• Guardar
Tema 7 metabolismo celular catabolismo
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Like this? Share it with your network

Share

Tema 7 metabolismo celular catabolismo

on

  • 28,539 reproducciones

 

Estadísticas

reproducciones

reproducciones totales
28,539
reproducciones en SlideShare
26,209
reproducciones incrustadas
2,330

Actions

Me gusta
13
Descargas
0
Comentarios
0

5 insertados 2,330

http://www3.gobiernodecanarias.org 2267
http://alfredayza.edu.gva.es 26
http://mundodearmoniaycolores.blogspot.com 26
http://mundodearmoniaycolores.blogspot.mx 8
http://mundodearmoniaycolores.blogspot.com.ar 3

Accesibilidad

Categorias

Detalles de carga

Uploaded via as Microsoft PowerPoint

Derechos de uso

© Todos los derechos reservados

Report content

Marcada como inapropiada Marcar como inapropiada
Marcar como inapropiada

Seleccione la razón para marcar esta presentación como inapropiada.

Cancelar
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    ¿Está seguro?
    Tu mensaje aparecerá aquí
    Processing...
Publicar comentario
Edite su comentario

Tema 7 metabolismo celular catabolismo Presentation Transcript

  • 1. METABOLISMO CELULAR CATABOLISMO TEMA 7
  • 2.
    • 22.- Nutrición celular. Concepto y tipos según sea la fuente de materia y energía que se utiliza.
    • 23.- Metabolismo: concepto, características y funciones.
    • 24.- El papel del ATP y los transportadores de electrones en el metabolismo.
    • Catabolismo: la respiración celular aeróbica y las fermentaciones.
    • Objetivo: Conocimiento de los productos finales y balances globales energéticos de la respiración aeróbica y fermentación de la glucosa y en general, de los procesos catabólicos (Krebs y β-oxidación).
    • 25.- Glucolisis: ubicación celular y descripción de las reacciones que permitan comprender el rendimiento de ATP y coenzimas reducidas.
    • Vías alternativas para el ácido pirúvico: acetilCoA (descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico) y fermentaciones.
    • 26.- Ciclo de Krebs: ubicación celular y descripción de las reacciones que permitan comprender la formación de ATP, de coenzimas reducidas y de CO2 (consultar relación de prácticas obligatorias, nº 5).
    • 27.- Transporte de electrones y fosforilación oxidativa: ubicación celular. Conexión entre las coenzimas reducidas y los transportadores de electrones. Teoría quimiosmótica, fosforilación oxidativa y formación de agua.
    • 28.- Catabolismo de lípidos: destino del glicerol y de los ácidos grasos: ubicación celular y descripción del ciclo para comprender cómo se va degradando el ácido graso y el destino de las coenzimas reducidas. Conexión con el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria.
    • 29.- Fermentaciones láctica y alcohólica (consultar relación de prácticas obligatorias, nº 5).
    SELECTIVIDAD
  • 3. Concepto de metabolismo .
    • Conjunto integrado de reacciones químicas que tienen lugar en la célula, que transforman unas biomoléculas en otras para obtener materia y energía .
    • La materia se utiliza para crecer, desarrollarse o renovar estructuras.
    • La energía se utiliza o se almacena en sustancias de reserva.
    • El metabolismo se produce en series de reacciones interconectadas denominadas rutas o vías metabólicas que producen sustancias finales o productos .
    • Cada reacción de una ruta está catalizada por un enzima específico para cada metabolito o sustrato .
  • 4. Catabolismo y anabolismo.
    • Según el tipo de reacciones, se distinguen dos tipos de vías metabólicas:
      • El catabolismo consiste en la transformación de moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas. Se lleva a cabo por oxidación de macromoléculas reducidas que se transforman en otras más pequeñas y oxidadas. Estas reacciones desprenden energía que se recoge en los enlaces fosfato del ATP.
      • El anabolismo es la síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de biomoléculas más sencillas, para lo cual se necesita energía, proporcionada por los enlaces fosfato del ATP. La síntesis de moléculas orgánicas se realiza a partir de moléculas pequeñas y oxidadas.
  • 5. Catabolismo y anabolismo Conjunto de vías metabólicas divergentes Conjunto de vías metabólicas convergentes Precisan energía Desprenden energía A partir de pocos sustratos se forman muchos productos diferentes A partir de muchos sustratos se forman los mismos productos: CO2, pirúvico y etanol Reacciones de reducción Reacciones de oxidación Reacciones de síntesis Reacciones de degradación ANABOLISMO CATABOLISMO
  • 6. ATP
    • Nucleótido que actúa de moneda energética. Almacena y cede energía en sus enlaces esterfosfóricos.
  • 7. ATP
