1. BASES DEL METBOLISMO PRIMARIO.pptx

7/23/2019 1. BASES DEL METBOLISMO PRIMARIO.pptx

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BASES DEL METBOLISMO

PRIMARIO

Bioquimica



¿QUÉ ES EL METABOLISMO?•El conjunto de todas las

transforac!ones "u#!cas "ue se$roducen en una c%lula u or&an!so' •(!entos de reacc!ones or&an!)adas en*rutas eta+,l!cas-

¿QUÉ ES U.A RUTAMETAB/LI(A? •Una ser!e de reacc!ones catal!)adasen)!0t!caente' •En una ruta1 un $recursor se con2!erte

en un $roducto a tra2%s de una ser!e de



Los ingenieros debemos ver lacélula como un micro-reactor.

METABOLISMO3 Conjunto ordenado de reaccionesquímicas que permiten a la célula

obtener energía y poder reductor,así como sintetiarmacromoléculas.

METABOLISMO MICROBIANO



METABOLISMO.

•!l eta+ol!so "del griego metabolé, #cambio$% esel conjunto de reacciones bioquímicas y procesos&ísico-químicos que ocurren en una célula o en unorganismo.

• !stos procesos interrelacionados entre si, son labase de la vida a escala molecular, y permiten lasdiversas actividades de las células' crecer,reproducirse, mantener sus estructuras, responder aestímulos, etc.



4U.(IO.ES

• Las &unciones del metabolismo son' – (btener energía química.

– Conversi)n de los principios nutritivos e*)genosen precursores moleculares. – !nsamblaje de los precursores para &ormar'

proteínas, ac. +ucleicos, etc.

– ormaci)n y degradaci)n de biomoleculas. – esponder a estímulos e*ternos.



ipos de metabolismo

• M' $r!ar!o' implica producir la energía,y nuevas moléculas que necesita para susacciones vitales de supervivencia y

reproducci)n.• M' secundar!o' La &ormaci)n deproductos es consecuencia de una serie dereacciones internas que la célula realia

como respuesta a condiciones adversas.



B/0!0 1!L 2!/B(L302( 432/3(

• Los ingenieros debemos ver la célula como unmicro-reactor que opera en condiciones depresion, temperatura y volumen escencialmenteconstantes.

• 4ero, la célula es muc5o m6s que un simple

reactor. 7enera su propia energía y al mismotiempo se reproduce.• oda célula viva debe realiar entre otras las

siguientes &unciones' – /similaci)n de nutrientes y e*creci)n de los productos

metab)licos. – 1esdoblamiento de moléculas grandes y síntesis de los

componentes celulares "proteínas, lípidos, nucle)tidos%. – 2ovimientos, contracciones y otras &unciones &ísicas

propias de cada tipo de célula. – eproducci)n.



eproduccion celular



Metabolismo microbiano

nutrientes

Anabolismo(biosíntesis)

Componentescelulares

Fuente e ener!íaLu"Compuestos or!#nicosCompuestos inor!#nicos

Catabolismo(e!raaci$n)

%rouctos eesec&o

E EMo'imiento

Transporte e solutos



4ases del eta+ol!so$r!ar!o

• /+/B(L302( ' ormaci)n o síntesis de compuestos químicos

"Biosíntesis%!+!78/ 9 moléc. 4eque:as moléc.

complejas

• C//B(L302( ' 1egradaci)n o descomposici)n de compuestos

Combustibles C(; 9 <;( 9 !+!78/ "< de C, grasas%

Las rutas catabolicas generan la energia quenecesita la celula para las rutas anabolicas.



Pr!nc!$!os de +!oener&%t!ca• Bioenergética o

termodin6micabioquímica• 4rocesos

enderg)nicos

• 4rocesose*erg)nicos• La trans&erencia de

energia sucede a

través de dosmecanismos'moleculasatransportadoras"/4% o trasnporte

de electrones



/cople catabolismo-anabolismo

• !l /4 es unamolecula queinterviene en latrans&erencia de

energía deprocesose*ergonicos a losendergonicos

• ambien son

importantes lasmoleculastransportadoras depoder reductor.+/1<, /1<.



Catabolismo y anabolismo

• !l catabolismo es la &ase degradativa, en esta &ase las

moleculas nutritivas complejas "glucidos, lipidos yproteinas%, se degradan para producir moléculas massencillas como acido lactico, acido acetico, etanol, etc.

