METABOLISMO: Conjunto de reacciones q tienen lugar en las c, mediante las cuales estas obtienen energía y la utilizan p/ sus concentraciones ionicas y regenerar continuamente las moléculas y las estructuras q se degradan.*.*P/ medir el metabolismo si una reacción química se produce de forma espontanea, se utiliza una magnitud termodinámica termodinámica denominada energía libre. En las reacciones químicas q se producen espontáneamente, los sustratos o reactivos siempre contienen + energía libre q los productos *****RE-DOX: La transferencia de energía en las c llevan eparejadas una transferencia o flujo de e- de una molécula a otra. Estas son las reacciones redox.
****Oxidación: Se produce cuando una molécula pierde e-. Esta sustancia queda oxidad y se denomina dador de electrones o agente reductor. ****Reducción: X el contrario, es la ganacia de e-. La molécula q los acpta se reduce y se denomina aceptor de e- o agente oxidante. Los 2 procesos están acoplados, ya q siempre q se oxida un molécula (pierde e-), hay otra q se reduce (gana e-) *****TRANSFERENCIA DE Energía EN LOS PROCESOS REDOX: Cada par redox cuenta con un potencial de oxidación-reducción estándar q mide la tendencia a ceder e-, es decir, a oxidarse. Los e- viajan de forma espontanea desde las parejas con un potencial negativo, en las q se encuentran en un edo energético superior, a las parejas con potencial positivo, en las q el edo energético es inferior. En estas condiciones, se produce liberación de energía libre. Para q los e- fluyan de potenciales + a -, se requiere un aporte de energía.-.- La transferencia de energía, la transferencia de e- desde los procesos de oxidación a los biosinteticos, se produce a través de intermediarios trasnportadores (el NAD+ y el NADP+)*****Comparación CATABOLISMO-ANABOLISMO: C: En la fase degradativa del metabolismo, en las q las moléculas orgánicas complejas y reducidas, como los hidratos de carbono, los lípidos y las proteínas, son degradativas a compuestos finales +sencillos y oxidados.*.*.* A: Es la fase constructora o biosíntesis del metanbolismo en la q las moléculas sencillas y oxidadas son utilizadas/ construir moléculas complejas y reducidas. ***PROCESOS Q CARACTERIZAN AL CATABOLISMO Y ANABOLISMO: C: Son procesos exergonicos q liberan energía libre, q en su mayor parte es utilizada p/ sintetizar moléculas de ATP a partir de ADP + Pi **A: Son procesos endergonicos, x lo q necesitan la incirporacion de enrgia libre q procede de la hidroliss del ATP a ADP +Pi. **C: Implican oxidación de moléculas orgánicas q liberan e- y átomos de H ricos en energía, q se conservan en moléculas transportadoras de e-, como el NADP +, q se reduce en NADPH. **A: Implican la reducción de distintas moléculas a partir de los e- y de los p+ cedidos x los transpotadores q han sido previamente reducidos (NADPH) **C: Son rutas convergentes en las q, a partir de un gran n de compuestos iniciales, se forman solamente unos pocos productos finales **A: Son rutas divergentes, en las q se forma una gran variedad de productos finales a partir de unos pocos precursores *****TRANSPORTADORES D e- Y D GRUPOS: ****COENZIMAS TRANSPORTADORES D e-: Los principales son los nucleostidos de nicotilamida (NAD+ y NADP+) y los flavia (FAD + y FMN) *****TRANSPORTADORES D Energía (ATP): Participan además del ATP otros nucleótidos trifosfats análogos a el, como la guanosina trifosfato (GTP) la uridina trifosfato (UTP) y la citidina trifosfato (CTP), los procesos de hidrólisis y síntesis de ATP (denominados ciclo de intercambio energético ATP-ADP) ****USO D LA Energía LIBERADA EN LA HIDRÓLISIS D ATP: Cuando el ATP se hidroliza hasta adenosina difosfato (ADP) y ácido fosfórico (AMP) y pirofosfato (PPi), se desprende una gran cantidad de energía q puede ser utilizada p/: ***Síntesis D BIOMOLECULAS: A partir de precursores + pequenos. **TRABAJO Mecánico: Como la contracción muscular **TRANSPORTE ACTIVO de sustancias a través de la membrana. **Creación D POTENCIALES D MEMBRANA: Como en la conducción y la transmisión dl impulso nervioso. **Producción D CALOR Y D OTRAS FORMAS D Energía radiante como la bioluminiscencia. *****PROCESOS CATABOLICOS: LAS C Y LOS ACEPTORES D e-: En función dl aceptor final de e- utilizado, las c se clasifican en: ****AEROBIAS: Son la mayoría d las c, Utilizan el O molecular como aceptor final d e- ****ANAEROBIAS: Las c q viven en ausencia de O. Utilizan un molécula como aceptor final de e-. Son anaerobias algunos microorganismos, como las bacterias q viven en suelos profundos o en los fondos