11. bioenergetica
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Docente: Mg. Verónica Montero
UNIVERSIDAD MAYOR Escuela de Biotecnología
11. BIOENERGETICA
BIOENERGETICA
METABOLISMO CELULAR
• Suma de procesos físico-químicos mediante los cuales la célula usa la materia y la energía para realizar trabajos, automantenerse y reproducirse.
• Es realizado por numerosas reacciones, controladas por enzimas y regulados.
ANABOLISMO : Formación o síntesis de compuestos químicos (Biosíntesis)
CATABOLISMO : Degradación o descomposición de compuestos
REACCIONES METABÓLICAS:
• Reacciones catabólicas : reacciones de degradación de moléculas oxidativas – deshidrogenación exergónicas Ej : respiración – fermentación • Reacciones anabólicas : reacciones de síntesis de moléculas reductivas – hidrogenación endergónicas Ej : fotosíntesis
Origen •Teoría Endosimbiótica
ANTECEDENTES
• Tienen dos unidades de membrana • Contienen DNA • Contienen ribosomas pequeños (70s) • Contienen proteínas diferentes a las
citoplasmáticas. • Mitocondrias tienen enzimas similares a
bacterias aeróbicas • Cloroplastos tienen enzimas similares a
cianobacterias
MITOCONDRIAS
CARACTERÍSTICAS
• Son organelos autorreplicables
• De tamaño variable (3 µm)
• Forma variada
• Son semiautónomas
• Osmóticamente activas
Mitocondria
GLICÓLISIS O
RUTA EMBDEN-MEYEROHOF
• Proceso de degradación de glucosa que puede realizarse en ausencia oxígeno.
• Da como resultado energía que se guarda en forma de ATP y 2 moleculas de Acido pirúvico.
• Se desarrolla en el protoplasma (procariontes) o citosol (eucariontes)
• La glucosa que inicia este proceso debe estar activa (fosforilada)
GLICOLISIS
Respiración aeróbica y anaeróbica
DESTINO DEL PIRUVATO
GLUCOSA
PIRUVATO
Eucariontes
f.m y bact
anaerób.
Bacterias y levaduras
Ac. Láctico
Etanol
Ac. acético
Mitocondria
Glicolisis
Ferm.
Resp. Aeróbica
F. Láctica F. Alcohólica
FERMENTACIÓN
• Dador como el aceptor final de electrones son compuestos orgánicos.
• Generalmente son metabolitos de un único sustrato.
• Son pocos rentables, se obtiene 2 ATP a partir de la glucosa.
• Fermentación alcohólica
• Fermentación acido-mixta: Bacterias Entericas
• Fermentación Láctica
• Fermentación Butírica: Vegetales (almidón y celulosa), importancia por que contribuye a la descomposición de los restos vegetales que caen al suelo
• Fermentación Pútrida. Sustrato de naturaleza proteica
Fermentación alcohólica
Fermentación Láctica
INGRESO DE AC. PIRUVICO A
MITOCONDRIA
• Reacciones de óxido-reducción
oxidación del piruvato
reducción de cofactores (3 NAD y 1 FAD)
• Decarboxilación (CO2)
• Fosforilación o formación de GTP
2 etapas
CICLO DE KREBS
CADENA RESPIRATORIA
• Conjuntos de proteínas dispuestas en un orden secuencial estricto.
• Dado que contienen Fe++ se oxidan y reducen progresivamente.
• Transportan :
H+ vectorialmente y e- lateralmente
• Producen una gradiente electroquímica
• El último aceptor de H+ y e- el O2
• Los citocromos se bloquean con cianuro
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
• Síntesis de ATP a partir de ADP
• Realizada por la región F1
• Proceso acoplado al transporte de electrones
• El transporte de H+ de vuelta hacia la matriz estimula la ATPsintetasa.
• Esta enzima es bloqueada por 2,4 dinitrofenol (agente desacoplante)
RESUMEN
/www.youtube.com/watch?v=Hx3b
2_uggqU
Características Respiración anaeróbica
Respiración aeróbica
Reactante Glucosa Glucosa + 02
Producto Piruvato CO2 y H2O
Localización Citosol Citosol y Mitoc.
ATP formado 2 ATP 38 ATP
Eficiencia poca mucha
- CLOROPLASTOS: Realizan
fotosíntesis, se relacionan con la
asimilación de nitrógeno, la
síntesis de algunos aminoácidos,
ácidos grasos y lípidos y
hormonas vegetales. Poseen
clorofila y carotenoides.
- ETIOPLASTOS:
Corresponden a un
desarrollo incompleto
de un cloroplasto,
debido a la falta de
luz.
se encuentran en tejidos embrionarios
CARECEN: proteínas de los centros de captación de luz, clorofila,
sistemas de transporte de electrones y vesículas de los tilacoides .
Son de mayor tamaño que las mitocondrias
PROPLASTIDIOS
Origen: El cloroplasto y otros plastidios se diferencian a partir de proplastidios.
Estado Intermedio o
cuando no hay luz
CROMOPLASTOS: contienen pigmentos, especialmente carotenos y xantofilas.
LEUCOPLASTOS: contienen sustancias de reserva
Amiloplastos : almidón
Proteinoplastos : proteínas
Oleoplastos : aceites
• Son organelos autorreplicables • De tamaño variable (10 - 15 µm) • Número variable • Forma ovoide • Son semiautónomas • Osmóticamente resistentes • (ciclosis)
Cloroplasto
Secuencia de diferenciación de un proplastidio
en cloroplasto por efecto de la luz.
ESTRUCTURA (M.E.T.)
• CO2 + H2O C6H1206 + O2
CO2 + H2S C6H1206 + S2
FOTOSÍNTESIS
ETAPAS
FASE CLARA – luminosa u oxigénica Reactantes : agua – ADP - NADP Producto : oxígeno – ATP – NADPH
FASE OSCURA – no luminosa o biosíntetica Reactantes : dióxido de C – ATP – NADPH Productos : glucosa – ADP - NADP
Síntesis de compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos.
Transformación de energía luminosa en energía química.
Formación de oxígeno.
PROCESO
Excitación fotoquímica de la clorofila
Foto-oxidación del agua
Foto-reducción de NADP
Fotofosforilación de ADP
REACCIONES QUÍMICAS :
Reacciones de óxido-reducción : Reducción o fijación de CO2
Oxidación del NADPH Degradación de ATP Síntesis de glucosa
Reacciones químicas :
FACTORES DE REGULACIÓN
COLOR INTENSIDAD
FOTOPERÍODO
CONCENTRACIÓN DE GASES (O2 – CO2)
DISPONIBILIDAD de H2O
TEMPERATURA
LUZ
Parámetro Fotosíntesis Respiración
reactantes CO2 + H2O C6H12O6 + O2
productos C6H12O6 + O2 CO2 + H2O
tipo de reacción anabólica catabólica
localización cloroplastos mitocondrias
energía endergónica exergónica
ATP produce y usa produce
tipo de proceso discontínuo contínuo
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