Clasificación de los s v Según la fuente de C Autótrofos Heterótrofos Según la fuente de energía Fotótrofos (fotosintéticos) Quimiótrofos (quimiosintéticos)

METABOLISMO Concepto: Conjunto de todas las reacciones químicas que tienen lugar en la célula. Las células administran y transforman materia y energía Vías metabólicas Moléculas que intervienen: Metabolitos Control enzimático

ENZIMAS Naturaleza química: Proteínas globulares (estr. 3aria). Simples: polipéptido Holoenzimas: polipéptido+Cofactor Inorgánico Orgánico:Coenzima Zn++, Mg++ ATP, NADP+, Co-Q

Enzimas que requieren elementos inorgánicos Citocromo oxidasa Catalasa, peroxidasa Fe2+, Fe+, Cu2+ DNA polimerasa Anhídrasa carbónica Alcohol deshidrogensa Zn2+ Hexoquinasa Glucosa 6-fosfatasa Mg2+ Arginasa Mn2+ Piruvato quinasa K+, Mg2+ Ureasa Ni2+ Nitrato reductasa Mo2+

Pirofosfato de tiamina . Coenzimas: Actúan como transportadores eventuales de átomos específicos o de grupos funcionales Coenzimas Entidad transferida Pirofosfato de tiamina . Dinucleótido de flavina y adenina. Dinucleótido de nicotinamida y de adenina Coenzima A . Fosfato de Piridoxal . 5’-Desoxicobalamina (Coenzima B12) Biocitina . Tetrahidrofolato . Aldehídos Átomos de hidrógeno Ion hidruro (H-) Grupos acilo Grupos amino Átomos de H y grupos alquilo CO2 Otros grupos monocarbonados

Coenzimas Adenosine Triphosphate (ATP) Coenzyme A (CoA) Flavin Adenine Dinucleotide (FAD) Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate (NADP+) Nicotinamide Adenine Dinucleotide (NAD+)

VITAMINAS FUNCIONES Enfermedades carenciales C (ácido ascórbico) Coenzima de algunas peptidasas. Interviene en la síntesis de colágeno Escorbuto B1 (tiamina) Coenzima de las descarboxilasas y de las enzima que transfieren grupos aldehídos Beriberi B2 (riboflavina) Constituyente de los coenzimas FAD y FMN Dermatitis y lesiones en las mucosas B3 (ácido pantoténico) Constituyente de la CoA Fatiga y trastornos del sueño B5 (niacina) Constituyente de las coenzimas NAD y NADP Pelagra B6 (piridoxina) Interviene en las reacciones de transferencia de grupos aminos. Depresión, anemia B12 (cobalamina) Coenzima en la transferencia de grupos metilo. Anemia perniciosa Biotina Coenzima de las enzimas que transfieren grupos carboxilo, en metabolismo de aminoácidos. Fatiga, dermatitis

Características de enzimas No se consumen durante la reacción Alta especificidad Aceleran la reacción Alta actividad

Transformación de Alimentos Fermentaciones Quesos Vinos Medicina Transaminasas Industria Química Penicilina Agricultura Rhyzobium

Pepsina 1.5 Tripsina 7.7 Catalasa 7.6 Arginasa 9.7 Fumarasa 7.8 Ribonucleasa 7.8 Enzima pH óptimo

Bacterias y algas aprox. 100 Bacterias Árticas aprox. 0 Enzima Temp. Ópt. (oC) Mamíferos 37 Bacterias y algas aprox. 100 Bacterias Árticas aprox. 0 Bacterias en muestra de hielo antigua

Metabolismo (tipo de reacciones) Catabolismo: Degradación de moléculas complejas en sencillas. Reacciones de oxidación. Desprenden energía: se forma ATP Anabolismo: Formación de moléculas complejas a partir de sencillas. Reacciones de reducción. Consumen energía: se gasta ATP

Metabolismo (tipo de reacciones) Catabolismo: Degradación de moléculas complejas en sencillas. Reacciones de oxidación. Desprenden energía: se forma ATP Anabolismo: Formación de moléculas complejas a partir de sencillas. Reacciones de reducción. Consumen energía: se gasta ATP

ATP

Origen del ATP Fosforilación a nivel de sustrato Reacción enzimática con ATP-sintetasas

Catabolismo Degradación oxidativa de moléculas orgánicas para obtener la energía que la célula necesita para sus funciones vitales. Debe existir una última molécula que capte los electrones o los hidrógenos desprendidos en las reacciones de oxidación. Si el aceptor de electrones es el oxígeno molecular la ruta o el catabolismo es aeróbico  Si es otra molécula es catabolismo anaeróbico.

Catabolismo Está formado por varias rutas metabólicas que conducen finalmente a la obtención de moléculas de ATP. Estas moléculas de ATP serán imprescindibles para dar energía en las rutas anabólicas. La energía que no se usa se disipará en forma de calor.

GLUCÓLISIS La glucolisis ocurre en el citosol de la célula. No necesita oxígeno para su realización Una molécula de glucosa (6C) se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico (3C).

GLUCÓLISIS Se produce en todas las células vivas (procariotas y eucariotas animales y vegetales). Se necesita la energía de 2 moléculas de ATP para iniciar el proceso. Se producen 2 moléculas de NADH y 4 de ATP. El balance final es de: 2 NADH y 2 ATP por molécula de glucosa: Glucosa + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+ ==>2 Acido pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 Agua

Respiración aerobia En condiciones aerobias, las moléculas de NADH ceden sus electrones a la cadena de transporte electrónico, que los llevará hasta el oxígeno, produciéndose agua y regenerándose NAD+ que se reutilizará en la glucolisis. En estas condiciones el ácido pirúvico entra en la mitocondria y se transformará en Acetil-CoenzimaA que ingresará en la respiración celular.

Mediante la respiración celular, el ácido pirúvico formado en la glucólisis se oxida completamente a CO2 y agua en presencia de oxígeno. Se desarrolla en dos etapas sucesivas: el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria, asociada a la fosforilación oxidativa.

Descarboxilación del ac. pirúvico Lo primero que ocurre tras la glucólisis es que el ácido pirúvico pasa desde el citoplasma a la matriz mitocondrial, atravesando las membranas. El ácido pirúvico sufre una oxidación, se libera una molécula de CO2 y se forma un grupo acilo (CH3-CO). En esta reacción se forma una molécula de NADH. Como en la glucólisis el producto final eran dos moléculas de ácido pirúvico, lógicamente se formarán ahora dos de NADH por cada molécula de glucosa. Cada grupo acilo se une a un Coenzima A y se forma acetilCoenzimaA. En este momento empieza el ciclo de Krebs.

Ciclo de Krebs En las células eucariotas el ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz de la mitocondria en presencia de oxígeno. La membrana mitocondrial externa es permeable a la mayoría de las moléculas de pequeño tamaño, sin embargo la interna tiene una permeabilidad selectiva y controla el movimiento de iones hidrógeno.