2. Energía química y metabolismo
Las células necesitan energía para realizar trabajos
plantas
algas
bacterias
ε química
Autótrofos Heterótrofos
(95%)
ε solar
alimentos Hongos
bacterias
Animales
Uso de energía química para conducir el metabolismo
3. Donde esta la energía en los alimentos/nutrientes ?
Hidratos de
Carbono
Proteínas
Grasas
C-H
C-O
Enlaces químicos
de alta energía!
4. METABOLISMO
Proceso global por el cual los organismo vivientes
adquieren y usan la energía libre para llevar a cabo
sus funciones
5. Características
Serie ordenadas de pasos: Rutas metabólicas. Cada
vía cumple una función. Hay muchas vías o rutas que
involucran pasos comunes.
Todas las reacciones que ocurren dentro de la célula
involucran ENZIMAS. Estas afectan la velocidad de
esas reacciones
A → B → C → D → E
A es el sustrato inicial, E es el producto final
B, C, D son los metabolitos intermediarios de la ruta metabólica
11. Finalidades del Metabolismo
1.- Obtener energía química
utilizable por la célula que se almacena en forma de ATP
Esta ε se obtiene por degradación de los nutrientes que se toman
directamente del exterior o bien por degradación de otros compuestos que
se han fabricado con esos nutrientes y que se almacenan como reserva
2.- Fabricar sus propios compuestos
Que serán utilizados para crear sus estructuras o para
almacenarlos como reserva.
12. Energía en los alimentos/nutrientes
Hidratos de
Carbono
Proteínas
Grasas
C-H
C-O
Enlaces químicos
de alta energía
Extracción de ε ocurre en etapas
Aprovechamiento eficaz
13. Se ponen los e- a trabajar!
Finalmente, la célula captura esta energía en forma de
ATP
Moneda de cambio de la célula
La energía en los enlaces químicos
Los electrones se encuentran
formando parte de los enlaces
covalentes.
Al romperse estos enlaces la ε se
libera.
14. ATP: Adenosin trifosfato
Grupos con fuertes
cargas negativas,
unidos en forma
covalente, que al
romperse (hidrólisis)
liberan ε
17. Estos electrones (asociados con H+
) finalmente son
donados a otra molécula.
Cuando la molécula aceptora de H+
es
O2 Respiración aeróbica
Molécula
inorgánica
Respiración anaeróbica
Molécula
orgánica
Fermentación
18. Como obtienen energía las células?
Oxidación de moléculas biológicas
Glucosa
Proteínas
C
H
O2
CO2 H2O
Reacciones de oxido-reducción +Reacciones enzimáticas
la molécula que cede/pierde e- se OXIDA
Y la molécula que acepta e- se REDUCE
19. ATP
NADH
NADPH
Las moléculas acarreadoras de energía son esenciales
para la biosíntesis
La energía liberada por la oxidación de nutrientes se almacena
temporalmente para luego ser utilizada en la construcción de las moléculas
que la célula necesite.
22. Rutas metabólicas pueden ser lineales, ramificadas y cíclicas.
Sucesión de reacciones químicas que conducen de
un sustrato inicial a uno o varios productos finales, a través de
una serie de metabolitos intermediarios.
23. Las diferentes reacciones de todas
las rutas metabólicas
están catalizadas por enzimas y
ocurren en el interior de las células.
Muchas de estas rutas son muy
complejas e involucran una
modificación paso a paso de la
sustancia inicial para darle la forma
del producto con la estructura
química deseada.
Todas las rutas metabólicas están
interconectadas y muchas no tienen
sentido aisladamente.
24. Reacciones acopladas catalizadas por
ENZIMAS
Proteínas especializadas para actuar como
catalizadores que realizan el trabajo
químico de una célula
25. Debido a que las enzimas son muy selectivas
con sus sustratos, el conjunto de enzimas
sintetizadas en una célula determina el tipo
de metabolismo que tendrá dicha célula.
A su vez, esta síntesis depende de la
regulación de la expresión génica.
