metabolismo i

NUTRICIÓN CELULAR

FASES:

1. Incorporación de nutrientes: Se realiza por procesos de ósmosis, difusión, transporte activo y pasivo, fagocitosis y pinocitosis.

2. Digestión extracelular (en el exterior de la célula) y digestión intracelular (por medio de endocitosis, formación de lisosomas,..)

3. Metabolismo: conjunto de reacciones anabólicas y catabólicas que tienen lugar en las células, mediante las cuales obtienen energía para mantenerese y regenerar moléculas y estructuras.

4. Eliminación de sustancias y desechos:Se realiza por secreción y excreción (procesos realizados por exocitosis).

NUTRICIÓN CELULAR

TIPOS DE NUTRICIÓN CELULAR:

1. Autótrofa: Sintetizan todas las moléculas orgánicas a partir de sustancias inorgánicas simples (CO2,H2O, NH3, etc). La energía que requieren para este proceso de formación de moléculas la pueden obtener a partir de la energía luminosa (organismos fotoautótrofos) o a partir de la oxidación de moléculas inorgánicas (organismos quimiolitótrofos).

2. Heterótrofa: Necesitan materia orgánica para sintetizar su propia materia orgánica. Como fuente de energía utilizan la energía química almacenada en los enlaces covalentes de la materia orgánica que ingieren.

METABOLISMO El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que ocurren en

la célula para satisfacer sus necesidades de materia y energía.

Las reacciones que componen el metabolismo son reacciones de óxido-reducción y están catalizadas por enzimas.

Las reacciones metabólicas se encuentran agrupadas en rutas metabólicas que encadenan reacciones. Estas rutas metabólicas, en las que el producto de una reacción suele ser el sustrato de la siguiente. Estas rutas metabólicas se suelen llevar a cabo de forma compartimentada dentro de orgánulos.

Las reacciones metabólicas se encuentran acopladas energéticamente: en unas se desprende energía y en otras se utiliza esta energía.

METABOLISMOLos procesos metabólicos se pueden agrupar en dos grandes grupos:

CATABOLISMO: Consiste en la descomposición de moléculas orgánicas complejas en moléculas sencillas. En las reacciones metabólicas:

a) Se libera energía que puede ser utilizada para otras reacciones o para otros trabajos celulares.b) Se obtienen pequeñas moléculas para las reacciones de síntesis.

ANABOLISMO: Consiste en la síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas sencillas. Estas reacciones de biosíntesis requieren un aporte de energía.

METABOLISMO

INTERMEDIARIOS TRASNPORTADORES EN EL METABOLISMO

TRANSPORTADORES DE ELECTRONES Y DE GRUPOS

Coenzimas transportadores de electrones:NAD+ (forma oxidada) – NADH + H+ (forma reducida)NADP+ (forma oxidada) – NADPH + H+ (forma reducida)FAD+ (forma oxidada) – FADH2 (forma reducida)

Coenzimas transportadores de grupos:Coenzima A

TRANSPORTADORES DE ENERGÍA:ATP

METABOLISMO

PRINCIPALES MECANISMOS DE SÍNTESIS DE ATP EN LA CÉLULA

SÍNTESIS A NIVEL DE SUSTRATO

Para unir un grupo fosfato al ADP y formar ATP se utiliza la energía liberada en reacciones de hidrólisis de compuestos ricos en energía.

FOSFORILACIÓN ACOPLADA AL TRANSPORTE DE ELECTRONESEsta fosforilación se encuentra acoplada al transporte de electrones a traves de la membrana mitocondrial interna o a través de la membrana de los tilacoides del cloroplasto. Si ocurren en la mitocondria se denomina fosforilación oxidativa y si ocurre en el cloroplasto fotofosrilación.

METABOLISMO: Procesos catabólicos

CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:

1ª FASE:En la mayoría de los seres vivos, la glucosa se oxida en una ruta metabólica llamada glucólisis, que da como resultado 2 moléculas de ATP y dos de ácido pirúvico.

2ª FASE:-En condiciones aerobias, se produce la respiración celular,

donde el ac. Pirúvico es oxidado totalmente a CO2 y H”=, actuando el oxígeno como como aceptor final de electrones.

-En condiciones anaerobias, el ac. Pirúvico se convierte en otras moléculas orgánicas sencillas y el aceptor de electrones es una molécula orgánica.

METABOLISMO: Procesos catabólicosCATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:

1. Glucólisis: Ruta metabólica que se desarrolla en el citosol celular, cuyo objetivo es

obtener energía a partir de la glucosa.

No necesita oxígeno para su realización y se trata simplemente de una secuencia de más o menos nueve reacciones. A lo largo de éstas, una molécula de glucosa se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico.

