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  • Diapositiva 1
  • Metabolismo celular Departamento de Biologa-Geologa IES Universidad Laboral de Mlaga
  • Diapositiva 2
  • Metabolismo Conjunto de reacciones qumicas que se producen en el interior de las clulas y que conducen a la transformacin de unas biomolculas en otras con el fin de obtener materia y energa para llevar a cabo las tres funciones vitales (nutricin, relacin y reproduccin) La materia se utiliza para crecer, desarrollarse o renovar la estructura propia de cada organismo. La energa se almacena en los enlaces qumicos de las sustancias de reserva energtica o se transforma en distintos tipos de energa: mecnica (movimiento), calorfica (mantener la temperatura), elctrica (impulsos nerviosos), luminosa (emitir luz), +++
  • Diapositiva 3
  • Catabolismo (metabolismo destructivo): es la transformacin de molculas orgnicas complejas en otras ms sencillas, proporcionando a la clula precursores metablicos, energa (se almacena en los enlaces fosfato del ATP) y poder reductor (NADP/NADPH). Fase degradativa del metabolismo.
  • Diapositiva 4
  • Anabolismo (metabolismo constructivo): sntesis de molculas orgnicas complejas a partir de otras biomolculas ms sencillas, para lo cual se necesita energa, proporcionada por los enlaces fosfato del ATP. Fase constructiva del metabolismo
  • Diapositiva 5
  • CATABOLISMOANABOLISMO Son reacciones de degradacinSon reacciones de sntesis Son reacciones de oxidacinSon reacciones de reduccin Desprenden energaPrecisan energa Es un conjunto de vas metablicas convergentes: a partir de muchos sustratos diferentes se forman casi siempre los mismos productos, principalmente dixido de carbono, cido pirvico y etanol Es un conjunto de vas metablicas divergentes: a partir de unos pocos sustratos se pueden formar muchos productos diferentes
  • Diapositiva 6
  • FUENTE DE CARBONO FUENTES DE ENERGA LuminosaQumica Materia orgnica Fotohetertrofos o fotoorgantrofos: bacterias purpreas no sulfreas. Quimiohetertrofos o quimioorgantrofos: animales, protozoos, hongos y casi todas las bacterias. Inorgnico (CO 2 ) Fotoauttrofos o fotolittrofos: vegetales superiores, algas, cianobacterias. Quimioauttrofos o quimiolittrofos: bacterias nitrificantes, del azufre... Tipos de metabolismo
  • Diapositiva 7
  • Adenosn trifosfato (ATP) Nucletido que acta en el metabolismo como molcula energtica. Almacena y cede energa gracias a sus dos enlaces ster-fosfricos (cada uno es capaz de almacenar 7,3 Kcal/mol) Se considera la moneda energtica de la clula, pues almacena energa de uso inmediato. Composicin qumica: Base nitrogenada (adenina) Ribosa Tres molculas de cido fosfrico.
  • Diapositiva 8
  • Proceso de desfosforilacin: ATP + H2O ADP + Pi + Energa (7,3 Kcal/mol) ADP + H2O AMP + Pi + Energa (7,3 Kcal/mol) Fosforilacin a nivel de sustrato Gracias a la energa liberada de una biomolcula al romperse algunos de sus enlaces ricos en energa Glucolisis Ciclo de Krebs Fermentaciones Reaccin enzimtica con ATP- sintetasa Estas enzimas sintetizan ATP cuando el interior de las crestas mitocondriales y tilacoides de los cloroplastos es atravesado por un flujo de protones (H + ) Cadena transporte de electrones en respiracin celular y fotosntesis La sntesis de ATP (fosforilacin) puede realizar de dos formas:
  • Diapositiva 9
  • Energtica de las reacciones qumicas Variacin de energa libre ( G ) G < 0 Reaccin espontnea. Libera energa exergnica. G > 0 Reaccin no espontnea. Requiere energa endorgnicas. G = 0 El sistema est en equilibrio y no hay tendencia a que se produzca la reaccin. Acoplamiento energtico Los acoplamientos ms comunes son con reacciones de fosforilacin y desfosforilacin de ATP que es capaz de almacenar energa por periodos reducidos de tiempo (moneda energtica).
