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Capítulo 6: Reglas básicas del
        metabolismo
      Prof. Carol V. López Morales
                CIBI 3001
        c_lopez_pr@yahoo.com
                  B-204
Objetivos
   Luego de finalizado            el   capitulo     los
    estudiantes podrán:
    ◦ Explicar las leyes de termodinámica
    ◦ Definir el termino enzima
    ◦ Explicar cómo funciona una enzima
    ◦ Enumerar los factores que afectan la función de las
      enzimas
    ◦ Explicar la importancia reacciones REDOX en los
      procesos de transferencia de energía en sistemas
      biológicas
Energía
• La energía es la capacidad para hacer trabajo.

   Termodinámica: ciencia que estudia la energía y
    sus transformaciones
    ◦ Son leyes que aplican tanto a sistemas vivos, así como al
      ambiente físico



• Primera Ley de Termodinámica:
    – La energía no se crea ni se destruye, solo se
      transforma.

• La energía tiende a dispersare
  espontáneamente, hasta que se reparte
  equitativamente.
Energía
   Segunda Ley o Ley de Entropía:
      La    entropía   en    el     universo   aumenta
       continuamente

    ◦ Entropía: es el estado desorganizado de la
      energía,
       Mide la cantidad de energía de un sistema dado
    que se ha dispersado.

    ◦ Los cambios energéticos no son 100% eficientes.
      Parte de la energía se pierde en forma de calor.

    ◦ Los sistemas tienden hacia la máxima entropía.

    ◦ La entropía se refiere a la distribución de la
      energía.
Entropy
Energía
• Flujo unilateral de energía:
  – Cuando la energía se transfiere de un lugar a otro se
    produce trabajo.

  – Las transferencias de energía de un lugar a otro a
    menudo incluyen que una forma de energía se
    transforme a otra.
  – En cada transferencia una parte de la energía escapa
    en forma en de calor

     • Ejemplo:
         – Un foco a menudo transforma 5% de la energía de la
           electricidad a luz. El restante 95% se escapa como
           forma de calor que irradia el foco.
Conversion de energía

 Solo cerca del 10% de la energía química
  presente en los alimentos es utilizada para
  construir la masa corporal, el restante 90% se
  emplea en otras actividades como movimiento y
  la gran mayoría se pierde en las conversiones
  de energía.
Flujo unilateral de enrgía
• En cada transferencia de energía una parte se
  escapa en forma de calor (Segunda Ley de
  Termodinámica).

  – La energía que se escapa no esta disponible
    para realizar trabajo.
Flujo unilateral de energía
• La energía fluye del sol a los productores y
  después a los consumidores.

• Durante este viaje la energía cambia de forma
  y de ubicación muchas veces.

• En cada transferencia parte de la energía se
  escapa como calor.
energy                       ENERGY IN
    input, mainly from           Sunlight energy reaches
    sunlight                     environments on Earth.
                                 Producers of nearly all
                                 ecosystems secure some
                                 and convert it to stored
            PRODUCERS            forms of energy. They
        plants and other self-   and all other organisms
         feeding organisms       convert stored energy to
                                 forms that can drive
                                 cellular work.
                 nutrient
                 cycling

                                 ENERGY OUT
           CONSUMERS
           animals, most         With each
            fungi, many          conversion, there is a
          protists, bacteria     one-way flow of a bit of
                                 energy back to the
energy                           environment. Nutrients
output, mainly                   cycle between producers
heat                             and consumers.         Fig. 6-5, p. 95
La energía en las moléculas de la vida

• Metabolismo: suma de las reacciones químicas
  que ocurren en un organismo.

  – Los enlaces químicos unen a los átomos apara formar
    moléculas.

  – Cuando las moléculas interactúan se forman y se
    rompen enlaces químicos.

  – Reacción: proceso por el cual ocurren cambios
    químicos.
La energía en las moléculas de la vida

• Reacción:

  – Reactivos: moléculas que participan en la
    reacción.

  – Productos: moléculas que quedan al finalizar la
    reacción.
Chemical Reactions
La energía en las moléculas de la vida

• Todo enlace químico contiene energía.

• Energía libre: cantidad de energía libre en una
  molécula para hacer trabajo.

