6. CARACTERÍSTICAS de las REACCIONES METABÓLICAS Reacciones que actúan secuencialmente Existen rutas convergentes y divergentes Son comunes a la mayoría de los organismos Son reacciones enzimáticas Catabolismo y anabolismo están interrelacionados A B C D F D D Dolores Sánchez-Guerrero Nuche A B C A B C
7.
8. + H + Molécula que se oxida Moléculas que se reducen H + Catabolismo y Anabolismo Interrelación Anabolismo Catabolismo Coenz Dolores Sánchez-Guerrero Nuche e - e - CoenzH
10. ATP:Estructura química O-P-O - P-O - P=O OH OH OH O O OH CH 2 - ADENINA O Adenosin Fosfato Dolores Sánchez-Guerrero Nuche ATP Enlaces ricos en energía
11. + PRODUCCIÓN Y USO DEL ATP FOTOFOSFORILACIÓN FOSFORILACIÓN OXIDATIVA FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO Energía Solar Dolores Sánchez-Guerrero Nuche Pi ADP ATP
12. Fosforilación a nivel de sustrato Molécula compleja Dolores Sánchez-Guerrero Nuche ATP ADP Pi + + Moléculas más sencillas Enlace que se rompe
13. Fosforilación oxidativa y fotofosforilación e - Molécula que se oxida Niveles energéticos Molécula que se reduce Fosforilación oxidativa Fotofosforilación RESPIRACIÓN FOTOSÍNTESIS Molécula oxidada LUZ Molécula reducida ? ? Coenzim a Coenzim a Dolores Sánchez-Guerrero Nuche
16. ÍNDICE Catabolismo: Concepto y finalidad Tipos de Catabolismo a) Respiración b) Fermentación 3. Rutas Catabólicas 4. Catabolismo de Glúcidos - Glucólisis: características, fases y etapas - Vías de degradación del Pirúvico: fermentación y formación de CoA - Respiración aerobia a) Ciclo de Krebs b) Cadena Respiratoria:Transporte de electrones. Hipótesis quimiosmótica - Balance energético 5. Catabolismo de Ácidos Grasos - Balance energético 6. Catabolismo de proteínas Dolores Sánchez-Guerrero Nuche
17. CATABOLISMO:Concepto y Finalidad Conjunto de reacciones metabólicas de degradación oxidativa Finalidad: Proporcionar a la célula energía Proporcionar a la célula poder reductor Proporcionar a la célula precursores metabólicos ATP NADH Dolores Sánchez-Guerrero Nuche
18. CATABOLISMO Materia orgánica compleja Materia orgánica sencilla Materia inorgánica ATP + Coenz Coenz Dolores Sánchez-Guerrero Nuche e - ADP Pi
19.
20. ATP Fermentación y Respiración Materia orgánica que se va a oxidar H + e - ATP FERMENTACIÓN RESPIRACIÓN Materia orgánica reducida Materia orgánica oxidada Materia inorgánica Materia orgánica que se va a oxidar H + H + H + O2_____ R. Aerobia Otros____ R. Anaerobia Pi Coenz CoenzH Dolores Sánchez-Guerrero Nuche ADP 1 er Transportador de electrones ADP Pi Pi Cadena transportadora de electrones Último aceptor de electrones ADP ATP
23. GLUCOSA FRUCTOSA-1 , 6P 2 GLICERALDEHIDO- 3P OTROS MONOSACÁRIDOS GLUCOGÉNO Y ALMIDÓN Fase I Incorporación de grupos fosfato y degradación de glucosa a gliceraldehido-3P GLUCOSA - 6P ATP ADP Pi Carbono Glucólisis: fase I y etapas Dolores Sánchez-Guerrero Nuche
24. Fase I I Formación de pirúvico y conservación de la energía en forma de ATP(2 ATP)y de NADH(2NADH) Carbono oxidado Glucólisis fases y etapas II ( 2) Ác. 3 FOSFOGLICÉRICO ( 2) Ác. 1,3 DIFOSFOGLICÉRICO ( 2) Ác. 2 FOSFOGLICÉRICO ( 2) FOSFOENOLPIRÚVICO ( 2) Ac. PIRÚVICO 2 H 2 O ATP ADP Pi Dolores Sánchez-Guerrero Nuche (2) GLICERALDEHIDO- 3P 2 NAD + 2 2 NAD H