    • El ATP puede proceder del catabolismo, fotosíntesis o quimiosíntesis.
    ATP : Su formación requiere energía y su hidrólisis la desprende. Misión análoga a una pila recargable. Tan pronto como se forma se hidroliza y de nuevo se regenera. Se trata de un intermediario fundamental en el acoplamiento energético.
  • 8. Síntesis del ATP
    • Fosforilación a nivel de sustrato . Gracias a la energía liberada por una biomolécula al romperse sus enlaces. Ej: glucólisis o Ciclo de Krebs.
    • Reacción enzimática con ATP sintetasas , situadas en las crestas de las mitocondrias y en los tilacoides de los cloroplastos.
  • 9. EL ATP Y EL TRANSPORTE DE ENERGÍA
    • En los procesos metabólicos que se dan en la célula, algunas reacciones son endergónicas : necesitan energía para producirse y en caso contrario no se producen. Otras son exergónicas : producen energía y si ésta no se emplea en realizar un trabajo físico o una reacción química se perderá en forma de calor.
    • Ciertas coenzimas, como el ATP y otras, actúan transportando energía desde los procesos exergónicos a los endergónicos.
    • El ATP se puede transformar en ADP y Pi (fosfato inorgánico) al hidrolizarse el último de sus enlaces éster-fosfato, desprendiéndose más de 7.3 kcal por mol de ATP. Por el contrario, en aquellas reacciones en las que se produce energía esta es acumulada al sintetizarse ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico (Pi).
  • 10. EL ATP Y EL TRANSPORTE DE ENERGÍA
    • Si la energía no se utiliza se almacena en otras biomoléculas como:
      • Almidón (plastos o citosol)
      • Glucógeno (citosol de músculos o en el hígado)
      • Triglicéridos (citosol de adipocitos)
  • 11. EL ATP Y EL TRANSPORTE DE ENERGÍA El ATP transporta energía (E) desde los procesos exergónicos (A>B) a los endergónicos (C>D).
  • 12. Catabolismo y anabolismo.
  • 13. Catabolismo y anabolismo CATABOLISMO ANABOLISMO  Son reacciones de degradación.  Son reacciones de oxidación.  Desprenden energía.  A partir de muchos sustratos diferentes se forman casi siempre los mismos productos, principalmente dióxido de carbono, ácido pirúvico y etanol.  Es un conjunto de vías metabólicas convergentes.  Es un conjunto de vías metabólicas divergentes.  A partir de unos pocos sustratos se pueden formar muchos productos, diferentes.  Precisan energía.  Son reacciones de reducción.  Son reacciones de síntesis.
  • 14. TIPOS DE METABOLISMO
    • Los organismos no se diferencian en la manera de procurarse compuestos inorgánicos del medio, todos los obtienen de una manera directa. En cambio, si se van a diferenciar en cómo van a obtener las sustancias orgánicas . Ciertos organismos las obtienen a partir de sustancias inorgánicas, como el CO2, H2O, NO3-, PO4-3 , etc. A estos organismos se les llama autótrofos .
    • Otros son incapaces de elaborar los compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos y deben obtenerlos del medio , son los organismos heterótrofos .
    • Los organismos además de materiales necesitan también energía .
    • Cuando la fuente de energía es la luz , el organismo recibe el nombre de fotosintético .
    • Cuando la energía la obtienen a partir de sustancias químicas, tanto orgánicas como inorgánicas , los llamaremos quimiosintéticos .
  • 15.  
  • 16. COENZIMAS TRANSPORTADORAS DE ELECTRONES: NAD, NADP, FAD.
    • Muchos procesos químicos celulares de gran importancia: fotosíntesis, respiración celular, etc. Son procesos de oxidación-reducción .
    • Así, por ejemplo: la respiración celular, en la que la glucosa se oxida al perder electrones, mientras que el oxígeno los capta reduciéndose. Ciertas coenzimas actúan transportando estos electrones desde las sustancias que se oxidan a las que se reducen : son los transportadores de electrones .
    • Así, por ejemplo, el NAD+ es capaz de captar dos electrones, y dos protones (H+ ), reduciéndose y transformándose en NADH+H + . Mientras que el NADH+H + puede ceder estos dos electrones allí donde se necesiten para reducir a un compuesto químico, transformándose de nuevo en NAD+ .
  • 17. COENZIMAS TRANSPORTADORAS DE ELECTRONES: NAD, NADP, FAD. Transporte de electrones (e-) por el NAD+ /NADH desde una sustancia que se oxida (O) a otra que se reduce (G).
  • 18. COENZIMAS TRANSPORTADORAS DE ELECTRONES: NAD, NADP, FAD.
    • NAD+ ( Nicotinamín adenín dinucleótido ). Se trata de un dinucleótido formado por: Nicotinamida-Ribosa-P-P-Ribosa-Adenina.
    • NADP+ ( Nicotinamín adenín dinucleótido fosfato ). Similar NAD+ pero con un grupo fosfato más esterificando el HO- del carbono 2 de la ribosa unida a la adenina.
    • FAD ( Flavín adenín dinucleótido ). Similar al NAD pero conteniendo riboflavina (otra de las vitaminas del complejo B2) en lugar de nicotinamida.
