6.1. visión general del metabolismo celular. 6.2. importancia de las enzimas en el metabolismo....
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6.1. Visión general del Metabolismo Celular.6.2. Importancia de las enzimas en el metabolismo.6.3. Localización subcelular de algunas rutas metabólicas.6.4. Algunos procesos metabólicos en el citoplasma.
6.4.1. Glucólisis6.5. Algunos procesos metabólicos en la mitocondria
6.5.1. Estructura de la mitocondria6.5.2.Descarboxilación oxidativa6.5.3. Ciclo de Krebs6.5.4. Transporte de electrones6.5.5. Fosforilación oxidativa
6.6. Algunos procesos metabólicos en el cloroplasto
UNIDAD 6. METABOLISMO
6.1. Visión general del Metabolismo Celular y Balance Energético.
VISIÓN GENERAL DEL METABOLISMO
METABOLISMO: totalidad de las reacciones químicas que se producen en un organismo. Dichas reacciones están interrelacionadas entre sí generando rutas de reacciones o rutas metabólicas.Las rutas metabólicas pueden clasificarse en dos grandes categorías:
1. RUTAS CATABÓLICAS
2. RUTAS ANABÓLICAS
Las rutas catabólicas (en su conjunto se denominan catabolismo) se encargan, en general, de degradar moléculas orgánicas proporcionando a la célula moléculas más pequeñas, que en muchos casos pueden ser utilizadas por otras rutas, energía química y poder reductor.
Las rutas anabólicas (que constituyen el anabolismo) son, por el contrario, rutas que dan lugar a moléculas de mayor tamaño, partiendo de intermediarios metabólicos y utilizando para ello energía y poder reductor producidos en otras reacciones químicas.
VISIÓN GENERAL DEL METABOLISMO
NUTRIENTES: carbohidratos,
lípidos, proteínas , ácidos nucléicos
Moléculas pequeñas o PRECURSORES
MACROMOLÉCULAS CELULARESCarbohidratos,
lípidos, proteínas, ácidos nucléicos
ATPNAD
HNADPH
FADH2
ADP + PO4
-3
NADNADPFAD
VISIÓN GENERAL DEL METABOLISMO
ANABOLISMO
EJEMPLO DE CATABOLISMO
EJEMPLO DE ANABOLISMO
ENZIMA
SUSTRATO DE LA ENZIMA(reactivo)
PRODUCTO DE REACCIÓN
MOLÉCULA DE TRANSFERENCIA ENERGÉTICA
VISIÓN GENERAL DEL METABOLISMO
VISIÓN GENERAL DEL METABOLISMO
Es la principal molécula energética que conecta las reacciones que producen energía con las que la requieren. Donde se necesita energía, el ATP la dona al romper enlaces fosfato. Pero será preciso resintetizar otra vez el ATP y de esta manera efectuar proceso contínuo de ruptura-síntesis de ATP.
REACCIONES ENDERGÓNICASREACCIONES
EXERGÓNICAS
VISIÓN GENERAL DEL METABOLISMO
ENZIMASUSTRATO DE LA
ENZIMA(reactivo) PRODUCTO DE
REACCIÓN
MOLÉCULA DE TRANSFERENCIA DE ÁTOMOS DE HIDRÓGENO o molécula portadora de electrones
VISIÓN GENERAL DEL METABOLISMO
dinucleótido de nicotinamida adenina; abreviada NAD+
dinucleótido de nicotinamida adenina FOSFATO; abreviada NADP+
Forma reducidaForma oxidada
VISIÓN GENERAL DEL METABOLISMO
ENZIMA
SUSTRATO DE LA ENZIMA(reactivo)
PRODUCTO DE
REACCIÓN
MOLÉCULA DE TRANSFERENCIA DE ÁTOMOS DE HIDRÓGENO o molécula portadora de electrones
VISIÓN GENERAL DEL METABOLISMO
dinucleótido de flavin adenina; abreviada FADH2
Forma reducida
Forma oxidada
VISIÓN GENERAL DEL METABOLISMO
NUTRIENTES: carbohidratos, lípidos,
proteínas , ácidos nucléicos
Moléculas pequeñas o PRECURSORES
MACROMOLÉCULAS CELULARES
Carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos
nucléicos
ATPNADH
NADPHFADH2
ADP + PO4-3
NADNADPFAD
CATABOLISMO ANABOLISMO
VISIÓN GENERAL DEL METABOLISMO
6.2.Importancia metabólica de las enzimas
ALDOLASAENOLASA
DESHIDROGENASACINASA
FOSFORILASAFOSFATASAISOMERASA
MUTASATRANSFERASA
SINTASASINTETASAFUMARASAACONITASA
ALGUNAS ACTIVIDADES ENZIMÁTICAS:
Una enzima es una proteína que cataliza reacciones bioquímicas siempre y cuando sean termodinámicamente posibles.