  • Diapositiva 10
  • Reacciones redox CARACTERSTICAS DE LAS REACCIONES REDOX REACCIONES DE OXIDACINREACCIONES DE REDUCCIN Eliminacin de hidrgeno Adicin de hidrgeno Eliminacin de electronesAdicin de electrones Liberacin de energa Almacenamiento de energa
  • Diapositiva 11
  • En las reacciones redox la transferencia de electrones suele hacerse en forma de tomo de hidrgeno (un electrn y un protn). Estos tomos de hidrgeno van acompaados de la gran cantidad de energa que estaba almacenada en los enlaces de los que formaban parte. Los trasportadores suelen ser nucletidos como: NAD + NADH NADP + NADPH FAD + FADH Captan los tomos de hidrgeno liberados por las molculas oxidadas y los transfieren a las molculas aceptoras, que se reducen
  • Diapositiva 12
  • Catabolismo Es la transformacin de molculas orgnicas complejas en otras ms sencillas, proporcionando a la clula precursores metablicos, energa (se almacena en los enlaces fosfato del ATP) y poder reductor (NADP/NADPH) +++
  • Diapositiva 13
  • Caractersticas del catabolismo Reacciones de degradacin Produccin de energa Reacciones redox Liberacin gradual de energa Es posible por: Reacciones sucesivas: ocurren una despus de otra. Cada una catalizada por enzimas distintas Transporte de hidrgenos: los electrones viajan junto a protones (tomos de hidrgeno), que pasan a una coenzima que acta como transportador de hidrgenos. NAD + + 2 e - + 2H + NADH + H + Cadena transportadora de electrones: La coenzima NADH pasa sus electrones a una cadena transportadora de electrones y finalmente son transferidos a tomos de oxgeno (O) a los que se unen H + libres y se forma agua (H2O). La energa que se libera al pasar los electrones a una posicin inferior se utiliza para fosforilar el ADP y formar ATP (gracias al enzima ATP-sintetasa)
  • Diapositiva 14
  • RespiracinFermentacin Interviene la cadena transportadora de electrones Los electrones procedentes de la materia orgnica inicial son transferidos a un aceptor final que es un compuesto inorgnico No interviene la cadena transportadora de electrones Impide transferir los electrones de la materia orgnica inicial a un compuesto inorgnico El producto final siempre es un compuesto orgnico Respiracin aerbica Respiracin anaerbica El agente oxidante es el O 2. Al reducirse y aceptar electrones y protones forma H 2 O El agente oxidante no es el O 2, sino iones como el in nitrato que al reducirse forma el in nitrito Tipos de catabolismo
  • Diapositiva 15
  • Glucosa GLUCLISIS Como resultado final se obtiene acetil CoA, que entran en el CICLO DE KREBS y en la CADENA RESPIRATORIA para obtener: CO 2, H 2 O y ATP cidos grasos -OXIDACIN Protenas y cidos nucleicos se descomponen y dan lugar a distintos intermediarios que realizan otras funciones, rara vez se utilizan como combustibles Procesos de degradacin Gluclisis Cadena respiratoria
  • Diapositiva 16
  • RUTA METABLICA LOCALIZACIN Clula procariotaClula eucariota Gluclisiscitosol -oxidacin citosolMatriz mitocondrial Ciclo de KrebscitosolMatriz mitocondrial Cadena respiratoriaMembrana plasmticaMembrana de crestas mitocondriales (MMI)
  • Diapositiva 17
  • Gluclisis Tiene lugar en el citoplasma celular Consiste en una serie reacciones, cada una catalizada por una enzima determinada, que permite transformar una molcula de glucosa en dos molculas de cido pirvico Fosforilacin a nivel de sustrato
  • Diapositiva 18
  • Gluclisis Primera fase o fase de consumo de energa: Se consumen 2 ATP Se forman dos gliceraldehdo-3- fosfato Segunda fase o fase de produccin de energa: Por cada gliceraldehdo-3-fosfato se forman: 2 ATP 1 cido pirvico 1 NADH Balance global de la gluclisis : 2 cido pirvico 2ATP 2 NADH La gluclisis se produce en la mayora de las clulas vivas, tanto en procariotas como en las eucariotas
  • Diapositiva 19
  • Balance energtico de la gluclisis Glucosa + 2ADP + 2Pi + 2NAD + 2 cido pirvico + 2ATP + 2 NADH + 2 H + + 2 H 2 O
  • Diapositiva 20
  • Etapas claves en la gluclisis Punto crucial de la gluclisis: si el NADH producido no vuelve a oxidarse, la ruta se detendr. Su oxidacin depende de la disponibilidad de oxgeno: En condiciones aerobias: el NADH pasa a la cadena transportadora de electrones y all se producir H 2 O y se regenerar el NAD + que se reutilizar en la gluclisis. El cido pirvico pasar al ciclo de Krebs previa transformacin en acetil CoA. (respiracin celular) En condiciones anaerobias: (bacterias o eucariotas en anoxia). El NADH se oxida mediante la reduccin del cido pirvico por procesos llamados fermentaciones
  • Diapositiva 21
  • Respiracin de los glcidos Ocurre en procesos consecutivos e interrelacionados: Descarboxilacin oxidativa del cido pirvico Ciclo de Krebs Cadena respiratoria Transporte de electrones Quimismosis Fosforilacin oxidativa 1 2 3 1 2 3
  • Diapositiva 22
  • Descarboxilacin oxidativa del cido pirvico El cido pirvico llega a la matriz mitocondrial El complejo multienzimtico piruvato-deshidrogenasa lo transforma en Acetil-CoA Se pierde un grupo carboxilo (descarboxilacin) que sale en forma de CO2 y dos hidrgenos (deshidrogenacin) que son aceptados por un NAD + que pasa a NADH + H + Por cada molcula de glucosa: Por cada molcula de glucosa: 2 cido pirvico + 2 CoA + 2 NAD + 2 Acetil-CoA + 2 CO 2 + 2 NADH + 2H +
  • Diapositiva 23
  • Ciclo de Krebs (ciclo de los cidos tricarboxlicos o ciclo del cido ctrico) El Acetil-CoA se incorpora al ciclo de Krebs transfiriendo su grupo acetilo al cido oxalactico, que al aceptarlo forma un cido ctrico. Se producen una serie de transformaciones en las que se degrada completamente el grupo acetilo en d

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