  • 19.  
  • 20. Regulación del metabolismo
    • La célula es un sistema en continua renovación. Se trata de un sistema en estado estacionario alejado del equilibrio y para que se mantenga así debe estar regulado. El proceso de regulación metabólica se produce a varios niveles:
      • La cantidad de enzima presente en un momento dado.
      • Los enzimas alostéricos que actúan en puntos claves de las rutas metabólicas.
      • La cantidad de sustrato disponible.
      • La cantidad de intermediarios metabólicos . La necesidad de recuperar el intermediario para que la reacción se produzca nuevamente es un importante punto de regulación.
  • 21. Regulación del metabolismo
    • (CONTINUACIÖN) La célula es un sistema en continua renovación. Se trata de un sistema en estado estacionario alejado del equilibrio y para que se mantenga así debe estar regulado. El proceso de regulación metabólica se produce a varios niveles:
      • Las hormona s que desencadenan cascadas de señales que influyen en la síntesis o degradación de los enzimas.
      • La compartimentación celular permite la localización de enzimas en el interior de determinados orgánulos y hace posible además regular el flujo de moléculas a través de las membranas.
  • 22. CATABOLISMO: GLUCÓLISIS, FERMENTACIÓN Y RESPIRACIÓN
  • 23. CATABOLISMO
    • Es la fase degradativa del metabolismo en la que se obtiene energía .
    • Las moléculas orgánicas son transformadas en otras más sencillas .
    • La energía liberada es almacenada en los enlaces ricos en energía del ATP y posteriormente utilizada para las actividades celulares o para síntesis de compuestos orgánicos complejos.
  • 24. CATABOLISMO
    • Las reacciones catabólicas liberan energía, ya que los sustratos tienen mayor energía libre (G) que los productos.
    + + G1 G2 Energía C + B A
  • 25. Liberación de energía por catabolismo
    • La energía se libera gradualmente y en forma de energía química (ATP).
    • La energía se libera gradualmente por:
      • Reacciones sucesivas . Una tras otra y cada reacción su enzima.
      • Transporte de hidrógenos (coenzimas transportadores). Los e- de los compuestos que se oxidan pasan junto con H+ a los coenzimas
      • Cadena transportadora de electrones . Las coenzimas reducidas pasan los e- a esta cadena llegando al final al O y junto a los H+ forman H2O. Los e- van liberando energía al pasar por los citocromos. Esa energía sirve para sintetizar ATP.
  • 26. Tipos de catabolismo
    • Dos tipos:
      • Respiración : Interviene la cad. transp. de e-. Según qué compuesto sea el aceptor final de e- se distingue:
        • Respiración aerobia : El aceptor es el O2 que al reducirse formará H2O.
        • Respiración anaerobia . El aceptor final es un ión que al reducirse se transforma en otro. Ej: NO3- pasa a NO2-.
      • Fermentación . No interviene la cad. transp. de e-. El producto final es un compuesto orgánico. E: láctica, alcohólica.
  • 27. CATABOLISMO: GLUCÓLISIS, FERMENTACIÓN Y RESPIRACIÓN
    • Los organismos autotrofos fijan la energia solar en forma de energia quimica contenida en los compuestos organicos, glucosa, en particular.
    • Esta energia, convenientemente liberada, sera utilizada posteriormente por las partes de la planta que no tienen cloroplastos, como suele ser el caso de las raices y tallos no verdes, o por toda la planta cuando falta la energia solar.
    • Es tambien esta energia la que permite la vida de los organismos heterotrofos.
  • 28. CATABOLISMO: GLUCÓLISIS, FERMENTACIÓN Y RESPIRACIÓN
    • Tanto los organismos aerobios como anaerobios oxidan los compuestos orgánicos para obtener energía.
    • Existen rutas metabólicas comunes a todos como la glucólisis y otras específicas para los anaerobios ( fermentación ) o para los aerobios ( respiración ).
    • Los organismos anaerobios facultativos pueden realizar la respiración en presencia de oxígeno, pero en su ausencia realizan la fermentación.
  • 29. CATABOLISMO: GLUCÓLISIS, FERMENTACIÓN Y RESPIRACIÓN
    • La respiración celular y las fermentaciones son las vias catabolicas mas corrientes para la obtencion de la energia contenida en las sustancias organicas.
    • Ambas vias, no obstante, tienen una primera fase comun: la glucolisis.
  • 30. CATABOLISMO: GLUCÓLISIS, FERMENTACIÓN Y RESPIRACIÓN
  • 31. CATABOLISMO POR RESPIRACIÓN
    • La respiración de glúcidos y lípidos es la principal fuente de energía para los organismos.
    • La respiración de proteínas y ácidos nucleicos rara vez se utiliza como combustible.
  • 32.  
  • 33. CATABOLISMO RESPIRATORIO DE LOS GLÚCIDOS