oceánicos. ****FACULTATIVAS: Son c de la mayoría de los organismo superiores q utilizan el O como aceptor final (proceso aerobio), pero q cuano este escasea, oxidan las moléculas orgánicas x vía aerobia. *****GLUCOSAS: PRINCIPAL COMBUSTIBLE: La glucosa es el combustible celular + utilizado x los seres vivos. La procedencia d la glucosa utilizada en el catabolismo es muy variada: ****Los organismos heterótrofos la incorporan del entorno con los nutrientes de los alimentos. ****Los organismos autótrofos la sintetizan en la fosfosintesis a partir de la materia inorganixa ****Pueden obtenerse x transformación de otras moléculas orgánicas (gluconeogenesis) ****Puede obtenerse d la hidrólisis del glucógeno o del almidón almacenados como reserva, a través de una ruta metabólica (glucogenolisis) ****GLUCOGENOLISIS: ***1.- El enzima glucógeno fosforilasa cataliza la rotura de los enlaces O-glucosidicos a(1->4) del extremo no reductor del glucógeno, x instroduccion de un fosfato inorgánico. ***2.- Así se van obteniendo moléculas de glucosa-1-fosfato. ***3.- Intervienen el enzima a(1->6) glucosidasa, q transfiere 3 glucosasa a un extremo no reductor próximo e hidroliza la ramificación (1->6) de glucógeno oara q la fosforilasa continúe actuando ***4.- Como resultado de todo el proceso se obtienen moléculas de glucosa 1-fosfato. *****Oxidación D GLUCOSA: La oxidación de la molécula de glucosa no se produce directamente-ya q en tal caso, la energía de la molécula se libera de forma súbita y crearía unas condiciones q desorganizarían la estructura celular- sino a través de una serie de reacciones en las q se desprende de forma paulatina en pequeñas dosis y va siendo almacenada en moléculas de ATP. El proceso se puede resumir en 2 fases: ****1 FASE: En la mayoría de los seres vivos la glucosa se oxida en una ruta metabólica (glucólisis), q rinde energía libre en forma de ATP y 2 moléculas de ac.
piruvico y se forma NADH + H^+. ****2 FASE: El ac.Piruvico se oxida. Se puede oxidar de 2 formas: ***En condiciones anaerobias, mediante algún tipo de fermentación: estos procesos, el ac.Piruvico se convierte en otras moléculas orgánicas sencillas y el aceptor de electrones es una molécula orgánica. ***En condiciones aerobias, se produce respiración celular: el ac.Piruvico es completamente oxidado a CO2 y H2O, actuando el O2 como aceptor final de electrones. *****Glucólisis: Es el proceso x el q una molécula de glucosa se degrada a dos de ac.Piruvico, líberándose en la degradación una pequeña parte de energía q contiene y q se conserva en 2 moléculas de ATP y en 2 de NADH + H^+. ****Características Glucólisis: En un proceso catabólico y anaerobio q sucede prácticamente en todas las c y se licaliza en el citoplasma celular. En una ruta universal y se cree q es una de las rutas + antiguas, es decir, q pudo quedarse en la atmósfera primitiva q era un ambiente anaerobio. ****BALANCE Glucólisis: X cada moléculas de glucosa se obtienen: 2 moléculas de ac.Piruvico; 2 moléculas de ATP (se producen 4 en la fase de 3C, pero se gastan 2 en la preparatotia); 2 moléculas de NADH..Si la glucosa procede de la glucogenolisis y x tanto, es una glucosa -6-fosfato, la glucolisisi rinde un ATP mas, debido a q no es necesario fosforilar la glucosa p/ su incorporación a la ruta. *****Respiración CELULAR: Es el proceso x el q una molécula de glucosa se oxida totalmente hasta CO2 y H2O con intervención de O2. Esta ruta catabólica se localiza en las mitocondrias de las c. Eucariotas o en el citoplasma y la membrana plasmática de las proteínas. El Piruvato obtenico en la glucólisis es degradado en 3 etapa: **** 1 DESCARBOXILACION OXIDATIVA DL AC.PIRUVICO: El piruvato procedente de la glucólisis ingresa en la matriz mitocondrial donde sufre una descarboxilacion, liberando una molécula de CO2, a la vez q es oxidado x NAD + q se reduce a NADH. Como resultado se forma un grupo acetilo (CH3-CO) q es activado x el CoA y produce acetilCoA..Como enla glucólisis se producen 2 moléculas de ac.Piruvico x molécula de glucosa, el balance de esta fase es: 2cetilCoA, 2 NADH + 2H+ y 2CO2. ****2 CICLO KREBS: Es una ruta metabólica q se localiza en la matriz mitocondrial, en la q se produce la oxidación total del AcetilCoA a las moléculas de CO2 y H+. Su ecuación es: AcetilCoA + ADP +Pi +3 NAD^+ + 3NAD + FAD -> 2CO2 + CoA-SH + ATP + 3NADH + 3 H^+ + FADH2. El ATP corresponde a la transformación de un GTP obtenido en el ciclo. ***BALANCE KREBS: En el ciclo de Krebs se produce muy poca energía en forma de moléculas de ATP (únicamente 2 