INTRODUCIÓN AL METABOLISMO CELULAR Biología 2º Bachillerato Metabolismo Copyrigth José Reig 2004 TEMA-14 INTRODUCIÓN AL METABOLISMO CELULAR Se denomina metabolismo celular al conjunto de reacciones químicas que se llevan a cabo en el interior de la célula, encaminadas a mantener su constante lucha contra el aumento de entropía ANABOLISMO FOTOSÍNTESIS o QUIMIOSÍNTESIS Glúcidos simples Aminoácidos Glicerina Ácidos grasos Nucleótidos Carbohidratos complejos Lípidos complejos Proteínas Ácidos nucleicos + E DIGESTIÓN DE LOS ALIMENTOS CATABOLISMO + O2 ENERGÍA + AGUA+ C02

INTRODUCIÓN AL METABOLISMO CELULAR Biología 2º Bachillerato Metabolismo Copyrigth José Reig 2004 TEMA-14 INTRODUCIÓN AL METABOLISMO CELULAR Se denomina ruta metabólica a un conjunto de reacciones en las que el producto de una reacción es el sustrato de la siguiente y que van encaminadas a la obtención de un determinado producto final partiendo de una sustancia determinada. Cada reacción simple está catalizada por un enzima. A B C D E F G Z H E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 RUTA LINEAL RAMIFICADA W S R N M J Q A E5 E4 E3 E2 E1 E6 RUTA CÍCLICA

INTRODUCIÓN AL METABOLISMO CELULAR Biología 2º Bachillerato Metabolismo Copyrigth José Reig 2004 TEMA-14 INTRODUCIÓN AL METABOLISMO CELULAR Siempre hay un intermediario entre las reacciones anabólicas y catabólicas, es el conjunto ATP-ADP. Las reacciones que requieren energía necesitan ATP que se las suministra, transformándose en ADP, que es utilizado por las reacciones que liberan energía y pasa a ATP. Es pues este grupo de coenzimas la moneda universal de intercambio de energía celular. ZP Z + P + ENERGÍA ENERGÍA FOSFORILACIÓN ATP ADP + Pi A + B + ENERGÍA AB A + B AB ATP ADP + Pi

INTRODUCIÓN AL METABOLISMO CELULAR Biología 2º Bachillerato Metabolismo Copyrigth José Reig 2004 TEMA-14 INTRODUCIÓN AL METABOLISMO CELULAR Según la fuente de materia y de energía para el metabolismo, los seres vivos se clasifican en: Autótrofos: que utilizan el CO2 del aire como fuente de carbono para construir sus biomoléculas. Y según su fuente de energía, pueden ser: Fotosintéticos: si utilizan la luz como fuente de energía. (Plantas verdes, cianobacterias…) Quimiosintéticos: si utilizan como fuente de energía, la que se libera en reacciones redox del medio ambiente en el que viven: (Bacterias desnitrificates, del azufre y del hierro). Heterótrofos: como fuente de carbono toman compuestos orgánicos que provienen de otros seres vivos. Según sea su fuente de energía, podrán ser: Fotoorganotrofos: que utilizan como fuente de energía la luz: (Bacterias purpúreas no sulfuradas) Quimioorganotrofos: que utilizan como fuente de energía la que se desprende en las reacciones de oxido-reducción que se llevan a cabo entre la propia materia orgánica que toman. (Animales, muchos microorganismos y hongos).

INTRODUCIÓN AL METABOLISMO CELULAR Biología 2º Bachillerato Metabolismo Copyrigth José Reig 2004 TEMA-14 INTRODUCIÓN AL METABOLISMO CELULAR El ATP, moneda de intercambio energético universal, es la única fuente de energía válida para los procesos metabólicos de la célula. Sólo se puede sintetizar de tres formas: 1. fosforilación a nivel de sustrato 2. fosforilación oxidativa 3. fotofosforilación Fosforilación a nivel de sustrato: 3fosfoglicerato + ADP Piruvato + ATP

INTRODUCIÓN AL METABOLISMO CELULAR Biología 2º Bachillerato Metabolismo Copyrigth José Reig 2004 TEMA-14 INTRODUCIÓN AL METABOLISMO CELULAR Fosforilación oxidativa: Es el principal medio de obtención de ATP en los organismos heterótrofos. La energía necesaria proviene de las reacciones biológicas de oxidación de los compuestos orgánicos. Los electrones que provienen de la oxidación se transfieren a un intermediario (generalmente NAD) que finalmente los cede al oxígeno en un proceso que libera energía que se utiliza para fosforilar ATP Fotofosforilación: Se realiza en la membrana del tilacoide, que es capaz de utilizar la energía luminosa para generar una diferencia de potencial a ambos lados de la membrana. Dicha diferencia de potencial es la que se utiliza para fosforilar ATP