    • En la degradación respiratoria total de una molécula de glucosa se distinguen dos procesos :
      • Glucólisis ( citosol ).
      • Respiración , que a su vez tiene dos fases:
        • Ciclo de Krebs ( matriz mitocondrial ).
        • Transporte de e- en la cadena respiratoria ( membrana de las crestas mitocondriales ).
  • 34. CATABOLISMO RESPIRATORIO DE LOS GLÚCIDOS e - y H + transportados por NADH y FADH 2 e - y H + transportados por NADH ATP: FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO ATP: FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
    • Transporte de e -
    • Quimiósmosis
    • Fosforilación oxidativa
    Ciclo de Krebs Glucólisis Glucosa Ácido pirúvico
  • 35. Glucólisis o ruta de Embden-Meyerhof
    • Se trata de una ruta catabólica mediante la cual una molécula de glucosa (C6H12O6) se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico (3C) (2 CH3-CO-COOH) .
    • La energía liberada se utiliza para la síntesis de 2 ATP por fosforilación a nivel de sustrato .
    • Esta ruta, que transcurre en el citosol , consta de 9 reacciones agrupadas en dos fases .
  • 36. Glucólisis. Fase 1
    • Fase 1 de consumo de energía .
    • Consta de 4 reacciones . A lo largo se esta fase, la molécula de glucosa se fosforila dos veces (cada fósforo es cedido por una molécula de ATP). La segunda de las fosforilaciones está catalizada por un enzima alostérico que se desactiva cuando la concentración de ATP es muy elevada . Se trata de un punto de regulación interno de la glucólisis.
    • Al finalizar la fase se obtienen dos moléculas de gliceraldehido(3C) fosforiladas .
    • Se han consumido 2 ATPs.
  • 37. Glucólisis. Fase 2
    • Fase 2 de producción de energía .
    • Consta de 5 reacciones .
    • A partir de cada una de las triosas de la fase anterior (gliceraldehido 3P), se obtiene una molécula de ácido pirúvico (dos en total) y dos ATPs.
    • A lo largo de la fase se reduce una molécula de NAD+ ( se obtienen en total dos moléculas de NADH + H+), y se obtiene dos moléculas de ATP (4 en total).
    • La obtención de estas moléculas del transportador reducido supone un punto crucial de la glucólisis.
  • 38. Glucólisis 1ª FASE 2ª FASE Fosforilación a nivel de sustrato
  • 39. Glucólisis o Ruta de Embden-Meyerhof
  • 40. Balance glucólisis
    • En total, a partir de cada molécula de glucosa se obtiene dos moléculas de ácido pirúvico, dos moléculas del transportador reducido NADH+H+ y dos moléculas de ATP (4 de la segunda fase - 2 de la primera).
    • El consumo de ATP en la primera fase es necesario ya que el sustrato fosforilado queda atrapado en la célula y son reconocidos más fácilmente por los enzimas .
  • 41. Balance glucólisis
  • 42. Balance glucólisis
    • 1 glucosa + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 P
    • 2 ác.pirúvico + 2 ATP + 2 NADH+ H+
  • 43.  
  • 44.  
  • 45. CARACTERÍSTICAS Y SIGNIFICADO BIOLÓGICO DE LA GLUCÓLISIS
    • Se realiza tanto en procariotas como en eucariotas .
    • En los eucariotas se realiza en el hialoplasma .
    • Se trata de una degradacion parcial de la glucosa.
    • Es un proceso anaerobio que permite la obtencion de energia a partir de los compuestos organicos en ausencia de oxigeno.
    • La cantidad de energia obtenida por mol de glucosa es escasa (2 ATP).
    • La glucolisis fue, probablemente, uno de los primeros mecanismos para la obtención de energía a partir de sustancias orgánicas en la primitiva atmósfera sin oxígeno de la Tierra.
  • 46. Otros glúcidos pueden entrar en glucólisis
    • Disacáridos . En el intestino se produce la hidrólisis. La glucosa procedente del disacárido entra directamente en glucólisis. La fructosa y la galactosa sufren diversas modificaciones antes de entrar en esta ruta. El rendimiento energético de todos los monosacáridos es el mismo.
    • Polisacáridos . La obtención de glucosa a partir del almidón y del glucógeno está catalizada por enzimas llamadas fosforilasas. La molécula de glucosa obtenida por la acción de estos enzimas está fosforilada (1 fósforo). Esto representa una ventaja energética para la célula, ya que por cada molécula fosforilada se obtienen 3 moléculas de ATP en lugar de 2.
    • La actuación de las enzimas fosforilasas es un punto de regulación en la utilización de la reserva de glucosa en forma de glucógeno.
    • Además de los enzimas, hormonas como la insulina y la adrenalina favorecen la entrada de glucosa en la glucólisis.
  • 47. VÍAS DEL CATABOLISMO DEL PIRÚVICO
    • Para evitar que la glucolisis se detenga por un exceso de acido piruvico ( PYR ) y NADH+H + o por falta de NAD+ , se necesitan otras vias que eliminen los productos obtenidos y recuperen los substratos imprescindibles.
    • Esto va a poder realizarse de dos maneras:
  • 48. VÍAS DEL CATABOLISMO DEL PIRÚVICO
    • 1ª) Respiración aerobia (catabolismo aerobio).
    • Cuando hay oxígeno, el pirúvico es degradado completamente obteniéndose dióxido de carbono ( CO2 ).
    • El NADH+H + y otras coenzimas reductoras obtenidas son oxidadas y los electrones transportados hacia el oxígeno ( O2), recuperandose el NAD+ y obteniéndose H2O .
    • Este proceso se realiza en los eucariotas en las mitocondrias.
  • 49. Esquema general de la respiración celular
  • 50.  
  • 51. VÍAS DEL CATABOLISMO DEL PIRÚVICO
    • 2ª) Fermentación (Catabolismo anaerobico).
    • Cuando no hay oxígeno el ácido pirúvico se transforma de diferentes maneras sin degradarse por completo a CO2 y H2O .
    • Este proceso tiene como objetivo la recuperacion del NAD+ .
    • En los eucariotas se realiza en el hialoplasma.
  • 52. Respiración celular aerobia
    • Es la ruta específica de los organismos aerobios .
    • La obtención de energía a partir de la oxidación completa de la molécula de glucosa es muy superior a las dos moléculas de ATP procedentes de la glucólisis .
    • Esta es la razón por la que las células anaerobias facultativas respiran en presencia de oxígeno (deben consumir mucha menos glucosa para obtener la misma cantidad de energía).
    • Ocurre en dos procesos consecutivos e interrelacionados: Ciclo de Krebs y transporte de e- en la cadena respiratoria .
  • 53. Respiración celular. Fase 1
    • Formación de Acetil coenzima A y Ciclo de Krebs.
    • Cada molécula de ácido pirúvico ( 2 ) procedente de la glucólisis entra en la mitocondria donde gracias a un conjunto de enzimas, llamado sistema piruvato deshidrogenasa , sufre una oxidación (se reduce una molécula de NAD+ a NADH + H+) y una descarboxilación (se desprende una molécula de CO2 ).
    • Como resultado se obtienen dos moléculas de Acetil CoA, 2 nuevas moléculas de NADH+H + y al mismo tiempo, se originan las primeras 2 moléculas de CO2.
  • 54.  
  • 55. Respiración celular. Fase 1 Formación de Acetil coenzima A
  • 56. Respiración celular. Fase 1: Ciclo de Krebs o del ácido cítrico.
    • Ruta metabólica que consiste en la oxidación completa del grupo acetilo del acetil CoA para formar dos moléculas de CO2 que se eliminan y se liberan e- y H+ que son captados por el NAD+ y FAD que se reducen .
    • Sucede en la matriz mitocondrial.
  • 57. Respiración celular. Fase 1: Ciclo de Krebs o del ácido cítrico.
    • Este ciclo, no solo va a ser la ultima etapa de la degradación de los azucares, otros compuestos orgánicos (los ácidos grasos y determinados aminoácidos) van a ser también degradados a acetil-CoA ( ACA ) e integrados en el ciclo de Krebs .
    • El ciclo de Krebs es, por lo tanto, la vía fundamental para la degradación de la mayoría de los compuestos orgánicos y para la obtención coenzimas reductoras. Es la vía mas importante para el catabolismo de las sustancias orgánicas.
  • 58. Respiración celular. Fase 1: Ciclo de Krebs o del ácido cítrico.
  • 59. Respiración celular. Fase 1: Ciclo de Krebs o del ácido cítrico.
    • Consta de ocho reacciones. Al entrar en el ciclo, el grupo acetilo se une a una molécula de 4 átomos de carbono ( oxalacetato) para formar una molécula de ácido cítrico que es muy fácil de oxidar. Se obtiene como resultado a partir de cada acetil CoA dos moléculas de CO2, tres NADH + H+, una de FADH2 y una molécula de GTP que después se convertirá en ATP.
    • Los enzimas que catalizan este ciclo se encuentran en la matriz mitocondrial menos uno que está unido a la membrana interna.
  • 60.  
  • 61. Balance del ciclo de Krebs
    • 1 acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + 1FAD + GDP + P
    • 2CO2 + 3(NADH + H+) + 1FADH2 + GTP + CoA-SH.
  • 62. Balance del ciclo de Krebs
  • 63. Ciclo de Krebs
    • Los NADH+H+ y el FADH2 obtenidos en las oxidaciones del ciclo de Krebs, se oxidan transfiriendo sus e- e H+ a la cadena respiratoria que los transportara hasta el oxígeno, en este transporte se libera energía que se utiliza para sintetizar ATP ( fosforilación oxidativa ).
    • Al ciclo de Krebs se le considera el centro del metabolismo aerobio , porque en el confluyen la mayoría de los procesos catabólicos e incluso algunas vías anabólicas.
    • El ciclo de Krebs además de ser una ruta catabólica, también tiene función anabólica , ya que mediante él se obtienen compuestos necesarios para la síntesis de otras biomoléculas. Así, el oxalacético y el  -cetoglutárico sirven para sintetizar algunos aminoácidos. Por eso se dice que es anfibólico , es decir funciona tanto catabólica como anabólicamente.
  • 64. Respiración celular. Fase 2 CADENA RESPIRATORIA.
