Ciencias Biológicas 1

© 2006

Teresa Audesirk

Gerald Audesirk

Bruce E. Byres

Flujo de energía Flujo de energía en las célulasen las células

Reacciones Exergónicas

ContenidoContenidoenergéticoenergético

de las de las moléculasmoléculas

altoalto

bajobajo

(a)(a) Combustión de glucosa (azúcar):Combustión de glucosa (azúcar):una reacción exergónicauna reacción exergónica

Avance de la reacciónAvance de la reacción

Energía de activación necesariaEnergía de activación necesariapara encender la glucosapara encender la glucosa

Energía de activación necesariaEnergía de activación necesariapara encender la glucosapara encender la glucosa

Glucosa + OGlucosa + O22Glucosa + OGlucosa + O22

Liberación de energía Liberación de energía al quemar glucosaal quemar glucosa

Liberación de energía Liberación de energía al quemar glucosaal quemar glucosa

C OC O22 + H + H22OOC OC O22 + H + H22OO

Reacciones Exergónicas

AA BB

Energíaliberada

CC DD

++

++

ReactivosReactivosAlta energíaAlta energía

ProductosProductosbaja energíabaja energía

Reacciones Exergónicas

Energíaliberada

++

++Alta EnergíaAlta EnergíaReactantesReactantes

Baja EnergíaBaja EnergíaProductosProductos

OHO

OCH2OH

O O

O OC

OHH

Reacciones Endergónicas

ContenidoContenidoenergéticoenergético

de lasde lasmoléculasmoléculas

altaalta

bajabaja

(b)(b) Fotosíntesis:Fotosíntesis:una reacción endergónicauna reacción endergónica

