La energía celular se almacena principalmente en la molécula ATP. El ATP transfiere grupos fosfato para suministrar energía a reacciones químicas como la síntesis de macromoléculas. Las células también usan cofactores redox como NAD+, FAD y citocromos para transferir electrones y almacenar energía de reacciones redox, las cuales luego se usa para formar más ATP.
2. USO DE LA ENERGÍA A NIVEL CELULAR
La energía es necesaria para todas las
funciones vitales de los organismos.
En las células ocurren diferentes reacciones
bioquímicas que involucran energía.
Reacciones exotérmicas o exergónicas.
Reacciones endotérmicas o endergónicas.
3.
4. Energía celular y ATP
Las células acostumbran a guardar la energía
necesaria para sus reacciones en ciertas
moléculas, la principal es el: ATP, trifosfato
de adenosina.
Las células lo usan para capturar, transferir y
almacenar energía libre necesaria para
realizar el trabajo químico.
Funciona como una moneda energética.
5. La función del ATP es suministrar energía
hidrolizándose a ADP y Pi.
Esta energía puede usarse para:
Obtener energía química: por ejemplo para la
síntesis de macromolécula como carbohidratos,
lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, entre otras.
Transporte a través de las membranas
Trabajo mecánico, como la contracción muscular,
movimiento de cilios y flagelos, movimiento de los
cromosomas, entre otros.
6.
7. Cofactores REDOX
Cuando los grupos fosfatos se transfieren al
ADP para formar ATP, se está almacenando
energía.
Otra forma es transferir electrones (e-), las
reacciones se denominan de oxidorreducción
o reacciones redox.
Reducción, es la ganancia de uno o más
e- por un átomo, ión o molécula.
Oxidación, es la pérdida de uno o más e-
.
8. Hay que tener en cuanta que una molécula se
oxida o se reduce no solamente cuando
intercambia e-, sino también cuando
intercambia átomos de Hidrógeno (no iones
H), ya que involucra transferencia de
electrones: H = H+ + e- .
Por ello una oxidación siempre ocurre
simultáneamente con una reducción.
Cuando un material se oxida, los e-
perdidos se transfieren a otro material,
reduciéndolo.
9. Parte de la energía presente en el agente
reductor (cuando dona e-), se asocia con el
producto reducido, por lo que las reacciones
redox son otra forma de transferencia de
energía.
Durante las principales reacciones redox del
catabolismo de la glucosa intervienen dos
moléculas intermediarias: NAD y FAD.
Se denominan cofactores Redox:
alternativamente se reducen y luego se
oxidan.
10. La coenzima NAD+ fue descubierta por los
bioquímicos británicos Arthur Harden y William
Youndin en 1906.
NAD+ en su forma oxidada y NADH +
H cuando está reducido.
La concentración de NAD+ en la célula es
pequeña; por lo tanto debe reciclarse
continuamente de la forma oxidada a la
reducida y viceversa.
NAD+ (oxi) + 2H+ + 2e- ----> NADH (red) + H+
NAD: nicotinamida adenina dinucleótido.
12. NADP
El NADP+ (nicotinamida adenina dinucleótido
fosfato) se utiliza en las reacciones
anabólicas, como la síntesis (producción) de
lípidos y ácidos nucleicos, que requieren
NADPH como agente reductor.
El NADPH es la forma reducida de NADP+.
13.
14. FAD
FAD: flavina adenina dinucleótido.
En bioquímica, la flavina adenina dinucleótido
es un cofactor redox que participa en varias
reacciones importantes en el metabolismo.
La molécula consiste en un resto de
riboflavina unido al grupo fosfato de una
molécula de ADP.
Transporta 2H, por lo que es FAD en su forma
oxidada y FADH2 cuando está reducido.
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16. Otros cofactores Redox
Ubiquinona (Coenzima Q10) -- transporta
2H.
La coenzima Q-10 (CoQ-10) es una sustancia
parecida a una vitamina que se encuentra presente
en todo el cuerpo, pero especialmente en el corazón,
hígado, riñones, y páncreas. La CoQ10 se utiliza para
oxigenar corazón y cerebro.
La deficiencia de CoQ10 afecta a órganos que
necesitan gran cantidad de energía como corazón,
cerebro, riñones e hígado.
17.
18. Grupo Hemo (en los citocromos) --
transporta un electrón.
El grupo hemo es un grupo prostético que
forma parte de diversas proteínas, entre las
que destaca la hemoglobina.
Consiste en un ion Fe2+
19.
20. El grupo hemo reducido (Fe(II)) de los
citocromos absorbe radiación
electromagnética en el rango visible, cuyo
espectro de absorción presenta tres máximos:
las bandas a , b y g (bandas de Soret).
