Els virus, com a organismes acel·lulars, no tenen metabolisme Conjunt de reaccions químiques a nivell cel·lular, de tots els organismes, que tenen relació amb la síntesi i la destrucció de la matèria i amb el consum i la producció d’energia. Els virus, com a organismes acel·lulars, no tenen metabolisme

Font de matèria: Orgànica Autòtrof Metabolisme Heteròtrof Font de matèria: Orgànica Autòtrof Font de matèria: Inorgànica

Font d’energia: química Font d’energia: fotònica Metabolisme Quimiosintètic Font d’energia: química Fotosintètic Font d’energia: fotònica

Metabolisme Matèria orgànica Font d’energia química Matèria inorgànica Font d’energia lluminosa Fotoheteròtrof Quimioautòtrof Quimioheteròtrof Fotoautòtrof

Metabolisme Metabolisme A B C D E F G Catabolisme Anabolisme Destrucció de molècules grans fins a molècules petites (d’excreció) Alliberament d’energia (síntesi d’ATP) Síntesi de molècules grans a partir de molècules precursores Consum d’energia (despesa d’ATP) A B C D E F G Ruta o via metabòlica: conjunt de reaccions acoblades i regulades pels enzims E1 E2 E3 E4 E5 E6

Metabòlits intermedis Metabolisme Ruta o via metabòlica: conjunt de reaccions acoblades i regulades pels enzims E1 E2 E3 E4 E5 E6 A B C D E F G Substrat de la via Producte de la via Metabòlits intermedis El producte d’una reacció és el substrat de la següent

Interdependència energètica entre el catabolisme i l’anabolisme Metabolisme Interdependència energètica entre el catabolisme i l’anabolisme Reacció exergònica allibera E Reacció endergònica necessita E

Metabolisme ATP/ADP com a sistema intermediàri ATP Anabolisme H2O Anabolisme Catabolisme Biomolècules ADP + Pi Biosíntesi Contracció Mobilitat Transport actiu Transferència d’informació genètica O2

Metabolisme Fase I. Catabolisme hidrolític. No oxidatiu. No producció d’ATP Fase II. Convergència a Acetil CoA. Fase III. Ruta final comuna. Producció d’ATP i molècules d’excreció

Metabolisme Rutes catabòliques convergents Proteïnes Polisacàrids Molècules complexes Proteïnes Polisacàrids Lípids piruvat Acetil-CoA glucosa aa NH3 + glicerol àc. grassos Molècules orgàniques simples amb molta E química potencial CO2 H2O Cadena respiratòria Cicle de Krebs Molècules inorgàniques amb poca E química potencial

Metabolisme Glicòlisi: des de glucosa a piruvat 2 deshidrogenacions amb NAD+ Producció de 2 ATP Producció de 2 piruvats Fase 1 Parteix des de la glucosa (6C) Hi ha 5 reaccions Finalitza amb 2 molècules de gliceraldehid 3 fosfat (3C) Hi ha una despesa de 2 ATP La glicòlisi té lloc al citosol (col·loïde intracel·lular) Fase 2 Parteix de 2 molècules de gliceraldehid 3 fosfat (3C) Hi ha 5 reaccions Finalitza amb 2 molècules d’àcid pirúvic (piruvat) Hi ha un guany de 4 ATP S’obtenen 2 (NADH + H+) Glucosa + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi ----> 2 Piruvat + 2 (NADH+H+) + 2 ATP + 2 H2O

Glicòlisi: des de glucosa a piruvat Metabolisme Glicòlisi: des de glucosa a piruvat Dihidroxiacetona fosfat Glucosa Glucosa 6 fosfat Fructosa 6 fosfat Fructosa 1, 6 difosfat Gliceraldehid 3 fosfat Glicòlisi 2 3 fosfoglicerat 1,3 difosfoglicerat Piruvat Fosfoenol piruvat 2 fosfoglicerat Glucosa + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi ----> 2 Piruvat + 2 (NADH+H+) + 2 ATP + 2 H2O

Respiració: piruvat  acetil CoA Metabolisme Respiració: piruvat  acetil CoA Fermentacions: piruvat  alcohol etílic piruvat  àcid làctic piruvat  àcid acètic Piruvat  àcid propiònic

Respiració: piruvat  acetil CoA Metabolisme Respiració: piruvat  acetil CoA Fermentacions: piruvat  alcohol etílic piruvat  àcid làctic piruvat  àcid acètic Piruvat  àcid propiònic