  – En la mayoría de las reacciones la energía libre
    de los reactivos difiere de la en energía libre de
    los productos.
Tipos de Reacciones
• Reacción endotérmica:
  – Necesitan energía para llevarse acabo.
  – Los reactivos tienen menos energía libre que los
    productos.


• Reacciones exergónicas (exotérmicas):
  – NO requieren energía para llevarse acabo.
  – Los reactivos tienen más energía libre que los
    productos.
  – Al finalizar la reacción hay una liberación de
    energía
Products


                   Free energy
                    decreases
                                                     Free energy
                                                      increases


                    Products      Reactants

      Course of reaction                 Course of reaction

(a) Reacción exotérmica          (b) Reacción endotérmica
( libera energía)                ( requiere energía)




                                                                   16
Energía de activación
• Energía de activación: Cantidad mínima de
  energía requerida que permite que se inicie
  una reacción.

  – Es independiente de cualquier diferencia en
    energía entre los reactivos y productos.
Activation Energy
ATP
• La energía que la célula obtiene del
  ambiente es usualmente obtenida en
  forma de energía química en las
  moléculas de nutrientes.

• Este tipo de energía necesita ser
  convertido a una forma de energía que
  pueda ser utilizada por las células.

• Este energía es convertida y almacenada
  en forma de ATP.
ATP
ATP
• Es un transportador de energía:
  – Acepta la energía liberada por las reacciones
    exotérmicas
  – Aporta energía en las reacciones
    endotérmicas.
  – Los enlaces que unen los tres grupos fosfatos
    tienen mucha energía.
  – Cuando se transfiere un grupo fosfato del
    ATP a otra molécula se transfiere energía con
    él (fosforilación)
    • ATP------ADP
three phosphate
        adenine                     groups


        ribose



A Structure of ATP (adenine triphosphate).

                                             Fig. 6-9a, p. 97
adenine        AMP     ADP     ATP

              ribose          P       P       P




B The molecule is called ATP when it has three phosphate groups.
After it loses one phosphate group, the molecule is called ADP
(adenosine diphosphate); after losing two phosphate groups it is
called AMP (adenosine monophosphate).




                                                            Fig. 6-9b, p. 97
Como funcionan las enzimas
• La mayoría de las enzimas son
  proteínas, aunque existe un pequeño grupo de
  enzimas que son RNA.

• Las enzimas son agentes catalíticos que
  aceleran una reacción.

• La mayoría de las enzimas no son consumidas
  ni se modifican al trabajar en una reacción, y
  pueden trabajar en ella una y otra vez.
Como funcionan las enzimas
• Son proteínas que actúan como agentes
  catalíticos orgánicos.

• Agentes catalizadores: aceleran una reacción
  disminuyendo la cantidad de energía de
  activación necesaria.
Energía de activación
• Energía de activación: Cantidad mínima de
  energía requerida que permite que se inicie
  una reacción.

  – En realidad nos referimos a la energía necesaria
    para romper los enlaces de los reactivos.
Activation Energy
Activation Energy
Enzimas
• Las enzimas interaccionan con los substratos.

• Su conformación tridimensional las hace
  altamente específicas.

• El substrato se combina con la enzima al
  unirse en un lugar que se conoce como sitio
  activo en la enzima.
Enzimas
• Sitio activo:
   – Lugar en la enzima donde se une el substrato para
     que la reacción proceda.

   – Este lugar es complementario en
     forma, tamaño, polaridad y carga al substrato.
Enzyme-Substrate Complex
active site                   reactant(s)




enzyme                          product(s)

   A Hexokinase is an enzyme that attaches
   phosphate groups to glucose and other
   sugars with the help of ATP.

                                             Fig. 6-10a (right), p. 98
Enzimas
• La enzima (E) interacciona con el substrato (S)
  formando un complejo enzima+ substrato
  (ES).

• Este complejo (ES) permite que el substrato se
  convierta en producto.
Modelos que explican como ocurre la
   interacción entre la enzima y el substrato
• Modelo Llave cerradura: establece que la enzima
  se acopla al substrato en el sitio activo por medio
  de una conformación que permiten que ambos
  encajen como una llave y una cerradura.

