metabolismo 2008
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GUAYACAN X SIEMPRE 1
UNIVERSIDAD DE SUCREFACULTAD DE EDUCACION Y
CIENCIASPROGRAMA BIOLOGIA
ASIGNATURA BIOQUIMICATEMA: METABOLISMO
JORGE EDUARDO BALBERO O.BIOLOGO – ENFERMERO
CATEDRATICO AREA DE BIOLOGICAS
GUAYACAN X SIEMPREGUAYACAN X SIEMPRE 22
METABOLISMO
GUAYACAN X SIEMPREGUAYACAN X SIEMPRE 33
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓNDiccionario Larousse, el término Diccionario Larousse, el término PERPETUOPERPETUO se se
utiliza para referirse a una utiliza para referirse a una cosa o hecho que cosa o hecho que permanece por siemprepermanece por siempre, que tiene una duración , que tiene una duración sin fin.sin fin.
Ejemplo, perpetuar la memoria de los padres, o Ejemplo, perpetuar la memoria de los padres, o bien, comprar un terreno a perpetuidad.bien, comprar un terreno a perpetuidad.
La La AUTOPERPETUACIÓNAUTOPERPETUACIÓN ( (autoauto = = por si por si mismomismo, , perpetuarperpetuar = = permanecer, mantenersepermanecer, mantenerse) ) es una de las características fundamentales de la es una de las características fundamentales de la materia viviente, materia viviente,
los los organismosorganismos o o las especieslas especies “se perpetúan o se “se perpetúan o se mantienen por si mismo”.mantienen por si mismo”.
GUAYACAN X SIEMPREGUAYACAN X SIEMPRE 44
Un Un organismo se autoperpetúaorganismo se autoperpetúa si es capaz de producir si es capaz de producir la la energía y los materialesenergía y los materiales necesarios para realizar sus necesarios para realizar sus procesos, además de tener la capacidad para procesos, además de tener la capacidad para regularregular dichos procesos. dichos procesos.
Una especie se autoperpetúaUna especie se autoperpetúa a través de la generación a través de la generación de de nuevos descendientesnuevos descendientes, los cuales deberán enfrentar , los cuales deberán enfrentar múltiples variaciones del medio ambiente. múltiples variaciones del medio ambiente.
Para que los organismos puedan autoperpetuarse, se Para que los organismos puedan autoperpetuarse, se requiere de la participación de tres funciones:requiere de la participación de tres funciones:
Regulacion del estado de equilibrioRegulacion del estado de equilibrio ReproductorasReproductoras y y AdaptativasAdaptativas
5GUAYACAN X SIEMPRE
Estas tres funciones se les conoce con Estas tres funciones se les conoce con el nombre de el nombre de "funciones de "funciones de autoperpetuación"autoperpetuación" y se definen de la y se definen de la siguiente manera:siguiente manera:
Son las que aseguran que la Son las que aseguran que la maquinaria metabolizantemaquinaria metabolizante siga siga funcionando a pesar de quefuncionando a pesar de queexistan factores internos o externos existan factores internos o externos que puedan alterar la marcha de laque puedan alterar la marcha de lacélula o del organismo.célula o del organismo.
6GUAYACAN X SIEMPRE
FUNCIONES DE FUNCIONES DE REGULACIÓN DEL ESTADO DE REGULACIÓN DEL ESTADO DE EQUILIBRIOEQUILIBRIO
Se le conoce con el nombre de Se le conoce con el nombre de procesos homeostáticosprocesos homeostáticos ( (homoishomois = = similarsimilar, , stasisstasis = = permanecerpermanecer) y son las que regulan directamente ) y son las que regulan directamente el el metabolismometabolismo. .
A través de estas funciones, el organismo recibe información de su A través de estas funciones, el organismo recibe información de su interior o del medio ambiente y de acuerdo a ella, emite respuestas interior o del medio ambiente y de acuerdo a ella, emite respuestas de autoconservación que lo hagan mantenerse dentro de ciertos de autoconservación que lo hagan mantenerse dentro de ciertos rangos de equilibrio; rangos de equilibrio;
Para ejemplificar, tomemos como referencia nuestra temperatura Para ejemplificar, tomemos como referencia nuestra temperatura corporal, corporal, normalmente es de 36.5 a 37.5 ºCnormalmente es de 36.5 a 37.5 ºC y se eleva hasta los 38 y se eleva hasta los 38 o 40 ºC durante algunos procesos infecciosos.o 40 ºC durante algunos procesos infecciosos.
