Metabolismo celular

ENERGÍA:

En términos bioquímicos, representa la capacidad de cambio, ya que la vida depende de que la energía pueda ser transformada de una forma a otra, cuyo estudio es la base de la termodinámica.

Se puede clasificar en dos tipos:

Reacciones que

requieren de

oxígeno para

poder realizarse

Reacciones que no

requieren de

oxígeno para poder

realizarse

Metabolismo celular

Para saber…

o Las coenzimas son pequeñas moléculas orgánicas

no proteicas que transportan grupos químicos entre

enzimas.

o La principal función de las coenzimas es actuar como

intermediarios metabólicos.

o Ejemplos de coenzimas: NAD, FAD, coenzima A, etc

Metabolismo celular

FASES DEL METABOLISMO

• CATABOLISMO

Reacciones destructivas ( Hidrolíticas)

Moléculas orgánicas complejas (Heterótrofos y Autótrofos)

Se obtiene energía (sintetiza ATP.)

Se producen moléculas sencillas de desecho.

•ANABOLISMO

Reacciones constructivas ( Síntesis)

Precursores sencillos se convierten en moléculas complejas

Se gasta energía (utiliza ATP.)

¿Cómo obtienen energía lascélulas?

• La energía se obtiene a partirde la energía química almacenadaen las moléculas de los alimentos.

• Los azúcares constituyen uncombustible particularmenteimportante y, en especial, laglucosa

• La energía almacenada en laglucosa se obtiene medianteoxidación (combustión)

Respiración

celular

Respiración celular

- Es el conjunto de reacciones en las cuales el ác. pirúvico producido por la glucólisis se desdobla a CO2 y H2O y se producen 36 ATP. En las células eucariontes la respiración se realiza en citosol y mitocondrias. En Procariontes a nivel de M. Plasmática.

- Se produce en tres etapas: Glucólisis, ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa.

Glucólisis

Del griego glycos: azúcar y lysis: ruptura. Es una secuencia compleja de reacciones que se realizan en el citoplasma de la célula y por el cual la molécula de glucosa se desdobla en dos moléculas de ác. pirúvico.

Es el ciclo metabólico más difundido en la naturaleza, también se lo conoce como ciclo de Embden-Meyerhof . Se le encuentra en los cinco reinos

La oxidación de la glucosa es una fuente principal de energía en la mayoría de

las células. Cuando la glucosa se degrada en una serie de pequeños pasos por

medio de enzimas, una proporción de la energía contenida en la molécula vuelve a

empaquetarse en los enlaces fosfato de las moléculas de ATP.

Ocurre en el citoplasma de la célula.

GLUCOLISIS

El rendimiento total de la glucólisis es de 2

ATP y 2 NADH.

Glucosa + 2ADP + 2Pi + 2 NAD+ 2 Piruvato + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O

Una vez formado el

piruvato, este puede

seguir dos caminos

químicos:

1. Si la célula esta en

un ambiente

anaeróbico, el

piruvato sigue la

ruta de la

fermentación.

2. En cambio si la

célula esta en un

ambiente aeróbico,

el piruvato sigue la

ruta de la

respiración celular

en el interior de la

mitocondria.

Antes de seguir:

Se desarrolla en levaduras (hongo unicelular) y algunas bacterias. La

fermentación alcohólica es la base de las siguientes aplicaciones en la

alimentación humana: pan, cerveza,vino y otras.

Se produce en muchas bacterias (bacterias lácticas), también en

algunos protozoos y en el músculo esquelético humano (cuando es

sometido a estrés físico).

Metabolismo celular

Ciclo de Krebs

El acetil-CoA, (ácido acético activado con el coenzima A), continúa su proceso de oxidación hasta convertirse en CO2 y H2O, mediante un conjunto de reacciones que constituyen el ciclo de Krebs, punto central donde confluyen todas las rutas catabólicas de la respiración aeróbica.

Recuerda: este ciclo se realiza en la matriz de la mitocondria

Resultado neto ciclo ácido cítrico:

3 NADH + 1 FADH2 +1GTP + 2 CO2

• FADH2 (flavín-adenín-dinucleótido): transportador de electrones de alta energía similar a NADH

• GTP (guanosín-trifosfato): transportador activo similar a ATP

Respiración celular: Cadena transportadora

de electrones y fosforilación oxidativa

Cadena transportadora de

electrones: Transporte en

secuencia ordenada de

electrones desde los

sustratos donadores, NADH

o FADH2 hasta la

formación final de agua,

gracias a la captación final

de electrones por parte del

oxígeno.

Este proceso ocurre en la membrana de las mitocondrias. ( cresta)

Respiración celular: Cadena transportadora

de electrones y fosforilación oxidativa

Cuando los electrones se mueven por

la cadena transportadora salen a

niveles energéticos inferiores y van

liberando energía. Esta energía se

emplea para fabricar ATP, a partir de

ADP, en el proceso de fosforilación

oxidativa.

Por cada dos electrones que pasan del

NADH al oxígeno se forman 3

moléculas de ATP. Por cada dos

electrones que pasan desde el

FADH2 al oxígeno forman 2 de ATP. El

mecanismo por el cual se produce ATP

se explica por la teoría

del acoplamiento quimiosmótico.

Hipótesis acoplamiento quimiosmótico:

A medida que los electrones de alta energía descienden en la cadenarespiratoria, la energía liberada se utiliza para bombear protones, a travésde la membrana interna mitocondrial, desde la matriz al espaciointermembranoso, cuando los protones regresan a la matriz a través de unaenzima transmembranal denominada ATP sintetasa (ATPasa) se forma ATP.

Respiración celular:

Resumen

Metabolismo celular

Metabolismo celular

Resumiendo

- Por cada NADH se obtienen 3

moléculas de ATP.

- Por cada FADH2 se obtienen 2 de

ATP.

- El GTP equivale a 1 ATP

Metabolismo celular

¿En cuál de los siguientes procesos se libera CO2?

A) En la glicólisis

B) En el ciclo de Krebs

C) En la fermentación láctica

D) En la fosforilación oxidativa

E) En el transporte de electrones

B