• !sto sucede a través de numerosas reaccionesenimaticas que estan debidamente ordenadas "rutas

metabolicas%.• !stas reacciones suceden con liberacion de energía libre.• Las rutas anabolicas "biosintesis% se inician con

moléculas simples que son metabolitos de rutas

catabolicas. Luego se sintetian moléculas base )mon)meros "aminoacidos, glucidos, acidos grasos%, y apartir de ellos se &orman luego las macromléculas"proetienas, carbo5idratos, etc%



ener&#a6 $rocesos +!ol,&!cos consu!dores de ener&#a

NTRIENTES%ROCTORES

E ENER*+A CO,- .,O- N./

Catabolismo

A% 0 %i

AT%

TRABA7O

BIOL/8I(O(ontracc!,nuscular'Trans!s!,n !$ulsoner2!osos'

Trans$orteact!2o'B!os#ntes!s'

MACROMOL1CLAS

COM%LE2AS%RECRSORESSENCILLOS

anabolismo



Ciclo energético.

• Las moelculas organicas como glucosa, contienen

elevada energía potencial, debido a su elevadaorganiaci)n.

• Las rutas catabolicas producen degradacion poro*idaci)n. /si la glucosa se o*ida con o*igeno

para dar = moleculas de C(; y = de agua,incrementando su entropía y liberando la energíapotencial en &orma de energía química.

• La energía libre de los combustibles celulares se

conserva' sea como enlaces covalentes en grupos&os&ato en /4, o sea como poder reductor en+/1<.



!structura del /4



/cci)n del /4

• /4 9 <;(

/14 9 4i• /14 9 <;( /24 9 4i



4osfor!lac!on

• !s la adici)n de un grupo &os&ato a cualquier otra

molécula.• !n el metabolismo, la &os&orilaci)n es elmecanismo b6sico de transporte de energía desdelos lugares donde se produce 5asta los lugaresdonde se necesita.

• 2ecanismos de generacion de /4





(o$uestos r!cos en ener&#a

• 2oléculas capaces de almacenarenergía como energía potencial, endobles enlaces &os&ato.



Compuestos ricos en energía que intervienenen la &os&orilaci)n a nivel de sustrato

Compuesto Energía libre de hidrólisis ∆G0’ (kJ/mol)

Acetil CoA !"#$

%ropionil CoA !"#&

'utiril CoA !"#&

uccinil CoA !"#

Aceti*os*ato ++#,

'utiril*os*ato ++#,

-!bis*os*oglicerato "#.

Carbamil*os*ato !.#!

os*oenolpiruato "#&

Adenosina *os*osul*ato (A%) ,,

10*ormiltetrahidro*olato 2!#+

Energía de hidrólisis del A3% !#,



!nergia en /4•La energía sealmacena en los

enlaces entre losgrupos &os&ato.•<ay un nivel deentalpía a sobrepasarantes de liberar esta

energía. !sto e*plicapor qué la 5idr)lisisde los enlacespiro&os&ato no sucedetodo el tiempo. Lasenimas son capacesde reducir eseumbral de entalpíapara utiliar la

energía liberada.



Trans$orte de electrones

•

Muchos procesosquímicos celulares de gran

importancia: 3otosíntesis-respiraci$n celular , etc.

son procesos de

oxidación-reducción.

•Por ejemplo la glucosa se

oxida al perder electrones

en la respiración celular,

mientras que el oxígeno

los capta se reduce.

•El principal intermediario

es !"#$

Ciertas coen)!as act>antransportando estos electronesdesde las sustancias que seo*idan a las que se reducen' lostrans$ortadores de

electrones



Poder reductor3 .AD9

Sitio reacti'o

NICOTINAMIA AENINA INCLE4TIO

NA0 en su %orma oxidada

&aceptor de electromes'

NA. en su %orma reducida

&donador de electrones'

Es una coen(ima, %ormadapor dos nucleótidos unidos a

tra)*s de sus grupos

%os%atos.

+u %unción principal es la

trans%erencia de electrones.

ACARREAORES E ELECTRONES



ACARREAORES E ELECTRONES



Poder reductor3 4AD

• !l /1<; "lavín /denin 1inucle)tidoreducido% no es un verdaderonucléotido, ya que no contiene elresto de a>car pentosa sino ela>car-alco5ol llamado ribitol.

• /ct>a como grupo prostético de las

enimas de o*idaci)n-reducci)nconocidos como ?avoproteínas.• /1 9 ; <9 9 ; e- /1<;

Otros acarreaores e electrones



io%la)ina

la)ínmononucleótido

la)ina /soalloxa(ina





0itocromos: Metaloproteínas con grupos hemo que acarrean electrones

1res tipos de 0itocromos: a, b c , seg2n el tipo de hemo su %orma de

unión a la proteína

cyt cyt c



TRA.SPORTE DE .UTRIE.TES•0ucede a través de la

membrana celular.•Los lípidos restringen elpaso de sustanciassolubles en agua"polares%.

•!l agua es una e*cepci)npor tener un peque:ovolumen molecular.

•TIPOS DE TRA.SPORTE

•1i&usi)n pasiva•2ecanismos detransporte

–1i&usi)n &acilitada – ransporte activo'"cambio con&ormacional,translocaci)n de grupo



D!fus!,n $as!2a: Osos!s

• D!fus!,n dea&ua a travésde unamembrana

que permite el?ujo de agua,pero no el dela mayoría desolutos.

• La $res!,nos,t!ca'

( i b



(smosis y membranacelular



1i&usi)n &acilitada

•La di&usi)n &acilitada es

motoriada por la energíapotencial derivada de lasdi&erencias de concentraci)n.•La di&usi)n &acilitada utiliacanales "&ormados porproteínas de membrana% parapermitir que moléculascargadas "que de otra manerano podrían atravesar lamembrana% di&undanlibremente 5acia a&uera y

adentro de la célula. !stoscanales son usados sobre todopor iones peque:os tales como@9, +a9, Cl-.•La glucosa entra en la mayor

parte de las células pordi&usi)n &acilitada.



ransporte activo

equiere gasto deenergía paratransportar lamolécula de unlado al otro de

la membrana.(curre contra el

gradiente deconcentraci)n.

La célula utilia/4 como&uente deenergía.



Mecan!so de ca+!oconforac!onal



•0eg>n las &uentes de carbono y de energíapueden ser'•Por fuentes de car+ono'•/ut)tro&os. uente de C, es el C(;

•<eter)tro&os. 2oléculas carbonadas complejas•Por fuentes de ener&#a.

•ototro&os. uente de ! la lu•Auimiotro&os. uente de ! química.1escomposici)n de moléculas reducidas

4UE.TES DE MATERIA ; E.ER8IA



(o+!nac!ones

• Los quimiolitoaut)tro&os. (btienen energía de la o*idaci)n de

compuestos inorg6nicos y carbono de la jaci)n del C(;'Eje$los3 +acter!as n!tr!<cantes1 +acter!as o5!dantesdel a)ufre1 +acter!as o5!dantes del =!erro1etc'

• Los &otolitoaut)tro&os . (btienen energía de la lu y carbonode la jaci)n del C(;, usando compuestos inorg6nicos como

equivalentes reductores. Eje$los3 (6ano+acter!a >a&uacoo e"u!2alente reductor1 (=loro+!aceae1(=roat!caceae >sulfuro de =!dr,&eno'

• Los quimiolito5eter)tro&os. (btienen energía de la o*idaci)nde compuestos inorg6nicos, pero no pueden jar C(;. Ej$lo3al&unos .!tro+acter s$$'1 @ol!nella >con =!dr,&enocoo e"u!2alente reductor1 al&unas +acter!aso5!dantes del =!dr,&eno'

• Los &otoorganotr)&os. (btienen energía de la lu y el carbono

y los equivalentes reductores de compuestos org6nicos



(las!<cac!,n se&n la o+tenc!,n deener&#a 6 ater!a

Las rutas eta+,l!cas se desarrollan



Las rutas eta+,l!cas se desarrollanen lu&ares es$ec#<cos de las c%lulas

N5CLEO Replicaci$n el

NA6 Síntesis t!" m!".NCLEOLO6síntesis r!".

RET+CLO ENO%L7SMICO+íntesis de lípidos, transporte intracelular.

RIBOSOMASSíntesis e proteínas6

8OL8IMadurac!,n de &luco$rote#nas 6 otros

co$onentes de las e+ranas'

CITOSOL*luc$lisis- parte e !luconeo!8nesis9 pentosas 3os3ato9síntesis e #cios !rasos- síntesis e nucle$tios6

MITOCONRIAS O:iaci$n elpiru'ato6 Ciclo ;rebs6 Fos3orilaci$no:iati'a6O:iaci$n e #cios !rasos6Catabolismo e amino#cios6

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