Fermentació alcohòlica Metabolisme Fermentació làctica + 3 + 3 Àcid pirúvic Àcid làctic Fermentació alcohòlica + 3 CO2 + 3 3 Àcid pirúvic Àcetaldehid Alcohol etílic

Metabolisme Cicle de Krebs o cicle de l’àcid cítric 2 descarboxilacions 4 deshidrogenacions 3 amb NAD+ 1 amb FAD Producció d’un GTP CoA El cicle de Krebs es localitza a la matriu mitocondrial isocitrat NAD+ NAD+ malat a-cetoglutarat NAD+ CoA fumarat Succinil CoA succinat CoA GDP + Pi Acetil CoA + 3 (NAD+) + FAD + GDP + Pi ----> 2 CO2 + 3 (NADH+H+) + FADH2 + GTP + H2O + CoA

Cadena respiratoria: oxidació-reducció Metabolisme Cadena respiratoria: oxidació-reducció Enllaços rics en energia NAD+ FAD

Cadena respiratoria: oxidació-reducció Metabolisme Cadena respiratoria: oxidació-reducció +H+

Metabolisme Cadena respiratoria: oxidació-reducció Espai intermembranós (MMI MME) Transport d’electrons i fosforilació oxidativa Les CR tenen lloc a les crestes mitocondrials Matriu mitocondrial Els tres indrets de conservació de l’energia, en el transport d’electrons de les CR, que permeten la síntesí d’ATP 6 (NADH+H+) + 2FADH2 + O2 + 22 ADP+ 22 Pi  6 NAD+ + 2 FAD + 22 ATP + H20

Cadena respiratoria: oxidació-reducció Metabolisme Cadena respiratoria: oxidació-reducció Per cada parell d’hidrogens que entra a nivell NAD+/NADH+H + s’obtenen 3 ATP i per cada parell d’hidrogens que entra a nivell FAD/FADH2, s’obtenen 2ATP.

Metabolisme Complex I: NADH deshidrogenasa Cadena respiratoria: oxidació-reducció Complex I: NADH deshidrogenasa

Metabolisme Complex II: Succinat deshidrogenasa Cadena respiratoria: oxidació-reducció Complex II: Succinat deshidrogenasa

Metabolisme Complex III: Citocrom reductasa Cadena respiratoria: oxidació-reducció Complex III: Citocrom reductasa

Metabolisme Complex IV: Citocrom oxidasa Cadena respiratoria: oxidació-reducció Complex IV: Citocrom oxidasa

Beta-oxidació d’àcids grassos Metabolisme Beta-oxidació d’àcids grassos Acil CoA (18 C) + 8 FAD + 8 (NAD+) + 8 CoASH + 8 H2O  9 Acetil CoA (2C) + 8 FADH2 + 8 (NADH + H+) Cada volta es produeix un Acil CoA amb 2 carbonis menys i una molècula d’Acetil CoA (2C). A la última volta s’alliberen 2 molècules d’acetil CoA a la vegada i per això el nombre de voltes és sempre una menys que la meitat del nombre de carbonis inicial; en aquest cas 8 voltes.

Metabolisme Fase fotoquímica (fase clara) Fotosíntesi (Cianobacteris, Algues i Vegetals) Fase fotoquímica (fase clara) Flux d’electrons acíclic Flux d’electrons cíclic

Metabolisme Transport d’electrons i fotofosforilació Fotosíntesi (Cianobacteris, Algues i Vegetals) Transport d’electrons i fotofosforilació

Metabolisme Síntesi d’ATP a nivell del citocrom b/f Fotosíntesi (Cianobacteris, Algues i Vegetals) Síntesi d’ATP a nivell del citocrom b/f ADP + Pi ATP

Metabolisme Síntesi d’ATP a nivell del citocrom b/f Fotosíntesi (Cianobacteris, Algues i Vegetals) Síntesi d’ATP a nivell del citocrom b/f ADP + Pi ATP

Metabolisme Fase fotosintètica (fase fosca) Fotosíntesi (Cianobacteris, Algues i Vegetals) Fase fotosintètica (fase fosca)

Metabolisme Esquema global fotosíntesi Fotosíntesi (Cianobacteris, Algues i Vegetals) Esquema global fotosíntesi CO2 Cicle de Calvin Llum Llum + H+ Aigua Espai tilacoïdal

Fotosíntesi (Algues i Vegetals) Metabolisme Fotosíntesi (Algues i Vegetals) Cloroplast Grana i tilacoïdes Cloroplast