28. Cómo extraen la energía los heterótrofos para
realizar sus actividades?
1)Digestión
Grandes moléculas pequeñas moléculas
2)Catabolismo
pequeñas moléculas ruptura de uniones químicas
enzima
s
enzima
s
29. Modelo llave-cerraduraModelo ajuste
inducido
Enzimas
Mecanismo de acción enzimática.
Las enzimas son muy específicas. Existe una complementariedad
geométrica, la enzima se adapta tridimensionalmente a sus sustrato cuando
interaccionan.
La unión enzima sustrato
altera la conformación de
la enzima induciendo un
intimo ajuste entre el sitio
activo y el sustrato
Mas actual
31. Cada célula regula la síntesis de sus productos
metabólicos en cantidades y velocidades
necesarias, evitando el gasto de energía en
sobreproducción.
Esta regulación depende a su vez de la regulación
de la actividad enzimática
Como?
Los sistemas vivos tienen varias formas de
regular - poner en marcha y detener - la actividad
enzimática así como de regular su nivel.
32. Mecanismos de regulación de la actividad
enzimática
cambios en el pH
cambios en la temperatura
presencia de cofactores
las concentraciones del sustrato y de los
productos finales
presencia de inhibidores
modulación alostérica
por modificación covalente
33. Mecanismos de regulación de la actividad enzimática
Regulación alostérica
Las enzimas alostéricas cambian reversiblemente de
conformación cuando determinado ligando se une a su superficie.
34. Enzimas alostéricas, controlan puntos clave en las
rutas metabólicas principales
Ejemplo:
Fosfofructoquinasa
clave para la evolución de
la glucolisis
35. La enzima fosforilada es
activa
La enzima no
fosforilada es inactiva
Elementos de la reacción
Mecanismos de regulación de la actividad
enzimática
Modificación covalente: fosforilación por kinasas
Enzima inactiva
Grupo fosfato
sustrato
37. Las células obtienen la energía por medio de 2 procesos
Glucolisis
Respiración celular
Resultado: Oxidación completa de la Glucosa
38. LAS CELULAS SON CAPACES DE SINTETIZAR ATP
POR MEDIO DEL CATABOLISMO DE MOLECULAS
ORGANICAS.
Esto puede ocurrir por 2 procesos diferentes que ocurren
de manera combinada
Fosforilación a nivel sustrato
Respiración aerobia
39. ATP se forma por transferencia de un grupo PO4 de un
intermediario fosforilado a un ADP
Fosforilación a nivel sustrato
Es una reacción química que se puede definir como la producción de ATP
(o GTP) a partir de ADP (o GDP) combinada a una transformación
enzimática de un sustrato.
Un sustrato de alta
energía fosfatado,
cede su fosfato de
alta energía al ADP
40. Fosforilación a nivel
susbstrato
GLUCOLISIS
Un ejemplo de fosforilación a nivel de sustrato es
la conversión de fosfoenolpiruvato a piruvato en la
última reacción de la glicólisis, con producción de
ATP.
La enzima que cataliza esta reacción es
la piruvato quinasa
42. En los sistemas vivos,
la oxidación de la glucosa se da en etapas
GLUCOLISIS + RESPIRACIÓN
CICLO de KREBS + TRANSPORTE de
ELECTRONES
CITOPLASMA MITOCONDRIA Eucariotas
43. La célula lleva a cabo una compleja serie de
reacciones catalizadas por enzimas para extraer
energía del azúcar glucosa en presencia de oxigeno
para formar ATP
GLUCÓLISIS
44. Glucolisis
Objetivo: Extraer energía de la Glucosa
Camino metabólico de pasos secuenciales, 10
reacciones catalizadas por enzimas especificas,
que producen ATP por fosforilación a nivel
sustrato.
45. Glucólisis
Las enzimas especificas que catalizan las
reacciones de la glucolisis se encuentran en el
citoplasma.
10 reacciones que convierten:
Glucosa (6C) 2 Piruvato (3C)
Se consumen 2 ATP al principio para luego producir 4 ATP
un neto de 2 ATP por glucosa catabolizada.