• Modelo de Acoplamiento inducido: propone que
  cuando la enzima se combina con el substrato se
  produce un cambio en la configuración del sitio
  activo de la enzima que permite un acoplamiento
  óptimo entre la enzima y el substrato.
   – Este modelo es el más aceptado hoy en día
Modelo Llave Cerradura
Modelo de Acoplamiento Inducido
Como trabajan las enzimas
• Para que una reacción se lleve a cabo primero
  se debe de dar un estado de transición :
  – donde los enlaces del sustrato alcanzan su punto
    de ruptura y la reacción comienza a darse
    espontáneamente para formar producto.

• Las enzimas permiten que se alcance el estado
  de transición reduciendo la energía de
  activación.
Mecanismos de trabajo de las enzimas

• Ayuda para que lo sustratos se unan: a medida que
  las moléculas de los sustratos estén más cerca unas
  de otras tienen más probabilidades de interaccionar.


• Orientación de los sustratos en posiciones que
  favorecen la reacción: por si solo los sustratos
  chocan unos con otros aleatoriamente. En cambio
  cuando se unen a un sitio activo, los sustratos se
  posicionan alineados adecuadamente para la
  reacción.
Mecanismos de trabajo de las enzimas

• Adaptación entre enzima y sustrato: la enzima
  restringe la sustrato, alargándolo o apretándolo en
  una forma que a menudo permite que termine cerca
  de un grupo reactivo o de otra molécula.


• Expulsión de moléculas de agua: en algunas
  ocasiones las moléculas de agua pueden interferir en
  algunas reacciones. Los sitios activos de algunas
  enzimas repelen el agua.
Funciones de las proteínas
• Si ocurren cambios drásticos de temperatura y
  pH, las proteínas se desnaturalizan.

   – Pierden su forma y dejan de funcionar correctamente.

   – La estructura de las proteínas dicta sus funciones.


• Otro factor que influye en la función de las
  proteínas es la concentración de sal.
Ayuda de cofactores
• Los cofactores son:
       átomos o moléculas que pueden asociarse con las
        enzimas y ayudarlas en su funcionamiento.
       componentes inorgánicos requeridos para
        activar una enzima.
       Por ejemplo, iones como Mg, Fe, Cu, Zn y Mn

   Co-enzimas:
       componentes orgánicos requeridos por la
        enzima para poder trabajar correctamente.
       Por ejemplo, las vitaminas ayudan a que
        sustrato se una al sitio activo
Metabolismo
• Suma de todas las reacciones químicas que
  ocurren en un organismo.

• Son reacciones organizadas mediadas por
  enzimas.

• Cualquier serie de reacciones mediada por
  enzimas en la cuál la célula sintetice, reordene o
  rompa una sustancia química se llama una vía
  metabóica.
Vías metabólicas
• Síntesis o anabolismo: vía metabólica en la
  que se sintetiza (forma) moléculas de mayor
  tamaño a partir de moléculas más pequeñas.



• Rompimiento o catabolismo: moléculas
  grandes se rompen para formar moléculas
  más pequeñas.
Recciones metábolicas
• Lineales: van de reactivos a productos

• Ramificadas: sus intermediarios pueden
  participar en más de una secuencia de
  reacciones.
   – Intermediario: sustancia que se forma en una reacción
     entre reactivos y productos.

• Cíclicas: en el último paso se regenera un reactivo
  para el primer paso.
Controles del metabolismo
• Las células conservan energía sintetizando lo
  que necesitan (no mayores o menores
  cantidades).



• Las células regulan la cantidad de moléculas
  que producen por medio de unos mecanismos
  llamados : mecanismos de retroalimentación.
Controles del metabolismo
• 1. Muchas moléculas reguladoras se enlazan en
  un sitio en la enzima.

• Sitio alostérico: región de la enzima distinta del
  sitio activo, donde se enlazan las moléculas
  reguladoras.