    • La cadena respiratoria o cadena de transporte de electrones, se localiza en las células eucariotas en la membrana mitocondrial interna y en las bacterias se localiza en los mesosomas .
  • 65. Respiración celular. Fase 2 CADENA RESPIRATORIA.
    • El transporte de electrones en la cadena respiratoria, es la última etapa de la respiración.
    • En ella se oxidan las coenzimas reducidas NADH+ H+ y FADH2, utilizándose la energía que contienen para conseguir ATP.
    • En esta etapa se distinguen varios procesos:
      • 1. Transporte de e-
      • 2. Quimiósmosis
      • 3. Fosforilación oxidativa
  • 66. Respiración celular. Fase 2 CADENA RESPIRATORIA.
    • 1. TRANSPORTE DE ELECTRONES
    • La cadena respiratoria está formada por una serie de proteínas (15 moléculas) a través de las cuales son transportados los electrones, que se han liberado en las oxidaciones hasta el oxígeno molecular, que es el aceptor final de los mismos.
  • 67. Respiración celular. Fase 2 TRANSPORTE DE ELECTRONES
    • Las crestas mitocondriales tienen la estructura de toda membrana biologica.
    • Empotradas en la doble capa lipidica se encuentran diferentes sustancias transportadoras de electrones formando la cadena respiratoria.
    • Estas estan asociadas formando cuatro grandes complejos:
      • Complejo I (NADH deshidrogenasa)
      • Complejo II (Succinato deshidrogenasa)
      • Complejo III (Citocromo bc1)
      • Complejo IV (Citocromo c oxidasa)
    • Existen, ademas, otros transportadores: la coenzima Q (Co-Q) o ubiquinona (UQ), el citocromo c (cit c) y la enzima ATP sintetasa.
  • 68. Respiración celular. Fase 2 TRANSPORTE DE ELECTRONES Componentes de la membrana de las crestas mitocondriales.
  • 69. Respiración celular. Fase 2 TRANSPORTE DE ELECTRONES
    • Los complejos están colocados en la cadena según su potencial redox (de menor a mayor potencial). El potencial redox, mide la afinidad de un transportador por los electrones; cuanto menor sea el potencial redox de un transportador, menor afinidad tendrá dicho transportador por los electrones. Estos se desplazan siempre desde los que tienen potencial redox menor hacia los que tienen potencial mayor.
    • Los e- van pasando de unos transportadores a otros mediante reacciones de óxido-reducción acopladas. En cada reacción intervienen dos componentes de la cadena, uno se oxida el que cede los electrones y el que los capta se reduce. En cada una de estas reacciones se libera energía.
  • 70. Respiración celular. Fase 2 TRANSPORTE DE ELECTRONES
  • 71. Respiración celular. Fase 2 TRANSPORTE DE ELECTRONES Componentes de la membrana de las crestas mitocondriales.
  • 72. Respiración celular. Fase 2 Quimiosmosis y fosforilación oxidativa
    • En la membrana de las crestas mitocondriales se va a realizar un transporte de electrones desde el NADH o el FADH2 hasta el oxigeno.
    • Este transporte de electrones va a generar un transporte de protones por parte de los complejos I, II y III desde la matriz hacia el espacio intermembrana. Cada complejo será capaz de bombear dos protones (total 6 si se empieza en el complejo I).
    • La salida de estos protones a través de las ATPasas servirá para sintetizar ATP, 1 ATP por cada dos protones, de forma similar a como sucedía en los cloroplastos. El NADH es capaz de reducir al Complejo I por lo que se obtendrán 3ATP por cada molécula de NADH. El FADH2 no puede reducir al Complejo I y cede sus dos electrones al Complejo II que los pasa a la Ubiquinona (UQ). Esta es la razon por la que el FADH2 solo genera 2 ATP.
  • 73. Respiración celular. Fase 2 Quimiosmosis y fosforilación oxidativa
  • 74. QUIMIOSMOSIS
    • Según la hipótesis quimiosmótica propuesta P. Mitchell que se acepta en la actualidad, la energía liberada en el transporte de electrones se utiliza para bombear H+ desde la matriz hasta el espacio intermembranoso. Este bombeo se realiza a través de transportadores localizados en los complejos I, II y III.
    • Como la membrana mitocondrial interna es impermeable a los H+, estos se acumulan en el espacio intermembranoso, lo que da lugar a un gradiente electroquímico de H+ (diferencia de concentración y de carga) entre el espacio intermembranoso y la matriz. Esto genera una fuerza protonmotriz sobre los H+ que los hace volver a la matriz a través de los complejos ATP-sintetasas (oxisomas) que hay en dicha membrana. Este flujo de H+ a favor de gradiente a través de los complejos ATP-sintetasas libera energía suficiente, que aprovechan dichos complejos para fosforilar el ADP y sintetizar ATP, a este proceso se le denomina fosforilación oxidativa .
  • 75. FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
