Metabolismo celular

METABOLISMO: es el conjunto de reacciones físico-químicas que ocurren en un ser vivo Estos procesos a nivel molecular permiten las diversas funciones de las células: crecer, reproducirse, nutrirse mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.

EL METABOLISMO CELULAR. ASPECTOS GENERALES El metabolismo comprende una serie de transformaciones químicas y procesos energéticos que ocurren en el ser vivo. Para que sucedan cada una de esas transformaciones se necesitan enzimas que originen sustancias que sean a su vez productos de otras reacciones. El conjunto de reacciones químicas y enzimáticas se denomina rutas o vía metabólica. (Fotosíntesis, glucolisis, ciclo de Krebs, Fosforilación oxidativa o cadena respiratoria) El metabolismo se divide en: Catabolismo y anabolismo. El catabolismo es la de degradación de sustancias con liberación de energía. Exergónicas El anabolismo es la construcción de sustancias complejas con necesidad de energía en el proceso. Endergónicas

Catabolismo Anabolismo

El metabolismo se divide en: Catabolismo Anabolismo

CATABOLISMO Libera energía Reacciones degradativas Catalizadas por enzimas Liberan energía Compuestos complejos a simples. R. Exergónica ANABOLISMO Requiere energía Reacciones biosínteticas Catalizadas por enzimas Utilizan energía Compuestos simples a Complejos R. endergónica

Catabolismo: Degradación de compuestos complejos a sencillos con liberación o ganancia de energía. Ejemplo. Glucólisis C3H6O3

Anabolismo: Es la transformación de compuestos sencillos a complejos con necesidad de energía. Ejemplo. Síntesis de proteínas y la síntesis de ácidos nucleicos.

LA FUENTE DE ENERGÍA PARA LAS CÉLULAS Base nitrogenada Adenina ATP está formado Pentosa Ribosa Grupo 3 Fosfatos El trifosfato de adenosina La fuente principal de energía para los seres vivos es la glucosa . La energía química se almacena en la glucosa y en otras moléculas orgánicas que pueden convertirse en glucosa. Cuando las células degradan la glucosa, se libera energía en una serie de pasos controlados por enzimas. La mayor parte de esta energía se almacena en otro compuesto químico: el trifosfato de adenosina o ATP .

Coenzimas transportadoras de electrones FADP + 2H + 2e FADPH + H NADP= Adenosina difosfato de nicotinamida FADP= Adenosina difosfato de flavina Coenzima Co A. transportadoras de carbonos en el ciclo de Krebs

Rutas metabólicas: Fotosíntesis: Glucolisis Ciclo de Krebs Fase luminosa Fotosíntesis: Fase oscura Glucolisis Ciclo de Krebs Cadena respiratoria o fosforilación oxidativa

6CO2 + 6 H2O ---------- C6 H12 O6 + 6O2 FOTOSÍNTESIS 6CO2 + 6 H2O ---------- C6 H12 O6 + 6O2 Luz Solar Clorofila

FOTOSÍNTESIS Fase luminosa Fase oscura

Fase luminosa

Fase luminosa = Energía ATP NADPH + O2 Liberación de O2 NADPH Síntesis de ATP + Pi O2 H H Fotolisis Fotofosforilación

Fase luminosa de la Fotosíntesis H NADP H H 2O Fotólisis H NADP ADP ATP ADP+P

Fase oscura o Ciclo de Calvin Benson 6 12 Glucosa Fructosa 6 P 2 fosfogliceradeído

Fase oscura o Ciclo de Calvin La molécula formada puede seguir ahora dos vías: una es dar lugar a más ribulosa-1,5-fosfato para seguir el ciclo, y la otra es dar lugar a los distintos principios inmediatos: glucosa o fructosa y almidón La ribulosa-1,5-fosfato (BPRu), que se carboxila con el CO2, y se descompone en 12 moléculas de ácido-3-fosfoglicérico. (Fijación) Éste se reduce con el NADPH, y se libera una molécula de ácido fosfórico, formándose el gliceraldehido-3-fosfato. Con el gasto de un ATP, el ácido-3-fosfoglicérico se fosforila en ácido-1,3-bifosfoglicérico Fase oscura o Ciclo de Calvin CO2 Ribulosa 1,5 difosfato Glucosa 12. Ácido 3 fosfoglicérico ATP ADP 12 Ácido 1,3 bifosfoglicérico Fructosa 6 P NADPH 12 Fosfogliceraldehido 3 fosfato NADP 2 Pb. Gliceraldehido 2 fosfogliceradeído

