Metabolismo

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Metabolismo

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Son el conjunto de reacciones bioquímicas que se dan en la célula con el fin de obtener las biomoléculas y la energía necesarias para los procesos vitales. Las reacciones metabólicas forman rutas metabólicas ramificada, con intermediarios metabólicos y productos finales: AB C D E  F G

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Las reacciones metabólicas están reguladas mediante enzimas: proteínas que, en cantidades pequeñas, sin intervenir en la reacción, facilitan la reacción que, de otro modo, no se daría a las temperaturas del cuerpo. Los productos obtenidos se ajustan a las necesidades del organismo

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© José Luis Sánchez Guillén

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© José Luis Sánchez Guillén

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METABOLISMOS METABOLISMO Conjunto de reacciones químicas que ocurren en la célula.

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Las formas de energía de la célula Energía química: ATP y otras (glucógeno, creatina, grasas) Potencial de reducción: moléculas que tienen la capacidad de dar electrones a otras (oxidadas) que lo reciben Potencial electroquímico: diferencias de pH, de [osmótica] y de cargas, separando iones a ambos lados de una membrana.

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El ATP en el metabolismo El ATP actúa como “moneda energética” en las reacciones metabólicas: Cuando se rompe, libera energía que es utilizada en las reacciones anabólicas (endergónicas) Cuando se produce, capta energía procedente de las reacciones catabólicas (exergónicas) catabolismo anabolismo ADP + Pi ATP +H2O Alta energía Baja energía

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Las formas de energía de la célula Pulsa en la imagen para ver una animación

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Síntesis de ATP por fosforilación a nivel de sustrato. Fosforilación asociada a un gradiente quimiosmótico. La energía liberada por transporte electrónico se utiliza para generar un gradiente de protones que se utiliza para fosforilar el ADP

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Las coenzimas transportadoras de H en el metabolismo (NAD/FAD) Siendo la mayor parte de las reacciones metabólicas procesos de oxidación-reducción, se liberan o captan electrones/hidrógenos. Las coenzimas transportadoras de H movilizan estos electrones CATABOLISMO ANABOLISMO NAD+/FAD NADH + H+/FADH2 reducido reducido oxidado oxidado

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Catabolismo

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Anabolismo El ciclo de Krebs es una ruta anfibólica

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Ambos

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Procesos catabólicos Energía: ATP, poder reductor DH2 + A D + AH2 RESPIRACIÓN AEROBIA El Aceptor final de electrones es el oxígeno Los productos finales son el CO2 y el H2O Extracción y obtención máxima de energía RESPIRACIÓN ANAEROBIA El Aceptor final de electrones es un compuesto inorgánico distinto del oxígeno: NO3-  NO3- SO42-  S2- CO2  CH4 H+  H2 Extracción y obtención máxima de energía Ejemplo: bacterias desnitrificantes FERMENTACIÓN El Aceptor final de electrones es un compuesto orgánico Proceso antiguo Oxidación incompleta Extracción y obtención pequeña de energía

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CATABOLISMO DE GLÚCIDOS.

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GLUCOLISIS Ruta antigua, anaerobia, universal. Citoplasmática. Síntesis de ATP (2) por fosforilación a nivel de sustrato. Activación. Etapa de fosforilación que requiere aporte energético. Etapa de oxidación que rinde ATP y poder reductor. Etapa de restitución del ATP consumido en la fase de oxidación.

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Formación Acetil-CoA. El Piruvato es transportado al interior de mitocondria y la piruvato deshidrogenasa lo descarboxila y oxida y une a la CoA.

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Ciclo de Krebs. Matriz mitocondrial. Ruta anfibólica se incorporan sustancias de diferentes rutas catabólicas para su degradación y varios de sus intermediarios son el punto de inicio de rutas anabólicas.

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Ciclo de Krebs © José Luis Sánchez Guillén

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Se obtienen coenzimas reducidas 3 (NADH) 1 FADH, energía GTP.

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Fosforilación oxidativa. En la membrana interna de las crestas mitocondriales. Las coenzimas NADH y FADH ceden sus electrones a moléculas transportadoras de electrones de la membrana interna mitocondrial estas ceden los electrones a favor de gradientes de potenciales de oxidorreducción hasta el aceptor final. A lo largo de este transporte se libera energía que sirve para bombear protones al espacio intermembranal generando un gradiente electroquímico de protones, potencial quimiosmótico que se utiliza para sintetizar ATP.

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4 complejos aceptores de electrones: NADH deshidrogenasa. (El NADH citoplasmático no puede pasar directamente y debe utilizar lanzaderas para introducirse en la matriz. Glicerol fosfato (FAD) y malato-aspartato (NADH). Bombeo de protones. Ubiqinona o coenzima Q. Aceptan electrones de FADH. No Transfieren protones. Complejo citocromo b-c. Transfieren protones. Citocromo oxidasa (a –a3). Los cede al oxígeno. Transfiere protones. Las ATPasas son proteínas transmembranales que utilizan la fuerza protón motriz para sintetizar ATP, disipan el gradiente y con esa energía fosforilan el ADP.

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FERMENTACIÓN Oxidación incompleta. Mecanismo primitivo en condiciones anaerobias. Menor rendimiento energético. Fosforilación sólo a nivel de sustrato. Glucólisis seguida de proceso de reducción del piruvato para regenerar el NAD.

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Fermentaciones © José Luis Sánchez Guillén

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Fermentaciones © José Luis Sánchez Guillén

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Fermentaciones © José Luis Sánchez Guillén

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Fermentaciones © José Luis Sánchez Guillén Lactobacillus y lactococcus (queso yogur)

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Fermentaciones © José Luis Sánchez Guillén

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Fermentación vs Respiración

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Fotosíntesis © José Luis Sánchez Guillén

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Fase luminosa

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Fase luminosa

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Fase oscura: Ciclo de Calvin

Tags: metabolismo bachillerato

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