conferencia 8 respiracin celular profesora lidia

8/7/2019 Conferencia 8 Respiracin Celular Profesora Lidia

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TEMA 1: CLULA.TEMA 1: CLULA.

ACTIVIDAD ORIENTADORA 12ACTIVIDAD ORIENTADORA 12

TTULO:TTULO:

METABOLISMO YMETABOLISMO Y

RESPIRACIN CELULAR.RESPIRACIN CELULAR.


2/43

Localizacin de los procesosDe la respiracin celular


3/43

FUNCIONES DEL METABOLISMOFUNCIONES DEL METABOLISMO

Incorporacin de los nutrientes.Incorporacin de los nutrientes.

Obtencin de la energa qumica necesaria para laObtencin de la energa qumica necesaria para lavida.vida.

Sntesis y degradacin de las biomolculas.Sntesis y degradacin de las biomolculas.

Eliminacin de las sustancias de desecho.Eliminacin de las sustancias de desecho.


4/43

MOLCULAMOLCULA

COMPLEJACOMPLEJA

MOLCULAMOLCULASENCILLASENCILLA

ADP + PiADP + Pi

ATPATP

COFACTORCOFACTOR

COFACTOR HCOFACTOR H22

ANABOLISMOANABOLISMOCATABOLISMOCATABOLISMO


5/43

A B C D E

VAS METABLICASVAS METABLICAS

ATPATP ADPADP

EE11 EE22 EE33 EE44

(-)(-)


6/43

CICLOS METABLICOSCICLOS METABLICOS

BC

DE

A

ATPATP

ADPADP

EE11

EE22

EE33EE44

EE55NADNAD++

NADH.HNADH.H++

Tomo III, Cap 36, Pgs. 619-624


7/43

Orgenes del Acetil CoA

Protenas Polisacridos Lpidos

Aminocidos Glucosa y otrosmonosacridos

cidos grasos + glicerol

Urea

Acetil CoA

Ciclode

Krebs


8/43

Acetil CoA

Ciclo deKrebs

2CO2GTP

8H

Cadena transportadora de electronesO2 H2O

10 ATPFosforilacin oxidativa

Gradiente protnico


9/43

CC OO

OO

CC

CHCH

OO

22

HH

cidocidooxalacticooxalactico

COOHCOOH

CC

CC

CC

COOHCOOH

COOHCOOH

COOHCOOHHOHO

HH

HH

HH

HH

cido ctricocido ctrico

REACCIN DE LA ENZIMAREACCIN DE LA ENZIMASINTASA CTRICASINTASA CTRICA

HSCoAHSCoA

CH3 - CO

SCoA

H2O


10/43

CC

CC

CC

COOHCOOH

COOHCOOH

COOHCOOHHOHO

HH

HH

HH

HH


CC

CC

CC

COOHCOOH

COOHCOOH

COOHCOOH

HOHO

HH

HH

HH

HH

cidocidoisoctricoisoctrico

REACCIN DE LA ENZIMAREACCIN DE LA ENZIMAACONITASAACONITASA


11/43

REACCIN DE LA ENZIMAREACCIN DE LA ENZIMADESHIDROGENASA ISOCTRICADESHIDROGENASA ISOCTRICA

CC

CC

CC

COOHCOOH

COOHCOOH

COOHCOOH

HOHO

HH

HH

HH

HH


COOHCOOH

CC

CHCH

OO

22

cidocidoalfa-ceto-glutricoalfa-ceto-glutrico

CHCH

22

COOHCOOH

NADH.H+NADH.H+

COCO22

NADNAD++


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REACCIN DE LA DESHIDROGENASAREACCIN DE LA DESHIDROGENASAALFA-CETO-GLUTRICAALFA-CETO-GLUTRICA

