en total? Función del NAD? Nombre de la enzima que cataliza la formación de ácido pirúvico? Nombre de la enzima que cataliza la formación de ácido láctico? Esta diapositiva es la misma que la anterior, solo que aquí ya se muestran las enzimas. Glucólisis Anaeróbica (Enzimas y Productos) En esta diapositiva se pueden observar todos los productos obtenidos en la glucólisis, así como también las enzimas que participan. Antes de iniciar el proceso la hexoquinasa cataliza la activación de la glucosa que proviene del glucógeno hepático, esto se lleva a cabo a expensas del gasto de una molécula de ATP. Si la glucosa proviene del glucógeno del músculo no se necesita a la hexoquinasa. En la reacción 9 gracias a la acción de la enzima piruvatoquinasa, que cataliza la transformación del al ácido fosfoenolpiruvico, se obtiene como producto ácido piruvico. Luego en la reacción 10 y gracias a la acción de la enzima lactatodeshidrogenza se produce ácido láctico.

21 -Coenzimas que participan? -Qué pasa en la reacción 4?
La glucólisis aérobica, ocurre en el citoplasma de la célula (ahí inicia). Necesita oxígeno para su realización y se trata simplemente de una secuencia de más o menos nueve etapas. A lo largo de estas una molécula de glucosa se transforma en dos moléculas de ácido piruvico y luego a Acetil coenzima A. Acetil coenzima A Glucogeno Etapa10 Ácido 1,3-difosfoglicerico -Reactivos iniciales? -Producto final? -Número de reacciones? -Coenzimas que participan? -Qué pasa en la reacción 4? -Por qué a partir de glucosa se obtienen 2 ATP y a partir de glucógeno 3? Glucólisis Aeróbica La glucólisis aeróbica al igual que la anaeróbica son 10 reacciones, las 9 primeras son iguales para ambos procesos. En este proceso se cataboliza la molécula de glucosa proveniente de glúcogeno, primero del glucógeno muscular y luego del glúcogeno del hígado. Cuando se cataboliza glucosa proveniente de la glucogenolisis proveniente del músculo no se gasta ATP para activar a la enzima. Cuando se cataboliza glucosa que proviene del hígado se gasta una molécula extra de ATP Etapas más importantes: En la reacción número dos podemos observar que hay un gasto de ATP En la reacción 4 podemos observar que el producto obtenido en la reacción 4 se hidroliza y se convierte en dos compuestos iguales, los cuales pasan por la misma serie de reacciones duplicándose los productos. En la etapa 5 hay una reacción REDOX, ya que la coenzima NAD (Vitamina ácido nicotínico) capta los electrones del compuesto de la reacción 5, convirtiéndose el NAD en un compuesto reducido. En las reacciones 6 y 9 en ambas vias de reacción se produce ATP. En la reacción 9 gracias a la acción de la enzima piruvatoquinasa, que cataliza la transformación del al ácido fosfoenolpiruvico, se obtiene como producto ácido piruvico. En la reacción 10 es donde se dan las diferencias con la glucólisis anaeróbica En esta ultima reacción (10) gracias a que se cuenta con oxígeno suficiente y debido a la enzima deshidrogenasa y a las coenzimas NAD, TPP y CoA (Vitaminas: Nicotinamida, ácido pantotenico y ) se produce, en lugar de ácido láctico, acetil coenzima A, el cual pasa al siguiente proceso que es el ciclo de Krebs o ciclo del ácido cítrico, el cual se lleva a cabo en la matriz mitocondrial. Se producen: 2 ATP si partimos de glucosa 3 ATP si partimos de glucógeno

22 Enzimas que participan:
Hexoquinasa Fosfofructoquinasa Aldolasa, Deshidrogenasa Fosfogliceratquinasa Enolasa Piruvatoquinasa Fosfoglucomutasa y sin gasto de ATP Glucosa Glucogeno Aldehido fosfoglicérico Ácido fosfoenolpiruvico 1 3 2 5 4 6 8 7 9 Acetil coenzima A 10 Coenzimas: TPP, NAD, CoA Fosfoglucoisomerasa Triosa fosfato isomerasa Fosfogliceratomutasa Enzima que activa a la glucosa y la fosforila y a partir de que? Enzima que fosforila al glucogeno? En que etapas se produce ATP? Cuantas moleculas de ATP se producen en total? Función del NAD? Nombre de la enzima que cataliza la formación de ácido pirúvico? Nombre de la enzima que cataliza la formación de Acetil coenzima A y que coenzimas participan? Esta diapositiva es la misma que la anterior, solo que aquí ya se muestran las enzimas. Etapas más importantes: En la reacción número dos podemos observar que hay un gasto de ATP En la reacción 4 podemos observar que el producto obtenido en la reacción 4 se hidroliza y se convierte en dos compuestos iguales, los cuales pasan por la misma serie de reacciones duplicándose los productos. En la etapa 5 hay una reacción REDOX, ya que la coenzima NAD (Vitamina ácido nicotínico) capta los electrones del compuesto de la reacción 5, convirtiéndose el NAD en un compuesto reducido. En las reacciones 6 y 9 en ambas vias de reacción se produce ATP. En la reacción 9 gracias a la acción de la enzima piruvatoquinasa, que cataliza la transformación del al ácido fosfoenolpiruvico, se obtiene como producto ácido piruvico. En la reacción 10 es donde se dan las diferencias con la glucólisis anaeróbica En esta ultima reacción (10) gracias a que se cuenta con oxígeno suficiente y debido a la enzima deshidrogenasa y a las coenzimas NAD, TPP y CoA (Vitaminas: Nicotinamida, ácido pantotenico y ) se produce, en lugar de ácido láctico, acetil coenzima A, el cual pasa al siguiente proceso que es el ciclo de Krebs o ciclo del ácido cítrico, el cual se lleva a cabo en la matriz mitocondrial.