46. 1.Fosforilación de la Glu (6C).
Se consume 1ATP
2-3. 2da fosforilación. Se consume 1ATP
4-5. 6C se divide en 2 Gliceraldehido 3P (3C)
6. Oxidación seguida de fosforilación
Produce 2 NADH y 2 moleculas de 3C con
unión fosfato de alta ε
7. Se remueven los fosfatos de alta ε
2ATP + 2 3PG (fosfoglicerato)
8-9. Formación de 2 Fosfoenolpiruvato
(PEP), perdida de H2O. Fosfato de alta ε
10. Se remueven los fosfatos de alta ε
Y se producen 2 ATP y 2 PIRUVATOS (3C)
47. Glucólisis: 3 cambios
1 Glucosa 6C 2 Piruvato (3C)
2 ADP 2 ATP
2 NAD+
2 NADH
Los piruvatos producidos conservan casi toda la ε de la
molécula de Glucosa original
NAD es reducido y acarreara 2 e- y H+
Por fosforilación a
nivel sustrato
4e- que producirán ATP
a nivel de la respiración
aerobia
48. Fosfofructoquinasa-1
Enzima principal de la regulación de la glucólisis
(paso 3 de la glucolisis)
Esta enzima es controlada por regulación alostérica
Se activa por niveles energéticos ↑de ADP y AMP
Se inhibe en abundancia de ATP y citrato
49. ↑ AMP o ADP
implica que hay
carencia de ATP, por
lo tanto es necesario
realizar Glucolisis
↑ ATP
inhibe esta enzima;
la célula no necesita
generar ε
50. Con O2 Sin O2
Destino del Piruvato
Respiración
Fermentación
51. Respiración Aerobia
1. Oxidación del Piruvato: el piruvato (3C) es oxidado
a Acetil-Coa (2C), liberando un C como CO2
2. Acetil-Coa se inserta en un ciclo de 9 reacciones
Ciclo de Krebs donde se produce ATP y un gran
numero de e- son removidos por reducción de NAD
a NADH.
3. Estos e- son acarreados por el NADH son
utilizados para producir grandes cantidades de ATP
en lo que se denomina Cadena de Transporte de e-
52. GLUCOLISIS + RESPIRACIÓN
CICLO de KREBS + TRANSPORTE de ELECTRONE
CITOPLASMA MITOCONDRIA Eucariotas
2da etapa de degradación de
la Glucosa
53. O2 disponible
La degradación de la Glu implica la oxidación progresiva del
piruvato a CO2 y H2O, completando la degradación de la
molécula de glucosa
RESPIRACIÓN
Es la oxidación de moléculas de alimento por
parte de la célula con la utilización de O2 como
el aceptor final de los electrones
54. Destino del Piruvato
La ruta de la Respiración aerobia comienza con la
oxidación del piruvato a una molecula llamada ACETIL-
COA, que luego será oxidada en el Ciclo de Krebs
El ácido pirúvico se encuentra en el citoplasma y es
transportado en forma selectiva a la matriz mitocondrial
55. Se decarboxila, se libera un CO2 dando 1 grupo acetilo de 2C y se
generan NADH.
Cada grupo acetilo se combina con la Coenzima A (CoA) para dar
Acetil-CoA, nexo entre glucolisis y Krebs
Oxidación del Piruvato
Piruvato+ NAD+
+ CoA Acetil-CoA+ NADH+CO2
Piruvato
deshidrogenasa
56. Acetil-Coa es muy importante
porque es generado por diferentes
procesos metabólicos.
Todas las moléculas que son
catabolizadas para obtener ε son
convertidas a Acetil-CoA.
La degradación de proteínas,
grasas y otros lípidos generan
Acetil-CoA
57. Luego, el Acetil-CoA puede
mediar la síntesis de grasas
(reserva energética) o bien la
producción de ATP.