  – El enlace entre la enzima y un regulador alostérico
    altera la forma de la enzima de manera que
    aumente o inhiba su funcionamiento.
allosteric activator                  allosteric inhibitor

   allosteric binding site vacant

              enzyme active site                  allosteric
                                                  binding
                                                  site vacant;
                                                  active site
                                                  can bind
              substrate cannot bind               substrate




                                                 active site
    active site                                  altered, can’t
    altered, substrate                           bind substrate
    can bind
                                                             Stepped Art
                                                         Fig. 6-14, p. 100
Inhibición por retroalimentación

• 2. El efecto alostérico provoca inhibición
  por retroalimentación:
  – En el cual el exceso de producto en reacción
    metabólica inhibe la primera enzima de la
    serie.
  – Y se evita que se lleve acabo la reacción y se
    siga sintetizando producto.
enzyme 2     enzyme 3       enzyme 4         enzyme 5




                 Excess molecules of end
enzyme 1         product bind to molecules of
                 an enzyme that catalyzes this
                                                   end
                 pathway’s first step. The
                                                 product
                 greater the excess, the more
                 enzyme molecules are
     substrate   inhibited, and the less
                 product is synthesized.




                                                    Fig. 6-15, p. 100
Treonina

Enzima 1
(Desaminasa
de treonina)

         a -Ketobutyrate

 Enzima 2
                                         Inhibición por
                                         retroalimentación
   a -Aceto- a -hydroxybutyrate
                                         negativa
 Enzima 3
                                         (Isoleucina inhibe
                                         enzima # 1)
a , b -Dihydroxy- b -methylvalerate

 Enzima 4


    a -Keto- b -methylvalerate

 Enzima 5


            Isoleucina                Martes, 15 de Mayo de 2012   50
Reacciones Redox
 ◦ Transferencia de electrones entre moléculas
   por medio de reacciones de oxidación-
   reducción (REDOX)
   Son reacciones acopladas mediadas por enzimas
   La transferencia de electrones tiende a ocurrir
    por medio de la transferencia de átomos de
    hidrógeno
     Deshidrogenasas


 Oxidación: pérdida de un electrón ó más

 Reducción: ganancia de un electrón ó más
Cadena de transporte de electrones

• Cadenas de transporte de electrones en rutas
  metabólicas:

  – Están presente en respiración celular y fotosíntesis
  – Transfieren electrones a través de la membrana para
    llevar a cabo transferencias de energía
      • Involucra reacciones REDOX
      • Participan coenzimas como NAD+, FAD+, NADP+ o
        proteínas como los citocromos
  – Se forma un gradiente de H+ para sintetizar ATP
Enzimas de bioluminiscencia
• Los organismos bioluminiscentes emiten luz
  cuando enzimas llamadas luciferasas
  trasforman la energía de enlaces químicos en
  energía lumínica.

• Hoy en día se puede transferir genes de
  bioluminiscencia entre especies (de una de
  estas especies a otra especie no
  bioluminiscente).

• Se utiliza la bioluminiscencia como marcador
  visible en diversos experimentos.
Bioluminescence: Fireflies
A Research Connection

 Researchers can transfer genes for
  bioluminescence from one species to another
  • Example: bacteria with jellyfish genes
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Reglas básicas del Metabolismo