Se produce en todas las células vivas, desde procariotas hasta eucariotas animales y vegetales.

Se necesita la energía de 2 moléculas de ATP para iniciar el proceso, pero una vez iniciado se producen 2 moléculas de NADH y 4 de ATP por lo que el balance final es de: 2 NADH y 2 ATP por molécula de glucosa:

Glucosa + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+ ==>2 Acido pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 Agua


:

Glucólisis:

Glucosa + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+

==>2 Acido pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 Agua


CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: En condiciones aerobias, en las células se lleva a cabo la RESPIRACIÓN CELULAR. La respiración celular comprende, además de la glucólisis, las siguientes fases:

2. Descarboxilación oxidativa: En condiciones aerobias, el piruvato obtenido en la glucólisis pasa

a la matriz mitocondrial y mediante un proceso de oxidación y descarboxilación, se forma acetil-CoA.

Por cada molécula de glucosa se forman: Dos moléculas de acetilCoA 2 moléculas de NADH 2 CO2



2. Ciclo de krebs:Ruta cíclica.Se realiza en la matriz mitocondrial.Por cada molécula de glucosa se obtienen: 4 moléculas de CO2 2 moléculas de ATP(a través del GTP) 6 moléculas de NADH 2 moléculas de FADH2


Ciclo de krebs:


CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: 4. Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa: Los electrones del NADH y FADH2 son transportados a través de

una cadena respiratoria situada en la membrana interna mitocondrial.

La cadena de transporte electrónico está constituida por cuatro complejos, que son agrupaciones de proteínas transportadoras.

Los e- pasan de transportador en transportador hasta llegar al oxígeno, que es el último aceptor de electrones.

Según la hipótesis quimiosmótica, la energía liberada por los electrones en su viaje hacia el oxígeno es utilizada para trasladar protones desde la matriz al espacio intermembrana, lo que genera un gradiente electroquímico en la membrana mitocondrial interna.

METABOLISMO: Procesos catabólicos El gradiente hace que los protones tiendan a volver de

nuevo a la matriz a favor de gradiente. El retorno lo hacen a través de la ATP sintetasa, sintetizándose a su paso ATP.



Resumen de la respiración celular



Resumen de la respiración celularPor cada molécula de glucosa, sumando los ATP obtenidos directamente y los ATP obtenidos a través de la fosforilación oxidativa:Glucólisis……………………….………………8 ATPDescarboxilación del piruvato………….6 ATPCiclo de Krebs……………………………….24 ATP

EN TOTAL…………………………..…………38 ATP


CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: En condiciones anaerobias, en las células se lleva a cabo la FERMENTACIÓN CELULAR.

Características: El aceptor final de electrones no es el oxígeno, sino una molécula

orgánica. La degradación de la glucosa no es completa, y el producto final

es otra molécula orgánica, no totalmente oxidadas. El rendimiento energético es de dos moléculas de ATP por

molécula de glucosa.

Fermentaciones más importantes:F. alcohólica, F. láctica y F. acética.


CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA. La glucosa se transforma en 2 moléculas de etanol y 2 de CO2 produciendo 2 ATP. Se inicia con la glucólisis que forma 2 molec. Piruvato, pierde 1 molec. de CO2

dando acetaldehído que se reduce mediante el NADH generado en la glucólisis, formando etanol.

La realizan principalmente las levaduras del género Saccharomyces.

En la industria, tiene interés en la fabricación de bebidas alcohólicas como el vino, la cerveza y la sidra. También tiene interés en la fermentación del pan, donde el CO2 , que se desprende el la fermentación, esponja la masa.


CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA.


CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: FERMENTACIÓN LÁCTICA. La glucosa se transforma en 2 moléculas de lactato. produciendo 2 ATP. Se inicia con la glucólisis que forma 2 molec. de piruvato que se reduce mediante el NADH generado en la glucólisis, formando lactato.

La realizan principalmente las bacterias de los géneros Lactobacillus, Streptococcus o Leuconostoc.

En la industria, tiene interés en la elaboración de productos lácteos como el queso, la cuajada o el yogur.

Esta fermentación también ocurre, cuando falta oxígeno, en células del músculo estriado.


CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: FERMENTACIÓN LÁCTICA.


CATABOLISMO DE LOS LÍPIDOS: La principal fuente de reserva energética son los triacilglicéridos. En estos, el glicerol se transforma en dihidroxiacetona que se incorpora a la glucólisis y sigue la vía de la respiración celular hasta el final.

Los ácidos grasos atraviesan la membrana de la mitocondria uniéndose a la CoA y, ya en la matriz mitocondrial, son degradados mediante una ruta llamada -oxidación de los ácidos grasos.


ESQUEMA GENERAL DEL CATABOLISMO

metabolismo i

Documents