INTRODUCIÓN AL METABOLISMO CELULAR Biología 2º Bachillerato Metabolismo Copyrigth José Reig 2004 TEMA-14 INTRODUCIÓN AL METABOLISMO CELULAR Formas de cesión energética del ATP 1. Reacción de fosforilación: Por cesión del grupo fosfato a un sustrato que queda fosforilado. 2. Como aporte de energía de hidrólisis COOH CH2 C=O COOH C=O CH3 ATP PIRUVATO CARBOXILASA + CO2 ADP + P Piruvato Oxalacetato

2 Acido pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 Agua Biología 2º Bachillerato Metabolismo Copyrigth José Reig 2004 TEMA-14 CATABOLISMO Se denomina así a la parte del metabolismo que conlleva una “destrucción” de los compuestos carbonados, con objeto de obtener energía. hay una liberación de electrones de los compuestos energéticos, que van a parar a un aceptor Según sea el aceptor final de los electrones se puede hablar de tres formas distintas de catabolismo: Aerobio: el aceptor final es el oxígeno. Anaerobio: el aceptor final es algún compuesto inorgánico distinto del oxígeno. Fermentación: el aceptor final es un compuesto orgánico. CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS Parte 1ª: GLUCOLISIS Se trata de una ruta metabólica estudiada y descrita por Embden-Meyerhof, que transforma la glucosa en dos moléculas de piruvato, obteniendo con ello 2 ATP netos y reduciendo 2 NAD+ a NADH Glucosa + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+ 2 Acido pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 Agua

TEMA-14 CATABOLISMO Biología 2º Bachillerato Metabolismo Copyrigth José Reig 2004 TEMA-14 CATABOLISMO

TEMA-14 CATABOLISMO Biología 2º Bachillerato GLUCOLISIS Metabolismo Copyrigth José Reig 2004 TEMA-14 CATABOLISMO GLUCOLISIS

TEMA-14 CATABOLISMO Biología 2º Bachillerato Glicerina Metabolismo Copyrigth José Reig 2004 TEMA-14 CATABOLISMO CATABOLISMO DE LAS GRASAS. Las grasas se digieren y se descomponen en sus dos componentes: Glicerina y ácidos grasos. Cada uno de estos componentes se cataboliza de manera diferente. Glicerina Es muy simple, en el citoplasma celular, la glicerina se transforma en gliceraldehído-3-fosfato, que se incorpora a la glucólisis.

TEMA-14 CATABOLISMO Biología 2º Bachillerato Metabolismo Copyrigth José Reig 2004 TEMA-14 CATABOLISMO β-oxidación de los ácidos grasos Es conocida también como hélice de Lynen, en honor a su descubridor. Se trata de un proceso oxidativo de los ácidos grasos que va desprendiendo de éstos, ácido ácetico unido al Co-A, el llamado acetil-CoA. Este proceso se lleva a cabo en la matriz mitocondrial.

TEMA-14 CATABOLISMO Biología 2º Bachillerato Metabolismo Copyrigth José Reig 2004 TEMA-14 CATABOLISMO CATABOLISMO DE LAS PROTEÍNAS. Por lo general las células no oxidan las proteínas para obtener energía, pero se dan casos en los que sí que lo hacen. Los aminoácidos, a diferencia de las grasas y los hidratos de carbono, no pueden ser almacenados, por lo que se utilizan como combustible. La degradación de los aminoácidos se lleva a cabo en dos fases sucesivas: A.-Transaminación, por el que los aminoácidos transfieren su grupo amino a un cetoácido por lo que se forma un solo tipo de aminoácido, el ácido glutámico. B.-Desaminación oxidativa, sobre el glutámico interviene una enzima, la glutamato deshidrogenasa que lo transforma en ácido a-cetoglutárico y en amoníaco que se excreta. : BETA OXIDACIÓN AL CICLO DE KREBS EXCRECIÓN

CATABOLISMO. FERMENTACIONES Biología 2º Bachillerato Metabolismo Copyrigth José Reig 2004 TEMA-14 CATABOLISMO. FERMENTACIONES