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UNIDADES 16-18
METABOLISMO
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.
CATABOLISMODEFINICIÓN
DEGRADACIÓN DE MOLÉCULAS
CATABOLISMODEFINICIÓN
DEGRADACIÓN DE MOLÉCULAS
+
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CATABOLISMOOXIDACIÓN DE COMPUESTOS
CATABOLISMOOXIDACIÓN DE COMPUESTOS
- 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
CATABOLISMOCATABOLISMO DE BIOMOLÉCULAS
• Glúcidos
• Lípidos
• Proteínas
• Ácidos nucleicos
CATABOLISMOCATABOLISMO DE BIOMOLÉCULAS
• Glúcidos
• Lípidos
• Proteínas
• Ácidos nucleicos
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS
Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:
• Glucólisis - Citoplasma
• Respiración celular aerobia – Mitocondria
• Fermentación – Citoplasma
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS
Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:
• Glucólisis - Citoplasma
• Respiración celular aerobia – Mitocondria
• Fermentación – Citoplasma
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
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
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS
Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:
• Glucólisis - Citoplasma
• Respiración celular aerobia – Mitocondria
• Fermentación – Citoplasma
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
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA
Ciclo de Krebs
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA
Ciclo de Krebs
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
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA
BALANCE ENERGÉTICO
EUCARIOTAS
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA
BALANCE ENERGÉTICO
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA
BALANCE ENERGÉTICO - EUCARIOTAS
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS
Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:
• Glucólisis - Citoplasma
• Respiración celular aerobia – Mitocondria
• Fermentación – Citoplasma
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.
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIÓN
CONCEPTOS CLAVE
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIÓN
TIPOS
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIÓN
Fermentación láctica
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIONES
BALANCE ENERGÉTICO
ANAEROBICO
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIONES
BALANCE ENERGÉTICO
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS
CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIONES
BALANCE ENERGÉTICO
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
CATABOLISMOCATABOLISMO DE BIOMOLÉCULAS
• Glúcidos
• Lípidos
• Proteínas
• Ácidos nucleicos
CATABOLISMOCATABOLISMO DE LÍPIDOS
Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:
• Digestión química: hidrólisis intestinal
• Degradación de la glicerina
• β-oxidación de ácidos grasos
CATABOLISMOCATABOLISMO DE LÍPIDOS
Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:
• Digestión química: hidrólisis intestinal
• Degradación de la glicerina
• β-oxidación de ácidos grasos
CATABOLISMOLIPASAS
CATABOLISMO DE LÍPIDOS – HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA
CATABOLISMOLIPASAS
CATABOLISMO DE LÍPIDOS – HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA
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).
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
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.