Catalizador: sustancia que altera la velocidad de una reacción química, pudiendo recuperarse sin cambios esenciales en su forma o composición al final de la reacción.
VISIÓN GENERAL DEL METABOLISMO
ENZIMAS
ALDOLASA: enzima que cataliza reversiblemente la ruptura de una fructuosa en dos moléculas más pequeñas de 3 carbonos cada una (cetona y aldehído).
Un aldol es un β-hidroxialdehído o una β-hidroxicetona.
β-hidroxicetona
C α
ENOLASA: enzima que cataliza la deshidratación reversible del sustrato.
Un enol es un alqueno que posee un grupo hidroxilo unido a uno de los átomos de carbonos del doble enlace.
ENZIMAS
DESHIDROGENASA: enzima que cataliza la oxidación o reducción de un sustrato por sustracción o adición de átomos de hidrógeno, empleando un par de coenzimas que actúan como aceptores o como donadores de electrones y protones.Las principales coenzimas implicadas en estas reacciones redox son los pares NAD+/NADH, NADP+/NADPH, FAD/FADH2 y FMN/FMNH2; en cada par, la primera es la forma oxidada y la segunda la forma reducida del coenzima.
Forma oxidada
Forma reducida
+
Forma oxidadaForma reducida
Dependiendo del transportador de hidrogenos, pueden quitar uno o dos atomos.
+
ENZIMAS
CINASA O QUINASA: enzima que transfiere grupos fosfato desde el ATP a un sustrato específico. O transfiere grupo fosfato del sustrato al ADP para formar ATP. ESTA ÚLTIMA REACCIÓN BIOQUÍMICA ES CONOCIDA COMO FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO.
ENZIMAS
FOSFORILASA: enzima que cataliza la adición de un grupo fosfato que proviene de una fosfato inorgánico. Realiza la actividad opuesta a la fosfatasa.
ENZIMAS
FOSFATASA: enzima que cataliza la eliminación de grupos fosfatos de algunos sustratos, dando lugar a la liberación de una molécula de ion fosfato y la aparición de un grupo hidroxilo en el lugar en el que se encontraba esterificado el grupo fosfato.
ENZIMAS
ISOMERASA: enzima que cataliza el reacomodo de una molécula en su isómero estructural o de posición.
Los isómeros son compuestos que tienen la misma fórmula molecular pero diferente estructura molecular.
ENZIMAS
MUTASA: es un tipo de enzima ISOMERASA que cataliza el cambio de un grupo funcional de la molécula de un sitio a otro de la misma molécula, sin modificación del grupo funcional.
ENZIMAS
TRANSFERASA: enzima que cataliza la transferencia de un grupo funcional de una molécula donadora a otra aceptora.
ENZIMAS
SINTASA: enzima que cataliza la unión química de 2 moléculas sin que exista una ATP o GTP involucrada.
ENZIMAS
SINTETASA: enzima que cataliza la unión química de 2 moléculas en donde existe la participación de ATP o GTP.
ENZIMAS
ACONITASA: enzima que cataliza la isomerización de citrato a isocitrato
CITRATO ISOCITRATO
ENZIMAS
FUMARASA: enzima que cataliza la hidratación-deshidratación reversible del fumarato a malato.
ENZIMAS
PROTEÍNAS
CO2
ACETIL COENZIMA A
PIRUVATO
GLUCOSA
AMINOÁCIDOS NUCLEÓTIDOS MONOSACÁRIDOS GLICEROL ÁC.GRASOS
LÍPIDOSGLUCÓGENOÁC.NUCLÉICOS
NH3
H2O
CICLO DE KREBS
TRANSPORTE ELECTRÓNICO Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
O2
electrones
ADP
ATP
VISIÓN GENERAL DEL METABOLISMO
lactato
PROTEÍNAS
CO2
ACETIL COENZIMA A
PIRUVATO
GLUCOSA
AMINOÁCIDOS NUCLEÓTIDOS MONOSACÁRIDOS GLICEROL ÁC.GRASOS
LÍPIDOSGLUCÓGENOÁC.NUCLÉICOS
NH3
H2O
CICLO DE KREBS
TRANSPORTE ELECTRÓNICO Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
O2
electrones
ADP
ATP
VISIÓN GENERAL DEL METABOLISMO
lactato
CO2
ACETIL COENZIMA A
PIRUVATO
GLUCOSA
MONOSACÁRIDOS ÁC.GRASOS
GLUCÓGENO
H2O
CICLO DE KREBS
TRANSPORTE ELECTRÓNICO Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
O2electronesADP
ATP
GLUCÓLISIS GLUCONEOGÉNESIS
GLUCOGENÓLISIS GLUCOGENOGÉNESIS
β-OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS
DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA
VISIÓN GENERAL DEL METABOLISMO
lactato
fermentación
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