25. Vías de degradación del ácido pirúvico FERMENTACIÓN RESPIRACIÓN Ac. PIRÚVICO Ac. PIRÚVICO Ac. LÁCTICO ACETALDEHIDO CO 2 ETANOL F. LÁCTICA F. ACOHOLICA Se produce ATP sólo en GLUCÓLISIS CO 2 ACETIL Co A Carbono reducido MITOCONDRIA Proceso generalizado Se da principalmente en microorganismos NAD + NADH NAD + NADH NAD + NADH SCo A SHCo A C.de Krebs Dolores Sánchez-Guerrero Nuche
26. Ciclo de KREBS (2C) (6C) (6C) (5C) (4C) Membrana externa Membrana interna Matriz Mitocondrial (4C) (4C) (4C) H2O CICLO DE KREBS Co A NAD + NADH NAD + NADH NAD + NADH Co A FADH2 FAD CO 2 CO 2 Co A GDP GTP Pi Dolores Sánchez-Guerrero Nuche H2O Ac. Oxalacético (4C)
27. Cadena Respiratoria Transporte de electrones CoQ 1/2O 2 O 2- F. reducida F. oxidada F. oxidada F. reducida F. reducida F. reducida F. oxidada F. oxidada CoQH 2 NAD + NADH FAD FADH 2 Dolores Sánchez-Guerrero Nuche 2H + Caída de energía de los e - Liberación de energía Liberación de energía Liberación de energía Transporte de e - y H + Transporte de e - Complejo NADH deshidrogenasa Complejo citocromo b-c 1 Complejo citocromo oxidasa Citocromo c 2H + 2H +
28. Cresta mitocondrial Complejo NADH deshidro genasa Complejo citocromo b-c 1 Complejo citocromo oxidasa ESPACIO INTERMEMBRANA ATP Sintetasa Citocromo c Coenzima Q 2H + 2H + 2H + 1/2O 2 H 2 O 2H + e - MATRIZ MITOCONDRIAL 2H + H + 2H + 2H + H + H + 3x2H + Cadena Respiratoria Hipótesis Quimiosmótica 2H + 3x2H + 2x2H + 2x2H + ATP Dolores Sánchez-Guerrero Nuche NAD + NADH FADH 2 FAD 2H + ADP Pi 2H + NAD + NADH 3 ATP FAD FADH 2 2 ATP Coenzima QH 2
29. Balance del Catabolismo de Glúcidos FERMENTATACIÓN RESPIRACIÓN GLUCOSA GLUCOSA 2 PIRÚVICO 2ATP ETANOL/ LÁCTICO 2 PIRÚVICO 2 ACETIL CoA 2CO 2 4CO 2 2ATP 3X 30ATP 2X 4ATP 34ATP 38ATP ENERGÍA TOTAL CADENA RESPIRATORIA CICLO DE KREBS GLUCOLISIS GLUCOLISIS Dolores Sánchez-Guerrero Nuche 2 NAD H 2 NAD H 2 NAD H 6 NAD H 2 FAD H 2 10 NAD H 2 FAD H 2 4ATP FOSFORILACIÓN OXIDATIVA FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO ENERGÍA TOTAL 4ATP
30. Degradación de Ácidos Graso Espiral de Lynen ( b Oxidación ) OH MITOCONDRIA CITOSOL Carbono oxidado Enlace rico en energía Cardena hidrocar- bonada MEMBRANAS MITOCONDIALES FAD FADH 2 NAD + NADH R R ATP AMP+PP Co A Co A R Dolores Sánchez-Guerrero Nuche Co A R Acil Co A Co A R Co A R Co A R Co A Co A Acetil Co A Carbono b H 2 O C o A R Ac. Graso COOH
31. Balance del Catabolismo de Ácidos Grasos CADENA RESPIRATORIA CICLO DE KREBS 1ª Vuelta 4ª Vuelta 3ª 2ª ESPIRAL DE LINEN ( 4 vueltas) 3X 18 ATP 57 ATP ENERGÍA TOTAL 10 CO 2 2X Dolores Sánchez-Guerrero Nuche 4 NAD H 4 FAD H 2 5 ATP 5 Acetil CoA Co A 5 ATP 5 FAD H 2 ATP* Co A 15 NAD H 19 NAD H 9 FAD H 2 75 ATP 5 ATP- 1 ATP* 75 ATP 79 ATP Ác. Graso (C10) COOH Co A Acil CoA Co A
32. Catabolismo de Proteínas PROTEINAS DE LA DIETA PROTEINAS CORPORALES PROTEINAS REGULADORAS NH 2 CICLO DE KREBS CADENA RESPIRATORIA GLUCOSA ÁCIDOS GRASOS UREA Ac. ÚRICO Cardena hidrocar- bonada R Dolores Sánchez-Guerrero Nuche R AMINOÁCIDOS COOH NH 2 R COOH AMINOÁCIDOS GLUCOGÉNICOS AMINOÁCIDOS CETOGÉNICOS
33.