↓ ATP la ruta de oxidación se estimula y se produce ε a través
de la oxidación en el ciclo de Krebs
Esto explica porque desarrollamos las reservas de grasa
cuando consumimos mas comida que la que nuestro cuerpo
necesita
↑ATP la ruta de oxidación se inhibe y se dirige a la síntesis
de grasas
Esto depende del
requerimiento energético
de la célula.
58. La extracción de ε adicional del piruvato ocurre :
1ro oxidando el piruvato a acetil-CoA,
2do oxidando el Acetil-CoA en el ciclo de Krebs
Estas etapas de oxidación tienen lugar en la MITOCONDRIA
59. 3ra etapa de extracción de ε de la glucosa:
Oxidación del Acetil Coa: Ciclo de Krebs
En este ciclo los C donados por el acetil se oxidan a CO2 y los
e- pasan a la cadena de transporte de e-
(Ciclo tricarboxilico o ciclo del acido citrico)
60. Camino metabólico de 9 reacciones que ocurren en la matriz
mitocondrial.
EL acetilo de 2C se combina con una molécula de 4C para dar una
molécula de 6C, el oxalacetato (este es luego reciclado para ser
combinado con un nuevo acetilo)
En cada ciclo
Un nuevo grupo acetilo reemplaza los 2 CO2 que son liberados y
nuevos e- son extraídos y acarreados como NADH y FADH2
Ciclo de Krebs
62. Entonces, cada ciclo genera 2 ATP por molécula de glucosa y
almacena e- energizados que son dirigidos a la cadena de
electrones para la producción de ATP.
Para completar la oxidación de una molécula de glucosa, cada
uno de los 2 Acetil-CoA producidos por la glucolisis y oxidacion
del piruvato, darán una vuelta al ciclo de Krebs
63. A este nivel, la molécula de glucosa se ha oxidado
completamente.
Parte de su energía se uso en la formación de ATP a
partir de ADP (fosforilación a nivel sustrato).
El resto se encuentra en los e- que se separaron de
los átomos de C y son acarreados por el NADH y
FADH2.
Estos e- aun se encuentran en un nivel energético
alto.
64. GLUCOLISIS + CICLO de KREBS + TRANSPORTE de ELECTRONE
H+
de la Glu
COENZIMAS
Transportadores de e-
NAD+ puede captar 1H+, 2e- NADH
FAD puede captar 2H+, 2e- FADH2
Se reducen
NADH y FADH2 ceden sus e- a la
CADENA TRASNPORTADORA DE e-
Crestas mitocondriales
65. La energía contenida en el NADH y FADH2 es pasada a través
de la cadena de transporte de e- si el O2 esta presente
Las coenzimas entregan un H+
y e- a los aceptor de la cadena
y luego de descender gradualmente se encuentra el O2 para
recibirlos.
En cada paso de la cadena los e- se mueven hacia aceptores
mas electronegativos y su energía va disminuyendo.
Esta cadena permite que la energía sea extraída gradualmente
y que el NAD+
se recicla.
CADENA TRASNPORTADORA DE e-
serie de mecanismos de electrones que se encuentran en
la membrana en la membrana interna mitocondrial que mediante
reacciones bioquímicas producen ATP
66. La cadena de transporte de e- esta constituida
por una serie de aceptores de e-
Cada uno capaz de aceptar e- a un nivel
electrónico ligeramente inferior al precedente.
67. Electrones de la
Glucosa o
nutrientes
Formación de agua
Descienden por
una pendiente
energética
ATP
Energía
para la
síntesis de
Cuando los e- alcanzan el nivel
energético mas bajo se combinan con H2
y O2 para formar H2O
68. NADH y FADH2 ceden sus e- a la
CADENA TRASNPORTADORA DE e-
Estos e- pasan a través de diferentes moléculas transportadoras en la membrana
interna de la mitocondria (crestas) y van liberando ε con la que se genera ATP a
partir de ADP.