El El estímuloestímulo, es la elevación de la temperatura por encima del rango , es la elevación de la temperatura por encima del rango normal,normal,
la la respuestarespuesta, lo que nuestro organismo emite para contrarrestar esa , lo que nuestro organismo emite para contrarrestar esa desviación es empezar a desviación es empezar a sudarsudar; el sudor ayuda a que nuestro ; el sudor ayuda a que nuestro organismo se organismo se enfríeenfríe, y de esa manera regresamos a nuestra , y de esa manera regresamos a nuestra temperatura originaltemperatura original..
7GUAYACAN X SIEMPRE
FUNCIONES DE REGULACIÓN DEL ESTADO FUNCIONES DE REGULACIÓN DEL ESTADO DE EQUILIBRIODE EQUILIBRIO
ESTÍMULOSESTÍMULOS RESPUESTASRESPUESTAS
1.- Hambre1.- Hambre NutriciónNutrición
2.- Herida2.- Herida CicatrizaciónCicatrización
3.- Sangrado3.- Sangrado CoagulaciónCoagulación
4.- Aumento de Tº4.- Aumento de Tº SudoraciónSudoración
5.- Peligro5.- Peligro Aumento Aumento adrenalina, adrenalina, movimientomovimiento
6.- Infección viral6.- Infección viral Activación Activación del sistema del sistema inmuneinmune
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FUNCIONES DE REGULACIÓN DEL ESTADO DE FUNCIONES DE REGULACIÓN DEL ESTADO DE EQUILIBRIOEQUILIBRIO
El metabolismoEl metabolismo juega un papel importante en estos juega un papel importante en estos reajustes que mantienen nuestro funcionamiento.reajustes que mantienen nuestro funcionamiento.
Basta un Basta un estímuloestímulo del medio para que el metabolismo se del medio para que el metabolismo se active, por ejemplo:active, por ejemplo:
durante los momentos de peligro, como respuesta debe durante los momentos de peligro, como respuesta debe activarse el activarse el proceso metabólicoproceso metabólico que se encarga de la que se encarga de la producción de adrenalinaproducción de adrenalina, además de las reacciones , además de las reacciones metabólicas encargadas de la metabólicas encargadas de la producción de energíaproducción de energía..
Lo anterior nos permite concluir lo siguiente:Lo anterior nos permite concluir lo siguiente: Las funciones de regulación del estado de equilibrio, son Las funciones de regulación del estado de equilibrio, son
las que nos mantienen funcionando dentro de ciertos las que nos mantienen funcionando dentro de ciertos rangos de equilibrio, gracias a que controlan rangos de equilibrio, gracias a que controlan directamente al metabolismodirectamente al metabolismo
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FUNCIONES REPRODUCTORASFUNCIONES REPRODUCTORAS La reproducción, La reproducción, es el proceso por el cual un es el proceso por el cual un
organismo procrea organismo procrea descendencia similardescendencia similar a él a él, , con lo cual asegura la con lo cual asegura la perpetuaciónperpetuación de su especie de su especie en el medio.en el medio.
La reproducción implica La reproducción implica una una capacidad de capacidad de rejuvenecimientorejuvenecimiento y y desarrollodesarrollo, ya que la , ya que la descendencia recibe como herencia unas descendencia recibe como herencia unas funciones metabólicas y de autoperpetuación funciones metabólicas y de autoperpetuación nuevas, independientemente de que dichas nuevas, independientemente de que dichas funciones en sus progenitores ya estén funciones en sus progenitores ya estén deterioradas por la edad o por las enfermedades.deterioradas por la edad o por las enfermedades.
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FUNCIONES ADAPTATIVASFUNCIONES ADAPTATIVAS El término El término adaptaciónadaptación se utiliza para referirse a la se utiliza para referirse a la capacidad de capacidad de
los organismos para ajustarse a las condiciones del medio los organismos para ajustarse a las condiciones del medio ambienteambiente, ejemplo, los zorrillos, las víboras de cascabel y algunas , ejemplo, los zorrillos, las víboras de cascabel y algunas especies de zorros, son organismos que se adaptan con facilidad a especies de zorros, son organismos que se adaptan con facilidad a un medio ambiente desértico. un medio ambiente desértico.
La capacidad de adaptación de un organismo La capacidad de adaptación de un organismo está relacionada está relacionada con la información genética que poseencon la información genética que poseen, por ejemplo, una de las , por ejemplo, una de las características de los zorrillos es su capacidad para retener agua, lo características de los zorrillos es su capacidad para retener agua, lo que significa una ventaja en el desierto;que significa una ventaja en el desierto;
los osos polares presentan piel gruesa y abundante grasa para los osos polares presentan piel gruesa y abundante grasa para hacerle frente a las bajas temperaturas del ártico;hacerle frente a las bajas temperaturas del ártico;
Estas características no son el producto de cambios espontáneos en Estas características no son el producto de cambios espontáneos en los organismos, son cambios evolutivos que han quedado escritos los organismos, son cambios evolutivos que han quedado escritos dentro de su información genética.dentro de su información genética.
GUAYACAN X SIEMPREGUAYACAN X SIEMPRE 1111
De lo anterior, podemos deducir lo De lo anterior, podemos deducir lo siguiente:siguiente:
Si un organismo se adapta Si un organismo se adapta al medio ambiente sobrevive, al medio ambiente sobrevive, por lo que se autoperpetúa por lo que se autoperpetúa como individuo; si sobrevive, como individuo; si sobrevive, tiene la posibilidad de tiene la posibilidad de reproducirse, por lo tanto, se reproducirse, por lo tanto, se perpetúa como especie.perpetúa como especie.
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METABOLISMOMETABOLISMO
GUAYACAN X SIEMPREGUAYACAN X SIEMPRE 1313
METABOLISMOMETABOLISMO
Suma de reacciones enzimáticas que tienen lugar Suma de reacciones enzimáticas que tienen lugar en la célula.en la célula.
Actividad en la que participan muchos conjuntos Actividad en la que participan muchos conjuntos de sistemas multienzimáticos mutuamente de sistemas multienzimáticos mutuamente relacionados, intercambiando materia y energía relacionados, intercambiando materia y energía entre la célula y su entorno.entre la célula y su entorno.
Proceso por medio del cual un organismo se Proceso por medio del cual un organismo se garantiza su funcionamiento y por ende su garantiza su funcionamiento y por ende su autoperpetuaciónautoperpetuación
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METABOLISMOMETABOLISMO
Las funciones Específicas del metabolismo sonLas funciones Específicas del metabolismo son : :
1) Obtención de energía Química (a partir de moléculas 1) Obtención de energía Química (a partir de moléculas combustibles o de la luz solar).combustibles o de la luz solar).
2) Conversión de principios nutritivos exógenos en 2) Conversión de principios nutritivos exógenos en sillares de construcción o precursores de las sillares de construcción o precursores de las macromoléculas.macromoléculas.
3) 3) Ensamble de los sillares para formar proteínas, ácidos Ensamble de los sillares para formar proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y otros componentes celulares.nucleicos, lípidos y otros componentes celulares.
4) 4) Formación y degradación de biomoléculas necesarias Formación y degradación de biomoléculas necesarias para las funciones especializadas de las células.para las funciones especializadas de las células.