Glucolisis o Proceso de Embden Meyerhoff ruta anaeróbica Glucosa Gliceral hido Piru Vato 2 ATP 2 ADP BP Fructuosa 2 P Gliceraldehido 2 NADP 4 ADP 4 ATP 2 NAPDP H 2 Ácido Piruvico

= 2 NADP H Glucolisis o Proceso de Embden Meyerhoff Resultado final Ácido Pirúvico = 2 NADP H

Ácido Pirúvico Anaeróbica Aeróbica Fermentación Ciclo de Krebs Si no requiere energía Aeróbica Si requiere energía el organismo Fermentación Ciclo de Krebs

Fermentación Anaeróbica Etílico Ácido Láctico Acido

Ciclo de Krebs o Ciclo del Ácido cítrico Ciclo tricarboxilico

Ciclo de Krebs

El ácido fumárico también reacciona con agua formando el ácido maléico CICLO DE KREBS Ácido pirúvico CCC NADP CoA NADPH CO2 Acetil Co A CC Co A CCCC CCCCCC Ácido Oxalacético Ácido cítrico NADPH CCCCCC NADP Ácido isocítrico CCCC Ácido maléico NADP CO2 H2O NADPH CCCCC CCCC Ácido cetaglutaríco Ácido fumárico NADP FADPH H2O CO2 NADPH CCCC ADP FADP Ácido succínico ATP El ácido succínico al reaccionar con agua y transportador de electrones FAD , se convierte en ácido fumárico, liberando FADPH El ácido cetaglutaríco pierde un carbono liberando CO2 y un H que es transportado por un NADP y energía (ATP). Formando: ácido succínico Finalmente el ácido maléico se convierte en ácido oxalacético liberando una molécula de NADPH El ácido fumárico también reacciona con agua formando el ácido maléico El ácido isocítrico pierde un carbono liberando CO2 y un H que se es transportado por un NADP. Formando: ácido cetaglutárico CoA sirve de transportado al grupo acetilo para que done sus carbonos a un compuesto de 4 carbonos (Á. oxalacético) Mediante la descarboxilación oxidativa del piruvato, se forma un grupo acetilo de 2 carbonos que se une a la Co A. El ácido cítrico sufre un reordenamiento, en su grupo OH formando Ácido isocítrico

Cadena respiratoria o Fosforilación oxidativa Los transportadores de electrones que se ganaron en la Glucolisis ( 2 NADP H) Ciclo de Krebs ( 8 NADP H) ( 2 FADP H) Son transportados a la membrana interna de la mitocondria ( Espacio intermembranoso) Los H a liberar su energía se unen al oxigeno para formar vapor de agua y el resultado final de la fosforilación oxidativa es la formación de 34 ATP + vapor de H2O Por cada NADPH que pasa por la membrana interna de la mitocondria son liberados los H en el espacio intermembranoso y sucede una oxido reducción de los H liberándose 3 ATP por cada NADPH en total pasan 10 NADPH = libertándose 30 ATP Por cada FADPH que pasa por la membrana interna de la mitocondria son liberados los H en el espacio intermembranoso y sucede una oxido reducción de los H liberándose 2 ATP por cada FADPH en total pasan 2 FADPH = libertándose 4 ATP

¿Cómo entran los lípidos y proteínas al ciclo de Krebs? Carbohidratos Grasas Proteínas Glucosa Aminoácidos Ácidos Grasos Glicerol Glucólisis Ácido pirúvico Acetil Co A Ciclo de Krebs