COOHCOOH

CC

CHCH

OO

22

cidocidoalfa-ceto-glutricoalfa-ceto-glutrico

CHCH22

COOHCOOH

CHCH22

CHCH22

COOHCOOH

Succinil CoASuccinil CoA

CC

OO

CoACoANADNAD++

HS CoAHS CoA

++COCO22

NADH.H+NADH.H+


13/43

REACCIN DE LAREACCIN DE LASUCCINIL-CoA SINTETASASUCCINIL-CoA SINTETASA

CHCH22

CHCH22

COOHCOOH

cido succnicocido succnico

COOHCOOH

CHCH22

CHCH22

COOHCOOH

Succinil CoASuccinil CoA

CC

OO

CoACoA GDPGDP

HS CoAHS CoA

PiPi

++ GTPGTP

HH22OO


14/43

REACCIN DE LAREACCIN DE LADESHIDROGENASA SUCCNICADESHIDROGENASA SUCCNICA

CHCH22

CHCH22

COOHCOOH

cido succnicocido succnico

COOHCOOH

FADFAD CHCH

CHCH

COOHCOOH

cido fumricocido fumrico

COOHCOOH

FADHFADH22


15/43

CC

CHCH22

COOHCOOH

cido mlicocido mlico

COOHCOOH

HHHOHO

REACCIN DE LAREACCIN DE LADESHIDROGENASA MLICADESHIDROGENASA MLICA

NAD+NAD+CC OO

OO

CC

CHCH

OO

22

HH


COOHCOOH

NADH.H+NADH.H+


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cidocidoalfacetoglutricoalfacetoglutricoSuccinil - CoASuccinil - CoA

cidocido fumricofumrico

cido mlicocido mlicoGlucosaGlucosa

Acetil - CoAAcetil - CoA cidoscidosgrasosgrasos

AminocidosAminocidos

AminocidosAminocidos

CICLOCICLODEKREBS

Grupo hemoGrupo hemo

GDPGDP

FADFAD

NADNAD

NADHNADH

NADHNADH

NADNADGTPGTP

FADHFADH

NADNADNADHNADH

RELACIONES METABLICASRELACIONES METABLICAS

cidocidosuccnicosuccnico


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AnaplerosisPRINCIPAL REACCIONPRINCIPAL REACCIONANAPLERTICAANAPLERTICA

CC OO

OO

CC

CHCH

OO

33

cidocidopirvicopirvico

+COCO22

ATPATP

CC OO

OO

CC

CHCH

OO

22

HH

ADPADP+


COOHCOOHCarboxilasa pirvicaCarboxilasa pirvicaBiotina


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FUNCIONES DEL CICLO DE KREBSFUNCIONES DEL CICLO DE KREBS

Obtencin de energa por la degradacinObtencin de energa por la degradacin

de la acetil CoA mediente los cofactoresde la acetil CoA mediente los cofactores

reducidos formados y el GTP.reducidos formados y el GTP.

Sus metabolitos intermediarios participanSus metabolitos intermediarios participan

en procesos anablicos.en procesos anablicos.

REGULACI N DEL CICLO DE KREBSREGULACI N DEL CICLO DE KREBS


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REGULACI N DEL CICLO DE KREBSREGULACI N DEL CICLO DE KREBSSintetasa ctrica:Sintetasa ctrica:

Disponibilidad de acetil CoA.Disponibilidad de acetil CoA. Disponibilidad de cido oxalactico.Disponibilidad de cido oxalactico.

Deshidrogenasa isoctrica: AlostricaDeshidrogenasa isoctrica: Alostrica

Activada por ADP.Activada por ADP. Inhibida por ATP.Inhibida por ATP. Inhibida por el producto NADH.H+Inhibida por el producto NADH.H+

Deshidrogenasa alfa-ceto-glutricaDeshidrogenasa alfa-ceto-glutricaInhibida por sus productos:Inhibida por sus productos: Succinil CoA y NADH.H+Succinil CoA y NADH.H+

Ciclo de Krebs, Tomo III, Cap. 38


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CADENA TRANSPORTADORA DECADENA TRANSPORTADORA DE

ELECTRONESELECTRONES

Proceso mediante el cual los equivalentesProceso mediante el cual los equivalentes

de reduccin de los cofactores reducidos,de reduccin de los cofactores reducidos,provenientes del ciclo de Krebs y otrasprovenientes del ciclo de Krebs y otrasvas metablicas, reaccionan con elvas metablicas, reaccionan con el

oxgeno de forma gradual, formando aguaoxgeno de forma gradual, formando aguay liberando energa.y liberando energa.