23 Respiración celular U oxidación
El metabolismo aerobio (catabolismo de biomoléculas) está formado por varias rutas metabólicas que conducen finalmente a la obtención de moléculas de ATP. Una vez producido el acetil coenzima A, este se pasa al ciclo de Krebs Respiración celular U oxidación

24 Producto que se obtiene CO2 y 3NADH2, FADH2 y ATP
8 1 Deshidrogenasa Coenzima: NAD Coenzimas: TPP, NAD, Co A Coenzima: FAD 2 7 6 3 Ciclo de Krebs Siguiendo con el metabolismo Aerobio, una vez producido el acetil coenzima A, pasamos al Ciclo de Krebs también denominado ciclo del ácido cítrico. En este ciclo de 8 reacciónes, el ácetil coenzima reacciona con el ácido oxalacetico y se produce ácido cítrico, después esta y gracias a la acción de enzimas especificas (no se muestran todas) el ácido cítrico se convierte en 6 compuestos diferentes y al final vuelve a convertirse de nuevo en ácido oxalacetico para reaccionar de nuevo con otra molécula de acetil coenzima A . En este ciclo hay 4 reacciones REDOX (2.3,5 y 7) ya que 3 moléculas de la coenzima NAD captan 2 electrones o hidrógenos cada una y la coenzima FAD capta 2 electrones o hidrógenos. Observa que en cada reacción redox participa la enzima deshidrogenaza. En este ciclo se obtiene al final 3 moléculas de NAD con 2 electrones cada una haciendo un total de 6, de igual manera una molécula de FAD con dos electrones, haciendo entre los dos un total de 8 electrones. Los electrones contenidos en NAD y FAD van a ser cedidos en el siguiente proceso aeróbico denominado transporte de electrones, por lo tanto el NAD y el FAD se oxidaran. 5 4 Producto que se obtiene CO2 y 3NADH2, FADH2 y ATP 8 electrones que se van a donar en el transporte de electrones

25 Transporte de electrones: Por el sistema de enzimas respiratorios o complejos enzimaticos, los hidrogenos (Del FADH y del NADH) se transportan al oxígeno, se forma agua y se libera energía, con la cual se forma ATP.                                                              Al final de la glucolisis aerobica, ciclo de Krebs y transporte de electrones se obtienen 36 ATP

26 Transporte de Electrones
En la cadena de transporte de electrones se dice que se oxida el NADH y el FADH.. Por que???Por que ceden sus electrones a los complejos multienzimaticos o transportadores electrónicos. Cuales complejos multienzimaticos o TE? Son 4 y se denominan I, II, III, IV La cadena de transporte de electrones es un mecanismo para pasar electrones de un complejo mutienzimatico a otro. Los saltos generan suficiente energía para bombear protones representados por H+ del interior de la membrana interna al espacio intermembrana de la mitocondria, cuando estos protones (H+) entran a la matriz mitocondrial a travez del un complejo multienzimatico (V) se genera energía, esa energía es la que se utiliza para formar ATP. (esto se le llama fosforilación oxidativa) Por que se forma agua?? El ultimo aceptor de electrones (H) en el transporte de electrones es el oxigeno, es decir, el complejo V le da los electrones al oxigeno y por lo tanto se forma agua.

27 Espacio intermembrana Es el espacio hueco o vacio
Mitocondrías Matriz Cresta de la Membrana interna externa Crestas de la membrana interna Membrana interna Espacio intermembrana Es el espacio hueco o vacio Estructura: Consta de una doble membrana. La externa es lisa a diferencia de la interna que posee pliegues hacia el interior llamados crestas. El interior de la mitocondria es una sustancia llamada matriz en la que encontraremos, entre otras cosas, ADN, ribosomas y diversas sustancias. Espacio intermemembrana: Lugar entre la membrana externa e interna de la mitocondria.

28 Fosforilación oxidativa Energía Explicación: Lee y entiende la siguiente explicación, es muy importante que observes la figura para una máxima comprensión. La cadena de transporte de electrones es un mecanismo para pasar electrones de un complejo mutienzimatico a otro. El NADH y el FADH que provienene del ciclo de Krebs ceden sus electrones a los compejos multienzimaticos. El paso o los saltos de estos electrones de un complejo a otro generan suficiente energía para bombear protones representados por H+ del interior de la membrana interna al espacio intermembrana de la mitocondria cuando estos protones (H+) entran a la matriz mitocondrial a travez del un complejo multienzimatico (V) se genera energía, esa energía es la que se utiliza para formar ATP. (esto se le llama fosforilación oxidativa)

29 ADP + Pi + energía liberada del transporte de electrones ATP
Fosforilación oxidativa: Es cuando la energía liberada del transporte de electrones se emplea para fabricar ATP, a partir de ADP. ADP + Pi + energía liberada del transporte de electrones ATP

30 Donde ocurre la glucolisis, el ciclo de krebs y la cadena respiratoria o transporte de electrones?
1.-Desaminación 1 2. Monogliceridos Ácidos grasos libres

31 Respiración Celular u Oxidación:
*Ciclo de Krebs *Cadena respiratoria o transporte de electrones                                                                     Ciclo de Krebs En las células eucariotas el ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz de la mitocondria en presencia de oxígeno.