Cuando los e- alcanzan el
nivel de ε mas bajo se
combinan con O2 para
formar H2O
Cresta
mitocondrial
1
69. Complejos de proteínas inmersos en la membrana mitocondrial
interna que contienen a los transportadores de e- y las enzimas
necesarias para catalizar la transferencia de e- de un
transportador a otro
5 complejos enzimáticos
NADH deshidrogenasa complejo enzimático que recibe los e- en primera
instancia del NADH. Bombea H+
Ubiquinona o Coenzima Q. Acepta e- del FADH2
Citocromo bc1 acopla la transferencia de e- desde CoQ a
Citocromo C. Bombea H+
Citocromo C transporta e- de uno en uno
Citocromo C oxidasa transporta e- desde el Cit C al O2 . Bombea H+
cataliza la síntesis de ATP
70. Cadena de transporte de electrones
Citocromos componente principales de la cadena
Citocromos son proteínas respiratorias que contienen grupos hemo (Fe-S)
71. La cadena actúa como una bomba utilizando la ε de los e-
para transportar H+
de un lado a otro de la membrana: desde
la matriz al espacio intermembrana.
El bombeo genera un gradiente de H+
a través de la
membrana (m. interna impermeable) que es utilizado por la
mitocondria para sintetizar ATP.
72.
73. La diferencia de concentración y diferencia de carga a ambos
lados de la membrana mitocondria: Fuerza protón-motriz
Esta fuerza impulsa de nuevo a los H+
al interior de la matriz
a través de un canal proteico especifico ATP sintetasa: esta
acopla el movimiento de los H+
a la síntesis de ATP
¿Cómo se genera ATP?
74. Transporte de e- y síntesis de ATP están acoplados
Acoplamiento quimiosmótico
77. La matriz mitocondrial contiene enzimas, coenzimas, y
otras moléculas implicadas en la respiración.
M. externa es permeable a la mayoría de las moléculas
pequeñas.
M. interna solo permite el pasaje de ciertas moléculas
como el ácido piruvico y el ATP.
La permeabilidad selectiva de la membrana interna es
fundamental en la capacidad de las mitocondrias para
aprovechar la energía de la respiración para producir
ATP
78. e- acarreados hacia el
sistema de transporte
e- proveen ε para
bombear H+ a
través de la memb
O2 se une con H+
para dar H2O
H+ difunden hacia la
matriz, conduciendo la
síntesis de ATP
1
2
3
4
5
79. Rendimiento energético a partir de una molécula de Glucosa
-2 ATP necesarios
para trasladar
NADH hacia
mitocondria
4
36 ATPRendimiento teórico
NADH activa 3 bombas en
cadena de e-: 1 NADH, 3
ATP. El FADH2 solo 2
81. En ausencia de O2 el metabolismo aeróbico no puede
ocurrir y las células dependen exclusivamente de la
Glucolisis para producir ATP.
En estas condiciones, los átomos de H generados en
la glucolisis son donados a moléculas orgánicas.
A este proceso se lo denomina FERMENTACIÓN
82. Con O2 Sin O2
Destino del Piruvato
Fermentación
Láctica Alcohólica
83. Fermentación
• Proceso anaeróbico que ocurre en el citosol, sin intervención
de mitocondria ni cadena respiratoria.
• Los electrones que resultan de la degradación de glucosa son
donados a moléculas orgánicas, regenerando NAD+.
Molécula orgánica
+ NADH
Molécula orgánica reducida
+ NAD+
Acido orgánico
o alcohol
Compuesto orgánico que se reducirá
para poder reoxidar el NADH a NAD+
(Acepta el H del NADH)
84. • Propias de los microrganismos, como bacterias y levaduras.
Proceso involucrado en la producción de vinos, cervezas,
yogures.
• También se produce la fermentación en la mayoría de las
células animales, excepto en neuronas.
• En músculo se realiza fermentación láctica cuando el aporte
de oxigeno no es suficiente.
Donde y cuando ocurren las fermentaciones?
85. Si bien las bacterias llevan a cabo muchos tipos de
fermentación (ac. Acético, ac. Butírico, ac. Propionico,
alcoholes) las células eucariotas son capaces de realizar solo
alguna de ellas.
Ejemplo:
La conversión de piruvato a etanol ocurre
naturalmente en las uvas.