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TRANSPORTADORES DE LA CADENATRANSPORTADORES DE LA CADENA

DE HIDRGENODE HIDRGENO DE ELECTRONESDE ELECTRONES

Coenzima QCoenzima QFlavoprotenasFlavoprotenas

NADHNADH

Desh.Desh.Succnico DeshSuccnico Desh

CitocromosCitocromosb, cb, c11, c, a, a, c, a, a33

FerrosulfoprotenasFerrosulfoprotenasCuproprotenasCuproprotenas


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Formas de la coenzima Q

=

=

O

O

e- + H+

=

O

O-

e- + H+

OH

OH

Forma oxidada dela coenzima Q (Q)

Forma reducida dela coenzima Q (QH2)

Semiquinona, formade anin radical libre

(CoQ- )


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Succnico Fumrico

NADH DeshFe-S.

SuccnicoDesh.

Citocromosb,c1, Fe-S

Cit a, a3,

Cuproprot

4 H+

4 H+

2 H+


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H+

H+

Formacin del gradiente protnico


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H+H+

H+H+

H+

H+

Espacio intermembranoso

H+

H+

H+H+H+

H+

H+ H+

Tomo III, Cap. 39


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Balance energtico

Por cada 4 H+ se forma un ATP

Si los H+

se incorporan por NADH son 10 H+y por tanto 2,5 ATP

Si se incorporan por FADH2 son 6 H+ y por tanto 1,5 ATP


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RENDIMIENTO ENERGTICORENDIMIENTO ENERGTICODEL CICLO DE KREBSDEL CICLO DE KREBS

3 NADH 2.5 ATP 7,5 ATP

1 FADH2 1,5 ATP 1,5 ATP1 GTP 1 ATP

Total 10 ATP


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FOSFORILACIN OXIDATIVAFOSFORILACIN OXIDATIVA

Es el proceso de sntesis de ATP, a partir deEs el proceso de sntesis de ATP, a partir de

ADP + Pi, utilizando la energa del gradienteADP + Pi, utilizando la energa del gradienteprotnico y que se produce de forma acopladaprotnico y que se produce de forma acoplada

al transporte de electrones en la membranaal transporte de electrones en la membrana

interna de la mitocondria.interna de la mitocondria.


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ESTRUCTURA DE LA ATP SINTETASAESTRUCTURA DE LA ATP SINTETASA

Tomo III, Cap. 40


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TEORA QUIMIOSMTICATEORA QUIMIOSMTICA

El transporte de electrones por losEl transporte de electrones por los

complejos de la cadena respiratoria, creacomplejos de la cadena respiratoria, creaun gradiente de protones.un gradiente de protones. La membrana interna de la mitocondria esLa membrana interna de la mitocondria es

impermeable a los protones.impermeable a los protones.

Los transportadores de electrones estnLos transportadores de electrones estnorganizados en la membrana de formaorganizados en la membrana de formavectorial de modo que los protones sonvectorial de modo que los protones sonextrados de la matriz hacia el espacioextrados de la matriz hacia el espacio

intermembranoso.intermembranoso. La ATP sintetasa est situada vectorialmenteLa ATP sintetasa est situada vectorialmente

en la membrana y libera el ATP sintetizadoen la membrana y libera el ATP sintetizadopor ella hacia la matriz.por ella hacia la matriz.


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I. NADH-CoQ reductasa.II. Succnico-CoQ reductasa.

III. CoQH2 (Citocromo c reductasa).IV. Citocromo c oxidasa.

V. Complejo ATP sintetasaSntesisSntesis

deldelATPATP

TransportadTransportadoresoresdede

ElectronesElectrones

COMPLEJOS DE LA CADENACOMPLEJOS DE LA CADENARESPIRATORIARESPIRATORIA


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Cit C

ATPADPNAD+

+

+

Comp.I

e e

e e

+

+

Comp.I I

I

e e

+

+

Comp.IV

e e

e e

+

+

+

+

++

+

+

+

+

+

+

+

+

+

++

+

+

+

+

+

+ +

Funcionamiento de la cadena respiratoria

NADH

REGULACIN DEREGULACIN DE


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REGULACIN DEREGULACIN DELA RESPIRACIN CELULARLA RESPIRACIN CELULAR

A nivel del ciclo de KrebsA nivel del ciclo de Krebs

Disponibilidad de acetil CoA y de cidoDisponibilidad de acetil CoA y de cido

oxalactico.oxalactico.