Avance de la reacciónAvance de la reacción

GlucosaGlucosaGlucosaGlucosa

Energía netaEnergía netacapturada alcapturada al

síntetizar síntetizar glucosaglucosa

COCO22 + H + H22OOCOCO22 + H + H22OO

Energía de ActivaciónEnergía de Activaciónde la luz capturadade la luz capturada

por fotosíntesispor fotosíntesis

Reacciones Endergónicas

AA BB++

CC DD++

Baja EnergíaBaja EnergíaReactantesReactantes

Alta EnergíaAlta EnergíaProductosProductos

energíaenergía

Reacciones Endergónicas

++

Energía BajaEnergía BajaReactantesReactantes ++

Alta EnergíaAlta EnergíaProductosProductos

OHO

OCH2OH

O O

O OC

OHH

EnergíaAdicional

Reacciones acopladas

====

Fosforilación y ATP

ATP v/s ADP:Diferencias estructurales

OH

PPO

O

O PP OH

OH

O

~~RibosaRibosa

HH22CCHH22CC

HHHH

OOOO

HHHH

OHOHOHOHOHOHOHOH

HHHHHHHH

NNNNHCHCHCHC

NNNN CCCC

CCCC

CCCC

CHCHCHCH

NNNN

NNNN

NHNH22NHNH22

AdeninaAdenina

PP OH

OH

O

OH

PPO

O

O PP O

OH

O

~~RibosaRibosa

HH22CCHH22CC

HHHH

OOOO

HHHH

OHOHOHOHOHOHOHOH

HHHHHHHH

NNNNHCHCHCHC

NNNN CCCC

CCCC

CCCC

CHCHCHCH

NNNN

NNNN

NHNH22NHNH22

AdeninaAdenina

~~

DifosfatoDifosfato

TrifosfatoTrifosfato

ADPADP

ATPATP

Enlace Enlace fosfatofosfato

Alta energíaAlta energía

AAddeennoossiinnaa

AAddeennoossiinnaa

ATP v/s ADP:Simbología

OH

PPO

O

O PP OH

OH

O

~~RibosaRibosa

HH22CCHH22CC

HHHH

OOOO

HHHH

OHOHOHOHOHOHOHOH

HHHHHHHH

NNNN

HCHCHCHC

NNNN CCCC

CCCC

CCCC

CHCHCHCH

NNNN

NNNN

NHNH22NHNH22

AdeninaAdenina

ADPADP

PP OH

OH

O

OH

PPO

O

O PP O

OH

O

~~RibosaRibosa

HH22CCHH22CC

HHHH

OOOO

HHHH

OHOHOHOHOHOHOHOH

HHHHHHHH

NNNN

HCHCHCHC

NNNN CCCC

CCCC

CCCC

CHCHCHCH

NNNN

NNNN

NHNH22NHNH22

AdeninaAdenina

~~ ATPATP

A PP PP~~

ADP

óó

ATP

óóA PP PP~~ ~~ PP

PPii

A PP PP~~ ~~ PP

Síntesis de ATP:Energía disponible rápidamente

Inorgánico

++

ATP( )( )

++

energía

A PP PP~~ADP ))))((((

A PP PP~~ADP ))))((((

A PP PP~~ ~~ PP

Ruptura del ATP: Liberación de Energía

ATP( )( )

Energético PP~~

Reacciones acopladasdentro de células vivientes

Reacciones acopladas

Portadores de electronesPortadores de electrones

Vías Metabólicas

AA BB CC DDDD EEEE

FFFF GGGG

Enzima 1Enzima 1 Enzima 2Enzima 2 Enzima 3Enzima 3 Enzima 4Enzima 4

Enzima 5Enzima 5 Enzima 6Enzima 6

ReactivoReactivoInicialInicial

IntermediariosIntermediarios ProductosProductosfinalesfinales

vía 1vía 1vía 1vía 1

vía 2vía 2vía 2vía 2

ContenidoContenidoenergéticoenergético

de lasde lasmoléculasmoléculas

altaalta

bajabajaAvance de la reacciónAvance de la reacción

Energía de ActivaciónEnergía de Activaciónsin catalizadorsin catalizador

Energía de Energía de activaciónactivación

con catalizadorcon catalizador

Energía de Activación :Controla la velocidad de reacción

Interacciones Enzima-sustrato

SustratoSustratoSustratoSustratoSustratoSustratoSustratoSustrato

EnzimaEnzimaEnzimaEnzima

SitioSitioactivoactivoSitioSitio

activoactivo

1 Los sustratos entran al sitio activo

1 Los sustratos entran al sitio activo

2 Cambio de forma, promueve la reacción

2 Cambio de forma, promueve la reacción

3 Producto liberado;enzima lista para otro conjunto de sustratos

3 Producto liberado;enzima lista para otro conjunto de sustratos

Enz. 5Enz. 5Enz. 5Enz. 5DDDD

Enz. 4Enz. 4Enz. 4Enz. 4CCCC

Enz. 3Enz. 3Enz. 3Enz. 3BBBB

Regulación Enzimática:por inhibición de retroalimentación

Enz. 2Enz. 2Enz. 2Enz. 2AAAA

Inhibición por retroalimentación:Inhibición por retroalimentación: La isoleucina inhibe a enzima 1La isoleucina inhibe a enzima 1

Enz. 1Enz. 1Enz. 1Enz. 1

CHCH33CHCH33

CCCC

CCCC

COOHCOOHCOOHCOOH

OHOHOHOH

NHNH33NHNH33HHHH

HHHHCHCH22

CHCH22

CCCC

CCCC

COOHCOOHCOOHCOOH

CHCH33CHCH33

NHNH33NHNH33HHHH

HHHH

CHCH33CHCH33

TreoninaTreonina(sustrato)(sustrato)TreoninaTreonina(sustrato)(sustrato) IsoleucinaIsoleucina

producto finalproducto finalIsoleucinaIsoleucina

producto finalproducto final

Regulación enzimática: Por regulación alostérica y por inhibición competitiva

SustratoSustratoSustratoSustrato

EnzimaEnzimaEnzimaEnzima

Sitio Sitio ActivoActivo

Sitio Sitio ActivoActivo

Sitio Sitio regulador regulador alostéricoalostérico

Sitio Sitio regulador regulador alostéricoalostérico

(a)(a)

Molécula Molécula reguladora reguladora alostéricaalostérica

Molécula Molécula reguladora reguladora alostéricaalostérica

Cambia la formadel sitio activo(b)(b)

(c)(c)

Inhibidor competitivoocupa el sitio activo

FinFin