86. • Producto de la fermentación: Fuente de etanol
• CO2 liberado en la decarboxilación produce que se leve la masa
• En toxico para las levaduras en si misma: al acercarse a 12%
Fermentación alcohólica: en levaduras
Enzima de levaduras
Se reduce
87. El almidón de la cebada proporciona la mayoría de los azúcares que las
levaduras Saccharomyces cerevisiae convertirán en etanol y dióxido de
carbono.
Producción cerveza
88. Fermentación láctica: en células musculares
El Piruvato se convierte en acido láctico y se regenera NAD+
La sangre circulante remueve el exceso de ac. láctico de los músculos,
pero cuando la producción es muy elevada, se acumula generando la fatiga
muscular
Lactato deshidrogenasa
transfiere un H+ desde el
NADH hacia el piruvato
89. Fermentación 1 molécula de glucosa : 2 moléculas de ATP
Respiración 1 molécula de glucosa : 38 moléculas de ATP
Esto se debe a la oxidación del NADH que en lugar de
entrar en la cadena respiratoria cede sus electrones a
compuestos orgánicos con poco poder oxidante.
Desde el punto de vista energético, las
fermentaciones son muy poco rentables.
90. Otras vías catabólicas
Otras fuentes de energía
Los alimentos suelen contener una mezcla de compuestos
químicos como hidratos de carbono, proteínas, grasas…
Como extraen los seres vivos energía de las
grasas o de las proteínas ?
91. Son degradados en sus
monosacáridos
constituyentes y fosforilados
a Glucosa-6P de manera tal
que se incorporan a
GLUCOLISIS. Ej: Almidón
Polisácaridos
92. Son degradadas a sus aa
constituyentes. Estos se
desaminan (eliminan los grupos
amino) y el esqueleto de C se
convierte en grupo acetilo o bien
en compuestos que se
incorporan a Glucolisis o Krebs.
Ej: Alanina es convertida en
piruvato y asparatato en
oxalacetato.
Proteínas
93. Primero se escinden en sus
componentes: glicerol y ácidos grasos.
Los ácidos grasos de largas cadenas
son fuente de gran ε.
Son cortados en fragmentos de 2C
como acetilos en la matriz
mitocondrial, y entran a ciclo de Krebs
como Acetil-CoA: Proceso llamado ϐ
oxidación.
Cada ronda de ϐ oxidación consume 1
ATP y genera un FADH2 y NADH
extra
Grasas
94. La mitocondria es el lugar donde se produce
Acetil-CoA a partir de las moléculas de
alimentos mas comunes: Azucares y grasas.
95. Acetil Coa
H d C
Proteínas
Grasas
Lípidos
Síntesis de grasas
o
Producción ATP
De acuerdo a las necesidades
energéticas del organismo
↑ATP : se inhibe la ruta de oxidación: AcetilCoa
síntesis de ac. grasos, reserva grasas
↓ATP: la ruta oxidativa se prioriza : Krebs para producir ATP
96. Cuando se consumen hidratos de carbono mas allá de los
requerimientos del cuerpo, se almacenan temporariamente en
glucógeno o bien de manera permanente en grasas
Cuando los requisitos energéticos del cuerpo no son satisfechos por la
ingestión de alimentos, se degrada inmediatamente el glucógeno y luego
las grasas.
Un humano adulto reserva suficiente glucógeno para un día de actividad
normal pero grasa para aprox. un mes.
Glucógeno “ocupa mas lugar” que grasas porque contiene agua.
6 veces mas que la misma cantidad de grasa.
Cuantitativamente, las grasas son mas importantes que el
glucógeno en términos de reserva energética.
97. La oxidación de un gramo de grasa libera casi el doble
de energía que la oxidación de un gramo de
glucógeno
Gotas de grasa teñidas de rojo
98. Luego de las comidas la ε que se necesita deriva de los
azucares incorporado en la comida.
El exceso de azúcar se utiliza para rellenar reserva de
glucógeno o para sintetizar grasas.