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Glucosa 6-fosfatasaGlucosa 6-fosfatasa
Glucosa sanguínea
Exportación a los téjidos periféricos Acetil CoA
Colesterol
Sales biliares
6-fosfogluconato y NADPH (para la síntesis de ácidos grasos y colesterol)
Ruta del fosfogluconatoRuta del fosfogluconato
Glucosa Glucosa 6-fosfato
Piruvato
GLUCOLISISGLUCOLISIS
Acidos Grasos
Triglicéridos y fosfolípidosCO2 + H2O
ATPATP
O2 Ciclo ATC PO
Ciclo ATC PO
GlucógenoGlucógeno
Glucógeno sintetasaGlucógeno sintetasa
Glucógeno fosforilasaGlucógeno fosforilasa
RUTA DE LA RESPIRACIÓN CELULARRUTA DE LA RESPIRACIÓN CELULAR
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Glucosa
Glucógeno, almidón y sacarosa
almacén
Oxidación vía pentosa fosfato
Ribosa 5-fosfato
Oxidación vía glucólisis
Piruvato
La glucosa se usa para distintos procesos, pero el más importante es como fuente de Energía
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Célula
Núcleo
Mitocondria
GlucosaGlucosa Glucosa
Ac. Pirúvico
Acetil CoAADP
ATP
GlucólisisGlucólisis
• Ciclo de Krebs
• cadena respiratoria
• Fosforilación oxidativa
• Ciclo de Krebs
• cadena respiratoria
• Fosforilación oxidativa
C6H12O6
O2O2
CO2
H2OCO2
H2O
RUTAS METABÓLICAS INCLUIDAS EN LA RESPIRACIÓN CELULAR
Ocurre en el citoplasma
Ocurren en la mitocondria
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Mitocóndria
Acetil CoA
O2 O2
CO2
H2OCO2
H2O
ADP24 ADP24 ADP
Balance energético y Representación global de la Respiración Celular
Acetil CoA
Ac. Pirúvico6 ATP
Glucosa
6 ATP
C6H12O6 + 6 O2 + 36 ADP 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP
ATPATPATPATP2424
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Fase Preparato
riaFosforilación de Glucosa y su conversión a Gliceraldehido 3-fosfato
Primera Reacción
importante
Glucosa 6-fosfato
Segunda Reacción
importante
Fructosa 6-fosfato
Ruptura deUna hexosa (6C), en dosTriosas (3C)
Fructosa 1,6-difosfato
Gliceraldehido 3-fosfato
Dihidroxo-acetona-fosfato+
Glucosa a)
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Fase Productor
a de
EnergíaConersión Oxidativa de G3P a Piruvato y su acoplamiento en la formación de ATP y NADH
Gliceraldehido 3-Fosfato
1,3-Difosfoglicerato
3-fosfoglicerato
2-fosfoglicerato
Fosfoenol-piruvato
Piruvato
Oxidación y Fosforilación
1a. Rección de Fosforilación
a nivel de sustrato.
2a. Rección de Fosforilación
a nivel de sustrato.
b)
GUAYACAN X SIEMPRE 21
1.1.1.28
Piruvato
Lactato
Lactato Deshidroge
nasa
Contracción Muscular
GUAYACAN X SIEMPRE 22
Oxidación a Acetil CoA
Lactato
Complejo Piruvato
Deshidrogenasa
NAD+
NADH + H+
+ HS-CoA
S-CoA
Piruvato
Acetil CoA + CO2
GUAYACAN X SIEMPREGUAYACAN X SIEMPRE 2323
Piruvato
Acetaldehido
Etanol
Piruvato Descarboxil
asa
Alcohol Deshidrogen
asa
Fermentación Alcoholica
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GlucosaGlucosa
2 Piruvato2 Piruvato
2 Acetil CoA2 Acetil CoA
2 Etanol + 2CO22 Etanol + 2CO22 Lactato2 Lactato
Glucólisis (10) reacciones sucesivas
Condiciones anaeróbicas
Condiciones aeróbicas
Fermentación Alcohólica en levaduras
Conversión a Lactato en vigorosa contracción muscular, en eritrocitos y en microorganismos
Animales, plantas y muchos microorganismos en condiciones aereóbicas.
Condiciones aeróbicas
Cíclo del Acido cítrico
4 CO2 + 4 H2O4 CO2 + 4 H2O
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Microscopía electrónica de una mitocondria
¿Qué es la mitocondria? En el citoplasma de la mayoría de las células humanas, hay millones de organelos en forma oblonga y aplastada, que se llaman mitocondrias y son pequeñas estructuras que procesan oxígeno y convierten ácidos grasos, carbohidratos y proteínas de los alimentos, en ENERGIA.
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