34. ÍNDICE (I) Anabolismo: Concepto y finalidad Tipos de Anabolismo: autótrofo y heterótrofo Anabolismo autótrofo: Fotosíntesis y quimiosíntesis Fotosíntesis (i) a) Elementos necesarios b)Tipos: Oxigénica y anaoxigénica Dolores Sánchez-Guerrero Nuche
35. ÍNDICE (II) Fotosíntesis (ii) c) Fotosíntesis oxigénica en vegetales: - Fases: Luminosa Fotosistemas: componentes y tipos Fotofoforilación: acíclica y cíclica, hipótesis Quimiosmótica Oscura (Biosintética): Ciclo de Calvin - Balance de la fotosíntesis d) Fotorrespiración e) Fotosíntesis en bacterias f) Importancia de la fotosíntesis 5.Quimiosíntesis Dolores Sánchez-Guerrero Nuche
36. ANABOLISMO:Concepto y Finalidad Conjunto de reacciones metabólicas constructivas Finalidad: proporcionar a la célula la mayoría de las sustancias que la constituyen Dolores Sánchez-Guerrero Nuche
37. ANABOLISMO Coenz Dolores Sánchez-Guerrero Nuche Coenz Materia orgánica compleja e - Materia orgánica sencilla Materia inorgánica e - ATP ADP Pi + Sólo células autótrofas
38. ANABOLISMO: tipos Anabolismo Autótrofo Se parte de moléculas inorgánicas (Agua,dióxido de carbono,nitratos etc.) Se realiza solamente en células autótrofas Se puede realizar mediante fotosíntesis o quimiosíntesis Anabolismo Heterótrofo Se parte de moléculas orgánicas sencillas procedentes del catabolismo, la digestión, la fotosíntesis o la quimiosíntesis Se realiza tanto en células autótrofas como heterótrofas Reacciones parecidas a las catabólicas en sentido inverso, pero no iguales Dolores Sánchez-Guerrero Nuche
39.
40. FOTOSÍNTESIS: Elementos Fotofosforilación Dolores Sánchez-Guerrero Nuche Cadena transportadora de electrones e - LUZ (1 Fotón) Caída de energía de los e - H 2 O FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA OTROS FOTOSÍNTESIS ANAOXIGÉNICA
41.
42. Fotosíntesis oxigénica en vegetales (fases) Dolores Sánchez-Guerrero Nuche Fase oscura ESTROMA Fase Luminosa Membrana Tilacodal
43.
44. Fotosistemas:Componentes ESTROMA INTERIOR DEL TILACOIDE ANTENA ANTENA INTERIOR DEL TILACOIDE MEMBRANA TILACOIDAL LUZ Dolores Sánchez-Guerrero Nuche Pigmento Diana Primer dador de electrones Pigmentos de antena CENTRO DE REACCIÓN Primer aceptor de electrones 1fotón
45.
46.