Luego, las reservas de grasa del tejido adiposo son
consumidas.
Por ejemplo en la mañana la rápida oxidación de grasas
genera la mayor cantidad de ATP que necesitamos.
Entre comidas: la ε proviene de los ácidos grasos.
99. Bajo niveles de glucosa en sangre estimulan la degradación
de grasas para la obtención de ε
Adipocitos
Reserva de
grasas
• Triglicéridos se hidrolizan a ácidos grasos y glicerol
• Ácidos grasos son transferidos a través del torrente sanguíneo.
• Los animales no pueden convertir ácidos grasos en azucares entonces
estos son oxidados directamente (a Acetil CoA)
100. Glucolisis y ciclo de Krebs
Proveen de los
precursores para la
síntesis de las
moléculas biológicas
mas importantes
Muchas de estas moléculas
producidas por catabolismo
son transferidas de la
mitocondria al citosol donde
se utilizan en reacciones
anabólicas como
precursores de síntesis de
moléculas esenciales como
aa.
101. Para la próxima clase
Reacción neta de la Glucolisis
Reacción neta de Fermentación
102. Bibliografía
•Alberts, B., Bray, D., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts,
K. y Walter, P. Introducción a la Biología Celular.
traducción al español de la 3 ed - Omega, Barcelona.
•Curtis H., Barnes S., Schnek A., Flores G. Invitación a la
Biología. 6 ed. Editorial Panamericana. 2006.
•Raven and Jhonson. Biology. 6th Edition. McGraw-
Hill. 2001
Recomiendo para los que entienden ingles
103. El metabolismo es una red de rutas con reacciones acopladas de degradación (catabolismo) y síntesis (anabolismo)
104. Se basa en el carácter reductor
de los monosacáridos.
Si un azúcar es reductor, el azúcar reduce el
licor de Fehling a óxido de cobre rojo,.
Los azúcares
reductores son aquellos
azúcares que poseen su grupo
funcional carbonilo intacto, y
que a través del mismo pueden
reaccionar como
reductores con otras
moléculas.
Todos los monosacáridos son
reductores
Notas del editor
La nutrición autótrofa es la capacidad de ciertos organismos de sintetizar todas las sustancias esenciales para sumetabolismo a partir de sustancias inorgánicas, de manera que para su nutrición no necesitan de otros seres vivos. El término autótrofo procede del griego y significa "procesa su alimento por sí mismo".
As suggested here, since
a major portion of the energy stored in the chemical bonds of food
moleculesis d issipateads h eat,t he masso f food requiredb y anyo rganism
that derivesa llo f itse nergyf rom catabolismis muchg reaterth ant he mass
of the moleculetsh at canb e oroducedb v anabolism.
A MENUDO EK ELECTRON VIAJA CON UN PROTON OSEA COMO ATOMO DE HIDROGENO
Oxidacion
Cualquier reaccion en la que se transfieran e- de un atomo a otro
Eliminacion de e- Fe 2+ → Fe 3+
Reduccion Adicion de electrones Cl2→ Cl -
Modelo comparativo de disminucion energia de activacion
Reacciones quimicas q involcucran enxzimas
Serie ordenada de pasos que contituye una via o reacciones metabolicas acopladas
Reacciones catabolicas que libera energia p el anabolismo y otros trabajos de la celula y ademas suministran la materia prima ara los procesos anabolicos
Inicial mente llave cerradura. En la actualidad se piensa en un ajuste inducido q crea cierta tension entre las moleculas reactias y facilita la reaccion.
La union enzima sustrato altera la conformacion de la enzima induciiendo un intimo ajuste entre el sitio activo y el sustrato
cada celula regula la sintesis de sus productos metabolicos en cantidades y velocidades necesarias, evitando el gasto de energia en sobreproduccion. Esta regulacion depende a su vez de la regulacion de la actividad enzimatica
Asi algunas celulas solo producen enzimas cuando son necesarias o producen versiones inactivas de enzimas q son clivadas, degradadas o modiificadas de alguna manera para llograr su objetivo en el tpo y forma adecuanda sin dañar x ej proteinas de las celulas q las producen.
