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UNIDADES 16-18
METABOLISMO
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CATABOLISMODEFINICIÓN
- CONJUNTO DE REACCIONES DE DEGRADACIÓN DEMOLÉCULAS ORGÁNICAS COMPLEJAS.
- OCURRE EN TODOS LOS ORGANISMOS.
- TIENE COMO FINALIDAD LA OBTENCIÓN DE ENERGÍA,PODER REDUCTOR Y PRECURSORES METABÓLICOS.
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CATABOLISMODEFINICIÓN
DEGRADACIÓN DE MOLÉCULAS
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CATABOLISMODEFINICIÓN
DEGRADACIÓN DE MOLÉCULAS
+
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38
CATABOLISMOOXIDACIÓN DE COMPUESTOS
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CATABOLISMOOXIDACIÓN DE COMPUESTOS
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- FERMENTACIÓN: ocurre en el citoplasma.Oxidación incompleta de los compuestos orgánicos y el aceptorfinal de e- es otro compuesto orgánico. El ATP se forma porfosforilación a nivel de sustrato.
- RESPIRACIÓN CELULAR: ocurre en mitocondrias. Oxidación completa de compuestos orgánicos. El ATP se formapor fosforilación oxidativa. Aceptor final de electronesinorgánico:
- Si se trata de oxígeno, la respiración es aerobia.
- Si se trata de compuestos como sulfatos,nitratos, etc, la respiración es anaerobia.
CATABOLISMOOXIDACIÓN DE COMPUESTOS
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE BIOMOLÉCULAS
• Glúcidos
• Lípidos
• Proteínas
• Ácidos nucleicos
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE BIOMOLÉCULAS
• Glúcidos
• Lípidos
• Proteínas
• Ácidos nucleicos
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS
Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:
• Glucólisis - Citoplasma
• Respiración celular aerobia – Mitocondria
• Fermentación – Citoplasma
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS
Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:
• Glucólisis - Citoplasma
• Respiración celular aerobia – Mitocondria
• Fermentación – Citoplasma
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CATABOLISMO
• Ruta metabólica muy antigua en los seres vivos.
• No requiere la presencia de oxígeno (anaerobia).
• Ruta universal en la inmensa mayoría de seres vivos.
• Síntesis de ATP por fosforilación a nivel de sustrato.
• Transcurre en 9 etapas agrupadas en 3 fases.
• Se producen 2 moléculas de ácido pirúvico (piruvato),
2 ATP (netos) y 2 NADH.
CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS
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CATABOLISMO
• Tiene lugar en el CITOPLASMA.
• Produce ATP por fosforilación a nivel de sustrato.
• Baja eficacia energética (2 ATP / glucosa).
• Genera poder reductor (2 NADH).
• Suministra a la célula precursores metabólicos.
• No requiere la presencia de oxígeno (anaerobia).
• Ruta metabólica antigua y universal en los seres vivos
(procariotas y eucariotas).
CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS
Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:
• Glucólisis - Citoplasma
• Respiración celular aerobia – Mitocondria
• Fermentación – Citoplasma
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CATABOLISMO• Universal en los seres vivos (procariotas y eucariotas).
• Tiene lugar en las MITOCONDRIAS (eucariotas) o
en CITOPLASMA Y MEMBRANA (procariotas).
• El aceptor final de e- es el oxígeno.
• Requiere la presencia de oxígeno (aerobia).
• Produce la oxidación completa del piruvato (CO2 y H2O).
• Alta eficacia energética (15ATP / piruvato).
• Actúan coenzimas con poder reductor (NADH y FADH2).
• Se produce GTP.
CATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA
Ciclo de Krebs
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA
Ciclo de Krebs
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CATABOLISMO
• Formación de acetil-CoA.
• Ciclo de Krebs (ácidos tricarboxílicos).
• Fosforilación oxidativa:
• Transporte electrónico.
• Formación de gradiente quimiosmótico.
• Síntesis de ATP.
CATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA
ETAPAS
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA
BALANCE ENERGÉTICO
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EUCARIOTAS
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA
BALANCE ENERGÉTICO
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA
BALANCE ENERGÉTICO - EUCARIOTAS
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS
Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:
• Glucólisis - Citoplasma
• Respiración celular aerobia – Mitocondria
• Fermentación – Citoplasma
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIÓN
CONCEPTOS CLAVE
• Ocurre en condiciones anaeróbicas (sin O2).
• Produce la oxidación incompleta de la glucosa.
• Síntesis de ATP por fosforilación a nivel de sustrato.
• Actúan coenzimas con poder reductor (NADH).
• Da distintos productos finales (ácido láctico etanol).
• Mecanismo de regeneración del NAD+ necesario en
la glucólisis.
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIÓN
CONCEPTOS CLAVE
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIÓN
TIPOS
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIÓN
Fermentación láctica
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIONES
BALANCE ENERGÉTICO
ANAEROBICO
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIONES
BALANCE ENERGÉTICO
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIONES
BALANCE ENERGÉTICO
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS BALANCE ENERGÉTICO
+ 7,3 Kcal/mol
1 mol de glucosa 36 moles ATP
1 mol de glucosa 2 moles ATP
262,8 Kcal
14,6 Kcal
100 g glucosa = 0,55 moles = 144 Kcal1 mol de glucosa = 180 g de glucosa 9 g glucosa = 0,05 moles = 13 Kcal
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE BIOMOLÉCULAS
• Glúcidos
• Lípidos
• Proteínas
• Ácidos nucleicos
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE LÍPIDOS
Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:
• Digestión química: hidrólisis intestinal
• Degradación de la glicerina
• β-oxidación de ácidos grasos
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE LÍPIDOS
Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:
• Digestión química: hidrólisis intestinal
• Degradación de la glicerina
• β-oxidación de ácidos grasos
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CATABOLISMOLIPASAS
CATABOLISMO DE LÍPIDOS – HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA
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CATABOLISMOLIPASAS
CATABOLISMO DE LÍPIDOS – HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA
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CATABOLISMOCATABOLISMO DE LÍPIDOS – β-oxidación a. grasos CARACTERÍSTICAS
• Rinden más cantidad de ATP que la glucosa.
• Tiene lugar en la matriz mitocondrial.
• Produce acetil-CoA.
• El acetil-CoA se incorpora al ciclo de Krebs y da lugar
a fosforilación oxidativa.
• Los ácidos grasos atraviesan la membrana
mitocondrial unidos al aminoácido carnitina.
• Se basa en la oxidación del carbono β antes de la escisión del carbono α.• Se requiere ATP para activar los ácidos grasos (2).
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La oxidación completa del ácido palmítico (que contiene 16 átomos decarbono), involucra siete vueltas de la oxidación, lo cual produce:
7FADH2
7NADH
8acetil-CoA
La oxidación de estos acetil-CoA a su vez produce en el ciclo de krebs:
8GTP
24NADH
8FADH2
Por lo tanto, la fosforilación oxidativa de 31 NADH producen 93 ATP y la de 15FADH2 otros 30 ATP. Se restan 2 ATP EQUIVALENTES de la formación del acil-CoA (activación), Por tanto, la oxidación completa de una molécula depalmitato produce:
129 ATPs.
CATABOLISMOCATABOLISMO DE LÍPIDOS – β-oxidación a. grasos BALANCE ENERGÉTICO - EJEMPLO
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Calcula el balance energético de la β-oxidacióncompleta del ácido esteárico (18 C):
CATABOLISMOCATABOLISMO DE LÍPIDOS – β-oxidación a. grasos BALANCE ENERGÉTICO - EJEMPLO
8FADH2 x 2 ATP = 16 ATP
8NADH x 3 ATP = 24 ATP
9acetil-CoA
La oxidación de estos acetil-CoA a su vez produce en el ciclo de krebs:
9GTP= 9 ATP
(9x3) 27 NADH x 3ATP = 81 ATP
9FADH2 x 2 ATP = 18 ATP
Por lo tanto, se produce 148 ATP; restando los 2ATP equivalentes necesariospara la formación del acil-CoA, la oxidación completa de una molécula de ácidoesteárico produce 146 ATPs.