INTRODUCCION AL METABOLISMO Mg. Roxana Mestas Valdivia Area de Química Biológica Departamento de Biología Universidad Nacional de San Agustín

¿QUE ES EL METABOLISMO? Es el conjunto de todas las transformaciones químicas que se producen en una célula u organismo, integrado en un circuito de reacciones dinámicas sometida a controles y equilibrios regulatorios. Es el proceso a través del cual los organismos vivos adquieren y utilizan la energía libre que requieren para realizar sus diversas funciones.

Energía luminosa (solo los organismos fotosintéticos) AUTÓTROFOS Biopolímeros HETERÓTROFOS Síntesis(anabolismo) Trabajo celular Degradación(catabolismo) ENERGÍA Bloques de construcción Alimento Desechos Alimento (CO 2 ) FUENTES DE CARBONO Y ENERGÍA PARA EL METABOLISMO

U na serie de reacciones catalizadas enzimáticamente que producen productos específicos. En una ruta, un reactante se convierte en un producto a través de una serie de intermediarios: los metabolitos ¿QUÉ ES UNA RUTA METABÓLICA? A B C D E F G Intermediarios MetabolicosReactanteProducto Metabolitos

RUTAS METABÓLICAS "Biochemistry" Garrett, R.H. and Grisham, C.M. Saunders College Publishing. 2005

Las rutas metabólicas pueden ser: A B C D F E 1 E 2 E 3 E 4 1. Lineal (Glicólisis)

2. Ramificada: Convergente (Catabolismo de Aminoácidos) Divergente (Síntesis de Aminoácidos) A B C GHI D F E1E1 E2E2 E3E3 E4E4 E5E5 E6E6 E7E7

AB C G H I D F E1E1 E2E2 E3E3 E4E4 E5E5 E6E6 E7E7

3. Cíclica (Ciclo de Krebs, Ciclo de la Urea) F C D G B A H

4. Espiral (Oxidación de Acidos Grasos) A B B’ C C’ D D’ A’ A’’ etc E1E1 E1E1 E2E2 E2E2 E3E3 E3E3 E4E4 E4E4

Las vías metabólicas se dividen en dos categorias : 1.Catabolismo, es el conjunto de las reacciones degradativas de los nutrientes poliméricos por las que se obtiene energía, poder reductor y moléculas precursoras de las macromoléculas biológicas. 2.Anabolismo, es el conjunto de las reacciones biosintéticas que requieren energía y poder reductor.

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL CATABOLISMO Y EL ANABOLISMO CATABOLISMO Degradativo, oxidativo Genera energía, produce ATP Los productos finales e intermediarios son materias primas para el anabolismo Genera desechos que se excretan al entorno “LISIS” ANABOLISMO Sintético, reductivo Utiliza energía, consume ATP Los productos finales son materias primas para el catabolismo “GENESIS” Nutrientes que contiene energía Glúcidos Grasas Proteínas Macromoléculas celulares Proteínas Polisacáridos Lípidos Acidos nucleicos Productos finales no energéticos CO 2, H 2 O NH 3 Moléculas precursoras Aminoácidos Monosacáridos Acidos grasos Bases nitrogenadas CATABOLISMO Anabolismo ADP + Pi NAD + NADP + ATPNADHNADPH Energía química

SIMILITUDES DEL ANABOLISMO Y EL CATABOLISMO  A nivel de oxidación y reducción: Ambas utilizan nucleótidos de adenina (NAD + y NADP +)  A nivel energético: El catabolismo es exergónico con requerimiento de ADP para producir ATP. El ATP sirve como fuente de energía para las reacciones del anabolismo, produciéndose ADP.  A nivel de los compuestos iniciales, los productos finales y los metabolitos intermediarios. El anabolismo y el catabolismo son procesos integrados y complementarios. Lo que es producido por el catabolismo es requerido por el anabolismo y viceversa.

Etapas del Metabolismo

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LAS RUTAS METABÓLICAS  Son irreversibles  Cada ruta tienen una primera etapa obligatoria  Todas las rutas metabólicas están reguladas  Las rutas metabólicas ocurren en sitios específicos

MECANISMOS DE CONTROL DE LAS VÍAS METABÓLICAS Sirve para:  Que la velocidad de la vía esté adaptada a las necesidades de la célula  Que las vías de síntesis y degradación no esté activas a la vez.  Las rutas catabólicas y anabólicas no son inversas las unas de las otras. Ambas rutas tienen a menudo localización diferente en las células

MECANISMOS DE CONTROL DE LAS VÍAS METABÓLICAS  Provisión de sustratos  Control alostérico  Control hormonal Se dá a tres niveles: