METABOLISMO

GENERALIDADES

BLOQUE II. ¿CÓMO SON Y CÓMO FUNCIONAN LAS CÉLULAS? ORGANIZACIÓN YFISIOLOGÍACELULAR

I.PRINCIPALES TEMAS DEL CURRICULUM Organización y fisiología celular

5. Célula eucariótica. Función de nutrición. 5.5. Metabolismo.

5.5.1. Concepto de metabolismo, catabolismo y anabolismo. 5.5.2. Aspectos generales del metabolismo: reacciones de oxidorreducción y ATP. 5.5.3. Estrategias de obtención de energía: energía química y energía solar.

II.ORIENTACIONES

14. Explicar el concepto de metabolismo, catabolismo y anabolismo. Diferenciar entrecatabolismo y anabolismo. Realizar un esquema de las fases de ambos procesos.15. Reconocer y analizar las principales características de las reacciones quedeterminan el catabolismo y el anabolismo.16. Describir las distintas rutas metabólicas de forma global, analizando en quéconsisten, dónde transcurren y cuál es su balance energético.17. Destacar el papel de las reacciones de óxido-reducción como mecanismo generalde transferencia de energía.18. Destacar el papel del ATP como vehículo en la transferencia de energía.19. Resaltar la existencia de diversas opciones metabólicas para obtener energía.

Reacciones intermedias, ni rinden ni consumen energía

ATP: MONEDA DE CAMBIO ENERGÉTICO

El ATP impulsa tres tipos de trabajo en la célula, trabajoquímico, de transporte y mecánico.

ü El trabajo químico se refiere a suministrar energía deactivación en las reacciones e impulsar reaccionesendergónicas.

ü El trabajo de transporte mueve moléculas a través de lasmembranas.

ü El trabajo mecánico implica el movimiento de la célula o departes de la misma (ej., célula muscular).

ATP: MONEDA DE CAMBIO ENERGÉTICO

HAY PROCESOS CATABÓLICOS Y ANABÓLICOS

En su conjunto, las reacciones metabólicas se pueden dividiren dos tipos principales: el catabolismo para producir energía y elanabolismo para formar materia propia.El catabolismo comprende reacciones que sirven para:

Ø descomponer o degradar sustancias,Ø y como al hacerlo se rompen enlaces, se libera energía;Ø por tanto todas las reacciones catabólicas implican una

ganancia de ATP y suelen ser exergónicas.Ø En definitiva, se transforman sustancias más complejas en

otras más sencillas.El anabolismo es un conjunto de reacciones que sirven para:

q sintetizar sustancias,q y como al hacerlo se forman enlaces, se necesita energía;q por tanto todas las reacciones anabólicas implican un

gasto de ATP y suelen ser endergónicas.q En definitiva, se transforman sustancias sencillas en otras

más complejas.

HAY PROCESOS CATABÓLICOS Y ANABÓLICOS

En general las reacciones catabólicas son convergentes,porque a partir de diferentes compuestos iniciales se formansiempre los mismos productos finales, que son moléculassencillas, como CO2, H2O, NH3, desprovistas de energía.

Por su parte, las reacciones anabólicas siguen caminosdivergentes, porque se forman una gran variedad de productosfinales a partir de pocos precursores iniciales.

LA CÉLULA INTERCAMBIA MATERIA Y ENERGÍA

Todos los seres vivos necesitan materia y energía para vivir.La función de nutrición celular tiene como objeto incorporarmateria para crecer o renovarse y energía a la célula necesariapara realizar cualquier actividad.

La materia y energía los seres vivos la pueden incorporar:

v por separado como en la fotosíntesis donde el CO2, salesminerales y el H2O aportan la materia y la luz solar aporta laenergía;

v o la pueden incorporar al mismo tiempo, como al incorporarglucosa que es un nutriente que tiene materia (átomos de C, Hy O) y energía almacenada en sus enlaces químicos, que seráliberada al oxidarla (quitarle los H).

En función de la fuente de energía y de la fuente de carbono utilizadas(el carbono es el principal elemento que constituye las moléculas orgánicas),se distinguen los siguientes tipos de células:

1. Según la fuente de energía, las células son:Ø Fotótrofas: son las que captan la energía lumínica del sol y la

transforman en energía química.

Ø Quimiótrofas: son las que utilizan energía química, bien dereacciones de oxidación-reducción entre compuestos inorgánicos,como en las bacterias quimiosintéticas, o de la oxidación demoléculas orgánicas que provienen de otros organismos, como lohace la gran mayoría de seres vivos.

2. Según la fuente de carbono, las células son:v Autótrofas: son las que utilizan como fuente de carbono un

compuesto inorgánico, el CO2, que captan de la atmósfera y con elque construyen moléculas orgánicas.

v Heterótrofas: son las que utilizan moléculas orgánicas yaelaboradas por otras células.

LA CÉLULA INTERCAMBIA MATERIA Y ENERGÍA

Combinando los dos, los organismos se clasifican según su metabolismo en:

ü Fotoautótrofos o fotolitótrofos: utilizan el CO2 como fuente de C y laluz como fuente de energía, para realizar la fotosíntesis, almacenandola energía en forma de biomoléculas orgánicas. Ej.: las plantas, lasalgas y las cianobacterias.

ü Fotoheterótrofos o fotoorganótrofos: utilizan como fuente de Cbiomoléculas orgánicas y como fuente de energía la luz. Son unpequeño grupo de bacterias, (las bacterias purpúreas no sulfurosas).

ü Quimioheterótrofos o quimioorganótrofos: utilizan como fuente de Clas biomoléculas orgánicas y como fuente de energía la obtenida porrespiración celular o fermentación de esa materia orgánica. Ej.: losanimales, los hongos, los protozoos, y muchas bacterias.

ü Quimioautótrofos o quimiolitótrofos: utilizan como fuente de C elCO2 y como fuente de energía la obtenida de reacciones redox entrecompuestos inorgánicos. Realizan la quimiosíntesis. Son un pequeñogrupo de bacterias, las bacterias nitrificantes y las bacterias incolorasdel azufre.

CLASIFICACIÓN DE LOS ORGANISMOS SEGÚN SU METABOLISMO

CLASIFICACIÓN DE LOS ORGANISMOS SEGÚN SU METABOLISMO

TIPOS DE RUTAS METABÓLICAS

LAS REACCIONES REDOX PRODUCEN ENERGÍA

PROCESOS REDOX Y COENZIMAS IMPLICADOS

En las reacciones redox que ocurren en la célula intervienen, por un ladoglúcidos y lípidos que se van oxidando progresivamente, y son dadores dee- y H+. Por otro los coenzimas NAD+, NADP+ y FAD actúan comosustancias receptoras de estos e- y H+, reduciéndose y transformándose enNADH, FADH2, y NADPH. Estos coenzimas van a transportar los e- y H+ alos lugares donde se fabrica el ATP.

Compuesto A reducido

Compuesto A oxidado

Compuesto B reducido

Compuesto B oxidado

Coenzima reducido

Coenzima oxidado

PAPEL DE LOS COENZIMAS EN EL METABOLISMO

coenzimas

REACCIONES DEL CATABOLISMO DE LA GLUCOSA