    • Cada NADH que llega a la cadena cede 2 e-, que al ser transportados a través de ella liberan energía para bombear 6H+ al espacio intermembranoso.
    • Si es el FADH2 el que cede los 2e- sólo se bombean 4H+. Por cada 2H+ que vuelven a la matriz a través de la ATP-sintetasa se libera energía para fosforilar un ADP.
    • Por tanto, por cada NADH se obtienen 3ATP y por cada FADH2 se obtienen 2ATP .
  • 76. Respiración celular. Fase 2 Transporte de e-, quimiosmosis y fosforilación oxidativa
  • 77. FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
    • Cada NADH que cede los electrones a la cadena respiratoria produce:
    • NADH+H+ + 3ADP+P + ½ O2  NAD+ + 3ATP + H2O
    • Cada FADH2 que cede los electrones a la cadena respiratoria produce:
    • FADH2 + 2ADP+P + ½ O2  FAD + 2ATP + H2O
  • 78.  
  • 79. Cit C La Cadena Respiratoria (animación) 3ADP NADH NAD + Comp. I Comp. II Comp.III 3ATP + + e e e e + + e e + + e e e e + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
  • 80. BALANCE ENERGÉTICO DE LA RESPIRACIÓN DE 1 MOLÉCULA DE GLUCOSA.
    • En la glucólisis :
    • 1Glucosa + 2NAD+ + 2ADP+P
    • 2 ác.pirúvico + 2 ATP + 2 NADH+ H+
    • En la etapa intermedia :
    • Ác.pirúvico + CoASH + NAD+
    • Acetil-CoA + CO2 + NADH+H+
    • Como se forma 2 de pirúvico en la glucólisis habrá que multiplicar por 2
    • 2ac.pirúvico + 2 CoASH + 2NAD+  2acetil-CoA + 2CO2 + 2NADH+H+
  • 81. BALANCE ENERGÉTICO DE LA RESPIRACIÓN DE 1 MOLÉCULA DE GLUCOSA.
    • En el ciclo de Krebs :
    • 1acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + 1FAD + GDP+P
    • 2CO2 + 3(NADH+H+) + 1FADH2 + GTP + CoA-SH.
    • Como hay 2 moléculas de acetil el ciclo de Krebs se realiza dos veces
    • 2acetil-CoA + 6H2O + 6NAD+ + 2FAD + 2GDP+P
    • 4CO2 + 6(NADH+H+) + 2FADH2 + 2GTP + 2CoA-SH.
  • 82. BALANCE ENERGÉTICO DE LA RESPIRACIÓN DE 1 MOLÉCULA DE GLUCOSA.
    • Cadena respiratoria :
    • Cada NADH que cede los electrones a la cadena respiratoria produce:
    • NADH+H+ + 3ADP+P + ½ O2
    • NAD+ + 3ATP + H2O
    • Como hay 10 NADH se multiplica por 10
    • 10NADH+H+ + 30 ADP+P + 5 O2
    • 10NAD+ + 30ATP + 10 H2O
    • Cada FADH2 que cede los electrones a la cadena respiratoria produce:
    • FADH2 + 2ADP+P + ½ O2 --------- FAD + 2ATP + H2O
    • Como hay 2 FADH2 se multiplica por dos
    • 2FADH2 + 4ADP+P + O2 -------- 2FAD + 4ATP + 2 H2O
  • 83. BALANCE ENERGÉTICO DE LA RESPIRACIÓN DE 1 MOLÉCULA DE GLUCOSA.
    • Sumando miembro a miembro y simplificando tenemos :
    • 1Glucosa + 6 O2
    • 6 CO2 + 6 H2O + 36ATP + 2GTP
  • 84.  
  • 85.  
  • 86.  
  • 87. CATABOLISMO DE LOS LIPIDOS
    • Los triglicéridos son la principal reserva energética de las células animales .
    • Se acumulan en su mayor parte en el tejido adiposo .
    • Rinden mucha más energía que los glúcidos .
    • El primer paso en el catabolismo de los triglicéridos es la hidrólisis , mediante ella por acción de las lipasas se desdobla en sus componentes: glicerina y ác. grasos .
  • 88. CATABOLISMO DE LOS LIPIDOS Catabolismo de la glicerina
    • La glicerina obtenida de la hidrólisis del triglicérido, se fosforila mediante el ATP y se oxida transformándose en fosfodihidroxiacetona que se incorpora a la glucólisis para continuar su degradación. Los hidrógenos liberados en la oxidación son recogidos por el NAD+ que se reduce formándose NADH .
  • 89. Catabolismo de los ácidos grasos ß-oxidación de los ác.grasos
    • Los ácidos grasos que se obtienen en la hidrólisis del triglicérido, en el hialoplasma se activan uniéndose a una molécula de CoA, en este proceso se consume energía que se obtiene del ATP.
    • Una vez activado penetran dentro de las mitocondrias en cuya matriz se degradan mediante una ruta catabólica denominada ß-oxidación o hélice de Lynen .
  • 90.  
  • 91. Catabolismo de los ácidos grasos ß-oxidación de los ác.grasos
    • Mediante la ß-oxidación los ácidos grasos, por medio de ciclos de cuatro reacciones que se repiten, se van degradando en moléculas de acetil-CoA . En cada ciclo se libera una molécula de acetil-CoA , excepto en el último que se obtienen dos y se obtiene una de NADH y otra de FADH2 y el ácido graso se reduce en dos carbonos. El proceso se repite hasta que el ácido graso se degrada completamente.
    • Las moléculas de acetil-CoA se incorporan al ciclo de Krebs para continuar degradándose, los coenzimas reducidos (NADH y FADH2) se oxidan cediendo sus electrones a la cadena respiratoria que los transportara hasta el oxígeno formándose agua y ATP.
  • 92. Catabolismo de los ácidos grasos ß-oxidación de los ác.grasos
  • 93.  
  • 94. Ecuación global de la  -oxidación
    • Ác. graso + (n/2)CoA-SH +(n/2 -1) FAD + (n/2-1) NAD+
    • (n/2) Acetil-CoA + (n/2-1) FADH2 + (n/2-1) NADH + H+