moléculas d ATP). La energía queda contenida en los electrones y H+ de los coenzimas reducidos (NADH y FADH) q en la siguiente etapa viajara hasta el O a través de la cadena respiratoria, donde se generara la mayor parte de la energía de la respiración celular. Sin embargo, el esqueleto carbonado de la glucosa q ingreso en el ciclo en forma de grupos acetilo, se ha degradado totalmente a CO2 y el oenzima A ha sido recuperado, con lo q se evita q el ciclo se detenga. **** 3 TRASPORTE DE ELECTRONES Y LA FOSFORILACION OXIDATIVA: Los electrones de alta energía de las moléculas de NADH + H+ y de FADH 2 son tranportados x una cadena de transporte electrónico hasta el O2, q se reduce a H2O.*,*La cadena de transporte electrónico esta constituido x 4 complejos, q son agrupaciones de proteínas transportadas y coenzimas.*.*Los e fluyen x la cadena mediante reacciones de oxidaxion-reducción, pasando de los compuestos en los q se encuentran en un nivel energético superior a aquellos en los q se encuentran en un nivel de energía menor. Hasta q los e llegan al O2.*.*Según la hipótesis quimiosmotica la energía liberada x los electrones en su viaje desde el NADH o el FADH2 hasta el O es utilizada x algunos de los componentes de la cadena respiratoria p/ traslocar H+ desde la matriz hasta el espacio intermembrana, lo q genera un gradiente electroquímico en la membrana mitocondrial interna. *,*El gradiente electroquímico hace q los protones tiendan a volver de nuevo a la matriz a favor de gradiente; pero, debido a la impermeabilidad de la membrana mitocondrial interna a los H+, su retorno hacia la matriz solo puede hacerse a través de la ATP sintetasa. La energía liberada x el flujo de H+ en la ATP sintetasa es aprovechada x esta p/ fosforilar ADP y generar moléculas de ATP. *****Fermentación: Es el proceso metabólico q tiene lugar en el hialoplasma, mediante el cual las c obtienen energía en condiciones anaerobias, x oxidación parcial de la glucosa y de otros combustibles orgánicos. Generalmente los sustratos de fermentación son glúcidos aunq las bacterias descomponedoras o de putrefacción fermentan también proteínas y aminoácidos. ****Características FERMENTACIONES: ***El aceptor final d electrones no es el O sino una molécula orgánica q se reduce y origina un producto final. ***La degradación de la glucosa no es completa y el producto final es otra molécula orgánica, aunq + oxidada, q conserva la mayor parte de la energía d la glucosa. ***El rendimiento energético en de 2 moléculas de ATP x moléculas de glucosa q son las obténías en la glucólisis ya q las moléculas de NADH son consumidas p/ reducir el piruvato o el acetaldehído. Este proceso constituye una vía q permite regenerar el NAD+ del citoplasma de forma q la glucólisis no se detenga. ****Fermentación Láctica: El ácido piruvico, en condiciones anaerobias, se concierte en ac. Láctico. En ausencia de O, el ácido piruvico acepta los electrones del NADH + H+ producido en la glucólisis y se reduce a ácido láctico, es una reacción catalizada x el enzima lactato deshidrogenasa. Glucosa + 2ADP + Pi -> 2 ac láctico + 2 ATP. ***C Q REALIZAN LA FERMENTACIONLACTICA: La fermentación láctica la realizan muchos microorganismos, como las bacterias ácido-lácticas, sobre todo las de los géneros lactobacillus y streptococcus, q provocan el agriado de la leche y son las responsables de la obtención industrial de sus derivados: quesos, yogurts, etc. ***La fermentación láctica se produce también en las c dl musculo esuqletico durante ejercicios cortos e intensos en los q el aporte de O es insuficiente p/ producir la oxidación de la glucosa x vía aerobia (el ac. Láctico q se acumula en los músculos produce las agujetas ). Posteriormente en el periodo de recuperación, el ac. Láctico es retirado del musculo y transformado nuevamente en glucosa x medio de la glucogeneogenesis. ****Fermentación Alcohólica: El ac. Piruvico en condiciones anaeróbicas se convierte en etanol (alcohol etílico).*.El piruvato sufre una descarboxilacion y pierde una molécula de CO2. Se transforma en acetaldehído.*.*El acetaldehído es reducido a etanol x el NADH + H+ obtenido en la glucólisis: Glucosa + 2 ADP + 2 Pi -> Etanol + 2 CO3 + 2 ATP. ****C Q REALIZAN LA Fermentación Alcohólica: La realizan las levaduras del genero Saccharomyces, q dependiendo de las condiciones de fermentación originan gran variedad de bebidas alcohólicas: cerveza, vino, etc. También es la fermentación utilizada en la elaboración del pan. En este caso el CO2 y el alcohol se elimina en el proceso de cocción.