El metabolisme

Concepte de metabolisme Conjunt de reaccions que es produeixen a les cèl·lules i que permeten obtenir energia ( per a fer les funcions vitals) i matèria (per a crèixer). Té 2 vies : CATABOLISME (fase destructiva) ANABOLISME (fase constructiva)

CATABOLISME Fase de degradació de substàncies. Pas de substàncies complexes a simples. Sempre hi ha obtenció d’energia.(ATP) Es produeixen reaccions d’oxidació-reducció. Estudiarem: Processos catabòlics per respiració: - Glicòlisi (via pròpia de glúcids) - Cicle de Krebs( via comuna totes les biomolècules ) - Cadena respiratoria (via comuna totes les biomolècules ) - Beta-oxidació dels àcids grassos (via pròpia de lípids) Processos catabòlics per fermentació : alcohòlica i làctica.

Catabolisme En un procés catabòlic sempre hi ha una substància donadora d’electrons (s’oxida) i una acceptora d’electrons ( es redueix). La respiració aeròbia és un procés catabòlic. En el qual : S’oxida matèria orgànica ( glúcids, lípids o proteïnes ) Es redueix l’oxigen ( accepta els electrons i hidrogens i es converteix en aigua) Es produeix energia ( en forma de ATP)

Catabolisme de glúcids Glicòlisi : glucosa àcid pirúvic. (NO PRECISA OXIGEN) Cicle de Krebs : procés cíclic en el qual per cada volta que fa es desprenen 2 molècules CO2 i es generen coenzims (NADH i FADH2) que aniran a les cadena respiratòries per generar energia. Comença amb l’ Acetil-CoA Cadena respiratòria (fosforilació oxidativa) : producció de ATP. L’oxigen accepta els hidrogens que provenen dels coenzims i es forma aigua. IMPORTANT : Cicle de Krebs i Cadena respiratòria són vies comunes per a totes les biomolècules (glúcids, lípids, proteïnes)

Cicle de Krebs S’inicia amb ACETIL-COA. Es formen NADH I FADH2. Es despren CO2. Es fa a la matriu del mitocondri.

Cadena respiratòria Està a les crestes mitocondrials. Els coenzims (NADH i FADH2) cedeixen i accepen els electrons fins arribar a l´últim acceptor que és OXIGEN. L’oxigen accepta els hidrogens i es produeix aigua. El trasport d’hidrogens activa uns enzims (ATP-sintetases) i així es forma ATP (ADP +P = ATP)

Beta-oxidació dels àcids grassos Catabolisme de Lípids ACILCLICÈRIDS = ÀCIDS GRASSOS + GLICERINA Beta-oxidació dels àcids grassos Procés de degradació dels àcids grassos que permet l’obtenció de acetil-CoA i coenzims (NADH i FADH). A cada volta de la beta-oxidació es forma 1 molècula acetil-CoA (Té 2 carbonis). Per tant a cada volta li traiem a l’àcid gras 2 carbonis. (Acid gras de 16 C formarà 8 acetil-CoA) Els acetil-CoA van al Cicle de Krebs. Els coenzims(NADH, FADH ) van a les cadenes respiratòries per tal de produir ATP.

ESQUEMA GENERAL METABOLISME : hi ha vies catabòliques i anabòliques.

Metabolisme amb oxigen : RESPIRACIÓ Metabolisme sense oxigen : FERMENTACIÓ

Fermentació Oxidació imcompleta de matèria orgànica. La substància que s’obté, encara podria seguir oxidant-se. Té poc rendiment energètic, perquè no intervé la cadena respiratòria (no hi ha oxigen) Procés anaeròbic. Exemples: - Fermentació làctica (glucosa àcid làctic) - Fermentació alcohòlica (glucosa etanol)

Fermentació làctica Glucosa àcid làctic La fan les cèl·lules musculars quan no tenen oxigen per respirar. Així obtenen energia de manera ràpida.(agulletes) La fan els bacteris Lactobacillus i produeixen iogurt.

Fermentació alcohòlica Obtenim 2 molècules d’etanol a partir de una glucosa. Es despren CO2.

ANABOLISME Procés constructiu. Pas de molècules senzilles a molècules complexes. Distingim : Anabolisme autòtrof : molècules senzilles són inorgàniques. Anabolisme heteròtrof : molècules senzilles són orgàniques.

Anabolisme autòtrof Anabolisme autòtrof molècules senzilles que es transformen en complexes són inorgàniques. (SOLAMENT PLANTES I BACTERIS) Si la font d’energia és la llum: Fotosíntesi. Si la font d’energia és l’energia despresa en reaccions d’oxidació de compostos inorgànics: Quimiosíntesi.

Anabolisme heteròtrof És comú a tots els organismes. Té com objectiu produir macromolècules. Exemples: - glucoses midó - glucoses glicogen - aminoàcids proteïnes - àcid gras + glicerina acilglicèrids

FOTOSÍNTESI : Conversió d’energia lluminosa en energia química(FASE LLUMINOSA). A partir de matèria inorgànica se sintetitza matèria orgànica(FASE FOSCA o CICLE DE CALVIN). Es necessiten unes molècules especials capaces de captar l’energia de la llum (PIGMENTS FOTOSÍNTÈTICS, COM LA CLOROFIL·LA). Es fa al CLOROPLASTS. REACCIÓ GENERAL DE LA FOTOSÌNTESI: FASE LLUMINOSA : TILACOIDES FASE FOSCA : ESTROMA

CLOROPLATS: FASE LLUMINOSA ALS TILACOIDES (hi ha els pigments fotosintètics, com la clorofil·la). FASE FOSCA A L’ESTROMA. CLOROPLATS: FASE LLUMINOSA ALS TILACOIDES (hi ha els pigments fotosintètics, com la clorofil·la). FASE FOSCA A L’ESTROMA.

Fase lluminosa : Cal l’energia de la llum. La llum es captada pels fotosistemes (clorofil·les) Es forma ATP (Fotofosforilació) NADPH (fotoreducció) Es trenca l’aigua (fotòlisi). Es desprèn oxigen (prové dels trencament de l’aigua) Procés NO CÍCLIC. Els electrons van de l’aigua al NADPH. Es fa als tilacoides del cloroplast.

Fase fosca o Cicle de Calvin: Es realitza a l’estroma del cloroplast. ES PRODUEIX LA FIXACIÓ DEL CO2 atmosfèric. Fase fosca o Cicle de Calvin: S’utilitza l’ATP (propociona energia) i NADPH ( proporciona poder reductor, cedeix els hidrogens). À cada volta s’incorpora una molècula de CO2 atmòsfèric La molècula que a la qual s’incorpora el CO2 és Ribulosa 1,5 difosfat (compost de 5 C), que passa a tenir 6 C. L’enzim que controla la fixació del CO2 (Ribulosa 1,5 difostat carboxilasa (RUBICO).

Enzims Substància que baixen l’energia d’activavió de les reaccions i pertant les afavoreixen ( augmenten la velocitat). Actuen interaccionan sobre el substrat. Es forma el complex enzim substrat. Són específics per a cada substrat o reacció. Tenen una velocitat màxima d’actuació. (quan totes le molècules d’enzim estan unides a molècules de substrat)