    • n es el número de carbonos del ácido graso
  • 95.  
  • 96.  
  • 97.  
  • 98. FERMENTACIONES
    • El ácido pirúvico, que se obtiene al final de la glucólisis puede seguir degradándose por vía anaerobia dando lugar a las fermentaciones .
    • Las fermentaciones son el conjunto de rutas catabólicas mediante las cuales los organismos obtienen energía a partir de compuestos orgánicos y en ausencia de oxígeno.
  • 99. FERMENTACIONES
    • Si no hay oxígeno, el NADH+H + y el FADH2 se acumulan y los procesos de obtención de energía se interrumpen. En estas condiciones anaerobias o de falta de oxígeno, ciertos microorganismos y, por ejemplo, nuestras céulas musculares, recuperan las coenzimas oxidadas por diversas vías metabólicas conocidas bajo el nombre de fermentaciones anaeróbicas .
  • 100. FERMENTACIONES
    • Es más, para algunos microorganismos, los anaerobios estrictos , las fermentaciones son su única fuente de energía. Se les llama anaerobios estrictos porque no pueden vivir en un medio que contenga oxígeno ya que éste les es letal.
    • Otros, los anaerobios facultativos , utilizan estas vías como mecanismo de emergencia durante los períodos en los que no disponen de oxígeno.
  • 101. FERMENTACIONES
    • En las fermentaciones, la glucosa no se degrada totalmente a CO2 y H2O, sino que se produce una degradación incompleta de la cadena carbonada .
  • 102. CARACTERÍSTICAS DE LAS FERMENTACIONES
    • Son procesos anaerobios (normalmente), se realizan sin la necesidad de oxígeno. Ocurren en el hialoplasma .
    • Son procesos catabólicos , por lo tanto oxidativos , en los que los compuestos orgánicos se oxidan de forma incompleta , por consiguiente como productos finales se obtienen todavía compuestos orgánicos.
    • El aceptor final de los e- y H+ desprendidos no es el oxígeno sino un compuesto orgánico .
    • Se libera mucha menos energía que en la respiración, debido a que la oxidación es incompleta.
  • 103. TIPOS DE FERMENTACIONES
    • Los compuestos orgánicos que se utilizan más frecuentemente en las fermentaciones son los azúcares, aunque algunas bacterias utilizan otros como: ác.grasos, aminoácidos etc.
    • Las fermentaciones reciben distintos nombres, según el compuesto orgánico que se obtiene al final .
    • Las más importantes son: la láctica y la alcohólica .
  • 104. FERMENTACIÓN LÁCTICA Lactobacillus. Esta fermentación la realizan muchos microorganismos, entre ellos bacterias de los géneros Lactobacillus y Estreptococcus , que son los responsables de la obtención de muchos derivados lácteos: yogur, queso, kefir etc. Estos microorganismos utilizan como combustible la lactosa de la leche, a la que fermentan para obtener energía. Esta fermentación también la realizan las células musculares esqueléticas cuando no reciben suficiente oxígeno. El ácido láctico forma pequeños cristales que se acumulan en los músculos, dando lugar a las agujetas .
  • 105. FERMENTACIÓN LÁCTICA
    • Primero, la lactosa se hidroliza por acción de la lactasa dando glucosa y galactosa . La galactosa a su vez se isomeriza dando glucosa.
    • La glucosa mediante glucólisis , se transforma en 2 moléculas de ácido pirúvico , liberándose además 2 ATP y 2 NADH + H+.
    • El ácido pirúvico , que es el último aceptor de electrones, se reduce por acción del NADH+H+ que se obtuvo en la glucólisis y se transforma en ácido láctico . Esta reacción esta catalizada por la lactato- deshidrogenasa
  • 106. FERMENTACIÓN LÁCTICA
  • 107.  
  • 108. FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
    • La realizan levaduras del género Saccharomyces .
    • Este proceso tiene lugar en la fabricación del vino, cerveza etc, También ocurre en la fabricación del pan, aquí el alcohol se evapora en el horno y el CO2 escapa.
  • 109. FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
    • El proceso ocurre de la siguiente manera:
    • La glucosa , mediante la glucólisis se transforma en 2 moléculas de ácido pirúvico, liberándose 2 ATP y 2 NADH+ H+.
    • El ácido pirúvico sufre una decarboxilación y se transforma en acetaldehído . Esta reacción esta catalizada por la enzima piruvato decarboxilasa.
    • El acetaldehído, que es el último aceptor de e- y H+, se reduce por acción del NADH+ H+ que se obtuvo en la glucólisis y se transforma en etanol . La enzima es la alcohol- deshidrogenasa.
  • 110. FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
  • 111. FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
  • 112.  
  • 113. ECUACIONES GLOBALES DE LAS DIFERENTES VÍAS DE DEGRADACIÓN DE LA GLUCOSA y RENDIMIENTO ENERGÉTICO EN MOLES DE ATP POR MOL DE GLUCOSA
  • 114. ESQUEMA GENERAL DE LA GLUCOLISIS Y DE LAS FERMENTACIONES