  • 1. Capítulo 6: Reglas básicas del metabolismo Prof. Carol V. López Morales CIBI 3001 c_lopez_pr@yahoo.com B-204
  • 2. Objetivos  Luego de finalizado el capitulo los estudiantes podrán: ◦ Explicar las leyes de termodinámica ◦ Definir el termino enzima ◦ Explicar cómo funciona una enzima ◦ Enumerar los factores que afectan la función de las enzimas ◦ Explicar la importancia reacciones REDOX en los procesos de transferencia de energía en sistemas biológicas
  • 3. Energía • La energía es la capacidad para hacer trabajo.  Termodinámica: ciencia que estudia la energía y sus transformaciones ◦ Son leyes que aplican tanto a sistemas vivos, así como al ambiente físico • Primera Ley de Termodinámica: – La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. • La energía tiende a dispersare espontáneamente, hasta que se reparte equitativamente.
  • 4. Energía  Segunda Ley o Ley de Entropía:  La entropía en el universo aumenta continuamente ◦ Entropía: es el estado desorganizado de la energía, Mide la cantidad de energía de un sistema dado que se ha dispersado. ◦ Los cambios energéticos no son 100% eficientes. Parte de la energía se pierde en forma de calor. ◦ Los sistemas tienden hacia la máxima entropía. ◦ La entropía se refiere a la distribución de la energía.
  • 6. Energía • Flujo unilateral de energía: – Cuando la energía se transfiere de un lugar a otro se produce trabajo. – Las transferencias de energía de un lugar a otro a menudo incluyen que una forma de energía se transforme a otra. – En cada transferencia una parte de la energía escapa en forma en de calor • Ejemplo: – Un foco a menudo transforma 5% de la energía de la electricidad a luz. El restante 95% se escapa como forma de calor que irradia el foco.
  • 7. Conversion de energía  Solo cerca del 10% de la energía química presente en los alimentos es utilizada para construir la masa corporal, el restante 90% se emplea en otras actividades como movimiento y la gran mayoría se pierde en las conversiones de energía.
  • 8. Flujo unilateral de enrgía • En cada transferencia de energía una parte se escapa en forma de calor (Segunda Ley de Termodinámica). – La energía que se escapa no esta disponible para realizar trabajo.
  • 9. Flujo unilateral de energía • La energía fluye del sol a los productores y después a los consumidores. • Durante este viaje la energía cambia de forma y de ubicación muchas veces. • En cada transferencia parte de la energía se escapa como calor.
  • 10. energy ENERGY IN input, mainly from Sunlight energy reaches sunlight environments on Earth. Producers of nearly all ecosystems secure some and convert it to stored PRODUCERS forms of energy. They plants and other self- and all other organisms feeding organisms convert stored energy to forms that can drive cellular work. nutrient cycling ENERGY OUT CONSUMERS animals, most With each fungi, many conversion, there is a protists, bacteria one-way flow of a bit of energy back to the energy environment. Nutrients output, mainly cycle between producers heat and consumers. Fig. 6-5, p. 95
  • 11. La energía en las moléculas de la vida • Metabolismo: suma de las reacciones químicas que ocurren en un organismo. – Los enlaces químicos unen a los átomos apara formar moléculas. – Cuando las moléculas interactúan se forman y se rompen enlaces químicos. – Reacción: proceso por el cual ocurren cambios químicos.
  • 12. La energía en las moléculas de la vida • Reacción: – Reactivos: moléculas que participan en la reacción. – Productos: moléculas que quedan al finalizar la reacción.
  • 14. La energía en las moléculas de la vida • Todo enlace químico contiene energía. • Energía libre: cantidad de energía libre en una molécula para hacer trabajo. – En la mayoría de las reacciones la energía libre de los reactivos difiere de la en energía libre de los productos.
  • 15. Tipos de Reacciones • Reacción endotérmica: – Necesitan energía para llevarse acabo. – Los reactivos tienen menos energía libre que los productos. • Reacciones exergónicas (exotérmicas): – NO requieren energía para llevarse acabo. – Los reactivos tienen más energía libre que los productos. – Al finalizar la reacción hay una liberación de energía
  • 16. Products Free energy decreases Free energy increases Products Reactants Course of reaction Course of reaction (a) Reacción exotérmica (b) Reacción endotérmica ( libera energía) ( requiere energía) 16
  • 17. Energía de activación • Energía de activación: Cantidad mínima de energía requerida que permite que se inicie una reacción. – Es independiente de cualquier diferencia en energía entre los reactivos y productos.