Relacin ATP/ADP.Relacin ATP/ADP.A nivel de la ATP sintetasaA nivel de la ATP sintetasa

Inhibida por CaInhibida por Ca22++, pobre gradiente protnico, pobre gradiente protnico

y relacin ATP/ADP alta.y relacin ATP/ADP alta.A nivel de la cadena transportadora de electronesA nivel de la cadena transportadora de electrones

Disponibilidad de cofactores reducidos.Disponibilidad de cofactores reducidos.


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EFECTOS DE LOS INHIBIDORES DE LAEFECTOS DE LOS INHIBIDORES DE LA


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EFECTOS DE LOS INHIBIDORES DE LAEFECTOS DE LOS INHIBIDORES DE LAFOSFORILACIN OXIDATIVAFOSFORILACIN OXIDATIVA

Detencin del consumo de oxgeno.Detencin del consumo de oxgeno.

Detencin de la formacin de agua.Detencin de la formacin de agua.

Detencin de la oxidacin de los sustratos.Detencin de la oxidacin de los sustratos.Detencin de la sntesis de ATP.Detencin de la sntesis de ATP.

Impiden el uso del gradiente por loque ste no se disipa

EFECTOS DE LOS DESACOPLADORES DEEFECTOS DE LOS DESACOPLADORES DE


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EFECTOS DE LOS DESACOPLADORES DEEFECTOS DE LOS DESACOPLADORES DELA FOSFORILACIN OXIDATIVALA FOSFORILACIN OXIDATIVA

Aumento del consumo de oxgeno.Aumento del consumo de oxgeno.

Aumento de la formacin de agua.Aumento de la formacin de agua.Aumento de la oxidacin de los sustratos.Aumento de la oxidacin de los sustratos.

Detencin de la sntesis de ATP.Detencin de la sntesis de ATP.Disipacin del gradiente de protones.Disipacin del gradiente de protones.

Liberacin de energa en forma de calor.Liberacin de energa en forma de calor.

Hacen permeable la membrana internaa los protones. No se forma el gradiente


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CONCLUSIONESCONCLUSIONES

El metabolismo es un proceso continuoEl metabolismo es un proceso continuode intercambio de sustancias, energa ede intercambio de sustancias, energa e

informacin con el medio, queinformacin con el medio, quecaracteriza a los seres vivos y consta decaracteriza a los seres vivos y consta dedos vertientes; el anabolismo y eldos vertientes; el anabolismo y el

catabolismo.catabolismo.


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La respiracin celular se efecta en laLa respiracin celular se efecta en lamitocondria y consta de tres procesosmitocondria y consta de tres procesos

acoplados entre s: el ciclo de Krebs, laacoplados entre s: el ciclo de Krebs, la

cadena transportadora de electrones y lacadena transportadora de electrones y lafosforilacin oxidativa.fosforilacin oxidativa.


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El ciclo de Krebs es la va central delEl ciclo de Krebs es la va central del

metabolismo que cumple funcionesmetabolismo que cumple funcionesanablicas y catablicas, por lo queanablicas y catablicas, por lo quepresenta carcter anfiblico; se acopla apresenta carcter anfiblico; se acopla a

la cadena transportadora de electronesla cadena transportadora de electronesmediante los cofactores reducidos, quemediante los cofactores reducidos, quese reoxidan en la misma.se reoxidan en la misma.


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La cadena transportadora de electronesLa cadena transportadora de electronesse acopla a la fosforilacin oxidativase acopla a la fosforilacin oxidativa

mediante un gradiente de protones quemediante un gradiente de protones que

garantiza la utilizacin adecuada de lagarantiza la utilizacin adecuada de la

energa por la clula.energa por la clula.


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Existen sustancias que inhiben laExisten sustancias que inhiben la

cadena transportadora de electrones, lacadena transportadora de electrones, la

fosforilacin oxidativa o provocan elfosforilacin oxidativa o provocan eldesacoplamiento entre las mismas.desacoplamiento entre las mismas.


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