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ENERGÍA Y METABOLISMO CELULAR
Clase No. 7 / Unidad No. 2Lunes 4 de agosto de 2008
Energía
Capacidad para realizar trabajo o actividad
Capacidad de producir un cambio en el estado o movimiento de la materia
En los sistemas vivos y en las ciencias naturales la unidad de energía que se utiliza normalmente es la kilocaloría (Kcal)
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Por qué requieren energía los organismos vivos?
No pueden producir energía nueva Todos los procesos biológicos requieren
energía Un organismo es un sistema abierto La energía en organismos vivos fluye
en una sola dirección
Captación Incorporación Transferencia
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A nivel del organismoCAPTACIÓN DE
ENERGÍA
ALMACENAMIENTO TEMPORAL
USO PARA PROCESOS FISIOLÓGICOS
PÉRDIDAS EN FORMA DE CALOR
PÉRDIDAS EN FORMA DE CALOR
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Forma de almacenamiento de energía para todas las células vivas
Almacenamiento de corto tiempo
http://www.ilustrados.com/publicaciones/EpypllypAyijnEOzGp.php
Triofosfato de adenosina
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http://www.ilustrados.com/publicaciones/EpypllypAyijnEOzGp.php
•La unión entre grupos fosfatos es inestable y se deshace por hidrólisis
•La hidrólisis es una reacción exergónica
•Se generan 7.3 Kcal energía /mol ATP
ATP ADP + P
ENERGÍA
REACCIONES EXERGÓNICAS COMO LA RESPIRACIÓN CELULAR
ENERGÍA
REACCIONES ENDERGÓNICAS COMO SÍNTESIS DE
PROTEÍNAS Y FORMACIÓN DE CÉLULAS NUEVAS
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Enzimas Reguladores de reacciones químicas
Catalizadores proteínicos que afectan la velocidad de las reacciones sin consumirse
Disminuyen la energía de activación de las reacciones
No influyen en la dirección de la reacción
Son específicas
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MECANISMOS DE LIBERACIÓN DE ENERGÍA
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CONCEPTOS BÁSICOS
Metabolismo Anabolismo Catabolismo
Formas de producción de energía: Respiración aerobia Respiración anaerobia Fermentación
METABOLISMO Todas las transformaciones químicas y de la
energía que ocurren en los organismos vivos
Las células utilizan la energía almacenada en los enlaces químicos de moléculas orgánicas complejas
Muchas de las reacciones bioquímicas son reversibles lo que permite a la célula regular la liberación de energía de acuerdo a sus necesidades, y que las moléculas biológicas se reconstituyan o reciclen para continuar los procesos metabólicos
Catabolismo
Proceso de desdoblamiento de moléculas grandes a otras más pequeñas
Reacciones exergónicas para producir energía
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Respiración Aerobia Catabolismo de nutrientes a dióxido de
carbono y agua
Es muy eficiente
Requiere de oxígeno molecular
Es un proceso de óxido – reducción donde oxígeno es el principal aceptor de protones
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Respiración Aerobia
Se producen 36-38 moléculas de ATP por mol de glucosa
La eficiencia de la respiración aerobia es de 38% aproximadamente
El resto de energía se libera en forma de calor
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Pasos de la respiración aerobia
1. Glucólisis2. Formación de Acetil CoA3. Ciclo del Ácido Cíclico4. Sistema de transporte de electrones
y quimiósmosis
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Otros nutrientes como fuente de energía
Los animales obtienen más energía de los AGs que de la glucosa
Los AAs y AGs deben sufrir transformaciones intermedias para luego entrar al ciclo de la glucólisis o del ciclo del ácido cítrico
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Los AA deben ser desaminados, el grupo amino se excreta como urea y la cadena de carbono entra al ciclo del ácido cítrico
Los lípidos contienen mucha energía en los enlaces de sus átomos de hidrógeno
Producen hasta 44 ATP Los productos del metabolismo de los
lípidos entran en el ciclo de la glucólisis o el ciclo del ácido cítrico.
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Respiración Anaerobia Células que habitan en lugares con poco
oxígeno (suelo y agua)
Una sustancia inorgánica como nitrato o sulfato sustituye al oxígeno como aceptor de hidrógeno
Se producen sustancias inorgánicas y energía
Ocurre en el citosol
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Fermentación Mecanismo empleado por hongos, levaduras
y bacterias
Se producen compuestos orgánicos y energía
Se da en células humanas en condiciones de bajo oxígeno
Poco eficiente en los productos de desecho aún se conserva energía
1 glucosa genera 2 moléculas de ATP
Anabolismo
Síntesis de moléculas complejas a partir de bloques más pequeños
Reacciones endergónicas que requieren de energía
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Generalidades sobre Anabolismo Cada tipo de célula suele producir sus propias proteínas, ácidos nucléicos, lípidos, polisacáridos y otras moléculas complejas
1 enzima distinta cataliza cada paso de la biosíntesis de una molécula
Casi todos los pasos de un proceso requieren de energía (ATP) o compuestos similares
Se utilizan pocos insumos No es un proceso opuesto al catabolismo,
tienen controles diferentes El anabolismo y el catabolismo ocurren en
forma continua
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