  • 19. ATP • La energía que la célula obtiene del ambiente es usualmente obtenida en forma de energía química en las moléculas de nutrientes. • Este tipo de energía necesita ser convertido a una forma de energía que pueda ser utilizada por las células. • Este energía es convertida y almacenada en forma de ATP.
  • 20. ATP
  • 21. ATP • Es un transportador de energía: – Acepta la energía liberada por las reacciones exotérmicas – Aporta energía en las reacciones endotérmicas. – Los enlaces que unen los tres grupos fosfatos tienen mucha energía. – Cuando se transfiere un grupo fosfato del ATP a otra molécula se transfiere energía con él (fosforilación) • ATP------ADP
  • 22. three phosphate adenine groups ribose A Structure of ATP (adenine triphosphate). Fig. 6-9a, p. 97
  • 23. adenine AMP ADP ATP ribose P P P B The molecule is called ATP when it has three phosphate groups. After it loses one phosphate group, the molecule is called ADP (adenosine diphosphate); after losing two phosphate groups it is called AMP (adenosine monophosphate). Fig. 6-9b, p. 97
  • 24. Como funcionan las enzimas • La mayoría de las enzimas son proteínas, aunque existe un pequeño grupo de enzimas que son RNA. • Las enzimas son agentes catalíticos que aceleran una reacción. • La mayoría de las enzimas no son consumidas ni se modifican al trabajar en una reacción, y pueden trabajar en ella una y otra vez.
  • 25. Como funcionan las enzimas • Son proteínas que actúan como agentes catalíticos orgánicos. • Agentes catalizadores: aceleran una reacción disminuyendo la cantidad de energía de activación necesaria.
  • 26. Energía de activación • Energía de activación: Cantidad mínima de energía requerida que permite que se inicie una reacción. – En realidad nos referimos a la energía necesaria para romper los enlaces de los reactivos.
  • 29. Enzimas • Las enzimas interaccionan con los substratos. • Su conformación tridimensional las hace altamente específicas. • El substrato se combina con la enzima al unirse en un lugar que se conoce como sitio activo en la enzima.
  • 30. Enzimas • Sitio activo: – Lugar en la enzima donde se une el substrato para que la reacción proceda. – Este lugar es complementario en forma, tamaño, polaridad y carga al substrato.
  • 32. active site reactant(s) enzyme product(s) A Hexokinase is an enzyme that attaches phosphate groups to glucose and other sugars with the help of ATP. Fig. 6-10a (right), p. 98
  • 33. Enzimas • La enzima (E) interacciona con el substrato (S) formando un complejo enzima+ substrato (ES). • Este complejo (ES) permite que el substrato se convierta en producto.
  • 34. Modelos que explican como ocurre la interacción entre la enzima y el substrato • Modelo Llave cerradura: establece que la enzima se acopla al substrato en el sitio activo por medio de una conformación que permiten que ambos encajen como una llave y una cerradura. • Modelo de Acoplamiento inducido: propone que cuando la enzima se combina con el substrato se produce un cambio en la configuración del sitio activo de la enzima que permite un acoplamiento óptimo entre la enzima y el substrato. – Este modelo es el más aceptado hoy en día
  • 37. Como trabajan las enzimas • Para que una reacción se lleve a cabo primero se debe de dar un estado de transición : – donde los enlaces del sustrato alcanzan su punto de ruptura y la reacción comienza a darse espontáneamente para formar producto. • Las enzimas permiten que se alcance el estado de transición reduciendo la energía de activación.
  • 38. Mecanismos de trabajo de las enzimas • Ayuda para que lo sustratos se unan: a medida que las moléculas de los sustratos estén más cerca unas de otras tienen más probabilidades de interaccionar. • Orientación de los sustratos en posiciones que favorecen la reacción: por si solo los sustratos chocan unos con otros aleatoriamente. En cambio cuando se unen a un sitio activo, los sustratos se posicionan alineados adecuadamente para la reacción.
  • 39. Mecanismos de trabajo de las enzimas • Adaptación entre enzima y sustrato: la enzima restringe la sustrato, alargándolo o apretándolo en una forma que a menudo permite que termine cerca de un grupo reactivo o de otra molécula. • Expulsión de moléculas de agua: en algunas ocasiones las moléculas de agua pueden interferir en algunas reacciones. Los sitios activos de algunas enzimas repelen el agua.