Los sistemas vivos tienen varias formas de regular, poner en marcha y detener, la actividad enzimatica asi como de regular su nivel.
Cuanto mas cantidad de energia se libera en un mismo paso, es mayor la cantidad q se libera como calor tb.
Combustion de gasolina . La nafta se quema en una serie de pequenas explosiones dentro de los cilindros, en vez de una sola gran explosion dentro del tanque.
Se libera energia de la gasolina poco a poco asi se utiliza mejor la e y es usada para empujar los pistones y mover el auto.
Serie de proteínas de membrana en la membrana mitocondrial interna
Los e- cedidos por el NADH y FADH2 son pasados de proteína a proteína
Algunas de estas proteínas, utilizan los e- para bombear H+ fuera de la matriz
Finalmente estos electrones llegan a reducir al O2 para formar H2O
This particular type of fermentation is of great interest to humans, since it is the source of the ethanol in wine and beer (figure 9.24). Ethanol is a byproduct
of fermentation that is actually toxic to yeast; as it approaches a concentration of about 12%, it begins to kill the yeast. That explains why naturally fermented wine contains only about 12% ethanol.
It therefore closes the metabolic circle, allowing glycolysis to continue as long as glucose is available. Circulating blood removes excess lactate (the ionized
form of lactic acid) from muscles, but when removal cannot keep pace with production, the accumulating lactic acid interferes with muscle function and contributes to muscle fatigue
Proteinas primero se degradan en aa . El grupo amino de elimina x reaccion de deaminacion
Luego la cadena carbonada se incorpora en algun paso de la glucolisis o krebs
ej alanina se convierte a piruvato
Grasas se rompen en ac grasos mas glicerol. Las largas colas de los ac grasos brindan alta energia.
Se oxidan en la matriz de la mitoc: por reacciones de B oxidacion, se remueven los carbonos de los extremos de los ac grasos hasta que el ac graso completo es convertido a Acetil Coa
Quantitatively, fat is far more important than glycogen as an energy store for
animals, presumably because it provides for more efficient storage. The oxidation
of a gram of fat releases about twice as much energy as the oxidation of a gram
of glycogen. Moreover, glycogen differs from fat in binding a great deal of water,
producing a sixfold difference in the actual mass of glycogen required to store
the same amount of energy as fat. An average adult human stores enough glycogen
for only about a day of normal activities but enough fat to last for nearly a
month. If our main fuel reservoir had to be carried as glycogen instead of fat,
body weight would increase by an average of about 60 pounds.
Quantitatively, fat is far more important than glycogen as an energy store for
animals, presumably because it provides for more efficient storage. The oxidation
of a gram of fat releases about twice as much energy as the oxidation of a gram
of glycogen. Moreover, glycogen differs from fat in binding a great deal of water,
producing a sixfold difference in the actual mass of glycogen required to store
the same amount of energy as fat. An average adult human stores enough glycogen
for only about a day of normal activities but enough fat to last for nearly a
month. If our main fuel reservoir had to be carried as glycogen instead of fat,
body weight would increase by an average of about 60 pounds.
MostA nimalC ellsD eriveT heirE nergyfr om FattyA cidsB etween
Meals
After a meal, most of the energy that an animal needs is derived from sugars
derived from food. Excess sugars, if any, are used to replenish depleted glycogen
stores, or to synthesize fats as a food store. But soon the fat stored in adipose tissue
is called into play, and by the morning after an overnight fast, fatty acid oxidation
generates most of the ATP we need.
Low glucose levels in the blood trigger the
Low glucose levels in the blood trigger the breakdown of fats for energy production.
As illustrated in Figure 2-78, the triacylglycerols stored in fat droplets
in adipocl'tes are hydrolyzed to produce fatty acids and glycerol, and the fatty
acids released are transferred to cells in the body through the bloodstream.
\.\hile animals readily convert sugars to fats, they cannot convert fatty acids to
sugars. Instead, the fatty acids are oxidized directly.