47. Fotofosforilación Acíclica 2e - Potencial de reducción 2e - 2e - 2e - 2e - 2e - 2e - 2e - NADP + NADPH Dolores Sánchez-Guerrero Nuche 1/2O 2H + H 2 O 2e - Pheofitina Plastoquinona Plastocianina Ferredoxina Cadena transportadora de electrones Cadena transportadora de electrones LUZ 2 fotones 2 fotones
48. Fotofosforilación Cíclica Potencial de reducción 2 e - 2 e - 2 e - 2 e - 2 e - 2 e - Dolores Sánchez-Guerrero Nuche Plastoquinona Plastocianina Ferredoxina Cadena transportadora de electrones 2 fotones
49. 2H + Fotofofosforilación Hipótesis Quimiosmótica Membrana Tilacoidal Complejo citocromo b- f ESTROMA ATP Sintetasa H 2 O e - INTERIOR DEL TILACOIDE H + H + LUZ 2H + Z Pheo PQ a 1 A 0 4H + FOTOSISTEMA II FOTOSISTEMA I fotones F Ferredoxina PQ Plastoquinona Pheo Pheofitina 2H + 2H + ATP NADP + NADPH Dolores Sánchez-Guerrero Nuche 2 ADP Pi 1/2O 2 2H + 2 2 2 2 PQH 2 2 PC 2 2H + 2H + H + 2 2
50.
51. Cíclo de Calvin 5C 5C 2X3C RUBISCO 2X Dolores Sánchez-Guerrero Nuche Ciclo de Calvin NADP + NADPH ATP ADP 2ATP 2ADP CO 2 Ac. 1,3-difosfoglicérido 2X3C Gliceraldehido 3P 2X3C AMINOÁCIDOS GLUCOSA AC. GRASOS 2Pi
52. Estequiometría del Cíclo de Calvin GLUCOSA 5C 6C 1 5 X6 Son necesarias 6 vueltas del ciclo para formar 1 molécula glucosa 2X 2x X6 X6 Ciclo de Calvin Se necesitarán por tanto: 2x 2x 3C 3C 5C 3C Proceden de la fase luminosa Dolores Sánchez-Guerrero Nuche 2NADPH NADPH 2 NADP H 12
53. Balance de la Fotosíntesis Fase oscura Fase luminosa H 2 O ½ O 2 4 fotones GLUCOSA 18* 12 12 18 12X 12 X 6H 2 O 12X *Parte procede de la fotosforilación cíclica 6H 2 O 6 O 2 GLUCOSA + + + Dolores Sánchez-Guerrero Nuche 48 fotones NADP + NADPH CO2 6 CO2 6
54.
55.
56.
57.
58. La Quimiosíntesis: Fases O 2 GLUCOSA + 6H 2 O *Transporte inverso de electrones en la propia cadena respiratoria Materia inorgánica que se oxida Materia inorgánica oxidada Fase 1 Fase 2 Dolores Sánchez-Guerrero Nuche ATP ADP+Pi NAD + NADH CO2 6 H 2 S NO 2 - .... SO 4 2- NO 3 - .... * e -
59.
60.
61. Cadena Respiratoria Hipótesis Quimiosmótica Cresta mitocondrial Complejo NADH deshidro genasa Complejo citocromo b-c 1 Complejo citocromo oxidasa ESPACIO INTERMEMBRANA ATP Sintetasa Citocromo c Coenzima Q 2H + 2H + 2H + 2H + 1/2O 2 H 2 O 2H + e - MATRIZ MITOCONDRIAL 2H + H + H + H + H + H + H + H + FADH 2 NAD + NADH FAD ATP Dolores Sánchez-Guerrero Nuche ADP Pi NAD + NADH 3 ATP FAD FADH 2 2 ATP Coenzima QH 2
62. 2H + Cadena Respiratoria Transporte de electrones Complejo NADH deshidrogenasa CoQ Complejo citocromo b-c 1 Complejo citocromo oxidasa Citocromo c 1/2O 2 O 2- F. reducida F. oxidada F. oxidada F. reducida F. reducida F. reducida F. oxidada F. oxidada CoQH 2 2H + NAD + NADH FAD FADH 2 Dolores Sánchez-Guerrero Nuche Caída de energía de los e - Liberación de energía Liberación de energía Liberación de energía Transporte de e - y H + Transporte de e -