  • 40. Funciones de las proteínas • Si ocurren cambios drásticos de temperatura y pH, las proteínas se desnaturalizan. – Pierden su forma y dejan de funcionar correctamente. – La estructura de las proteínas dicta sus funciones. • Otro factor que influye en la función de las proteínas es la concentración de sal.
  • 41. Ayuda de cofactores • Los cofactores son:  átomos o moléculas que pueden asociarse con las enzimas y ayudarlas en su funcionamiento.  componentes inorgánicos requeridos para activar una enzima.  Por ejemplo, iones como Mg, Fe, Cu, Zn y Mn  Co-enzimas:  componentes orgánicos requeridos por la enzima para poder trabajar correctamente.  Por ejemplo, las vitaminas ayudan a que sustrato se una al sitio activo
  • 42. Metabolismo • Suma de todas las reacciones químicas que ocurren en un organismo. • Son reacciones organizadas mediadas por enzimas. • Cualquier serie de reacciones mediada por enzimas en la cuál la célula sintetice, reordene o rompa una sustancia química se llama una vía metabóica.
  • 43. Vías metabólicas • Síntesis o anabolismo: vía metabólica en la que se sintetiza (forma) moléculas de mayor tamaño a partir de moléculas más pequeñas. • Rompimiento o catabolismo: moléculas grandes se rompen para formar moléculas más pequeñas.
  • 44. Recciones metábolicas • Lineales: van de reactivos a productos • Ramificadas: sus intermediarios pueden participar en más de una secuencia de reacciones. – Intermediario: sustancia que se forma en una reacción entre reactivos y productos. • Cíclicas: en el último paso se regenera un reactivo para el primer paso.
  • 45. Controles del metabolismo • Las células conservan energía sintetizando lo que necesitan (no mayores o menores cantidades). • Las células regulan la cantidad de moléculas que producen por medio de unos mecanismos llamados : mecanismos de retroalimentación.
  • 46. Controles del metabolismo • 1. Muchas moléculas reguladoras se enlazan en un sitio en la enzima. • Sitio alostérico: región de la enzima distinta del sitio activo, donde se enlazan las moléculas reguladoras. – El enlace entre la enzima y un regulador alostérico altera la forma de la enzima de manera que aumente o inhiba su funcionamiento.
  • 47. allosteric activator allosteric inhibitor allosteric binding site vacant enzyme active site allosteric binding site vacant; active site can bind substrate cannot bind substrate active site active site altered, can’t altered, substrate bind substrate can bind Stepped Art Fig. 6-14, p. 100
  • 48. Inhibición por retroalimentación • 2. El efecto alostérico provoca inhibición por retroalimentación: – En el cual el exceso de producto en reacción metabólica inhibe la primera enzima de la serie. – Y se evita que se lleve acabo la reacción y se siga sintetizando producto.
  • 49. enzyme 2 enzyme 3 enzyme 4 enzyme 5 Excess molecules of end enzyme 1 product bind to molecules of an enzyme that catalyzes this end pathway’s first step. The product greater the excess, the more enzyme molecules are substrate inhibited, and the less product is synthesized. Fig. 6-15, p. 100
  • 50. Treonina Enzima 1 (Desaminasa de treonina) a -Ketobutyrate Enzima 2 Inhibición por retroalimentación a -Aceto- a -hydroxybutyrate negativa Enzima 3 (Isoleucina inhibe enzima # 1) a , b -Dihydroxy- b -methylvalerate Enzima 4 a -Keto- b -methylvalerate Enzima 5 Isoleucina Martes, 15 de Mayo de 2012 50
  • 51. Reacciones Redox ◦ Transferencia de electrones entre moléculas por medio de reacciones de oxidación- reducción (REDOX)  Son reacciones acopladas mediadas por enzimas  La transferencia de electrones tiende a ocurrir por medio de la transferencia de átomos de hidrógeno  Deshidrogenasas  Oxidación: pérdida de un electrón ó más  Reducción: ganancia de un electrón ó más
  • 52. Cadena de transporte de electrones • Cadenas de transporte de electrones en rutas metabólicas: – Están presente en respiración celular y fotosíntesis – Transfieren electrones a través de la membrana para llevar a cabo transferencias de energía • Involucra reacciones REDOX • Participan coenzimas como NAD+, FAD+, NADP+ o proteínas como los citocromos – Se forma un gradiente de H+ para sintetizar ATP
  • 53. Enzimas de bioluminiscencia • Los organismos bioluminiscentes emiten luz cuando enzimas llamadas luciferasas trasforman la energía de enlaces químicos en energía lumínica. • Hoy en día se puede transferir genes de bioluminiscencia entre especies (de una de estas especies a otra especie no bioluminiscente). • Se utiliza la bioluminiscencia como marcador visible en diversos experimentos.
  • 55. A Research Connection  Researchers can transfer genes for bioluminescence from one species to another • Example: bacteria with jellyfish genes