Este informe tiene el fin de explicar las diferentes rutas metabólicas que podemos encontrar en los organismos vivos a nivel molecular. Para ello se describen los mecanismos que cada una de estas rutas toma en cuenta para su proceso determinado, desde su fase de iniciación hasta la última de sus etapas comprendidas. Unas rutas metabólicas comprenden más pasos que otras, aún así existe una estrecha relación entre las mismas al analizar los compuestos que interfieren en cada una de ellas. Con esto se analiza también el papel fundamental que cumple la química orgánica y su importancia en el estudio los organismos vivos, llegando a concluir la razón del porqué está es considerada la química de la vida.

1. NOMBRE DEL
ALUMNO:
MARICELA MERA
BIOQUÍMICA
RUTAS
METABÓLICAS
20
21

2. Índice
RUTAS METABÓLICAS
BIOQUÍMICA 2021
Metabolismo y energía bioquímica 01
Catabolismo de triacilgliceroles:
el destino del glicerol
02
Catabolismo de triacilgliceroles:
β-oxidación
03
Biosíntesis de los ácidos grasos 04
Catabolismo carbohidratos:
glucólisis
05
Conversión de piruvato en
acetil CoA
06
El ciclo del ácido cítrico 07
Biosíntesis de carbohidratos:
gluconeogénesis
08
Catabolismo de las proteínas:
desaminación
09
Algunas conclusiones acerca de la
química biológica
10

3. Introducción
Este informe tiene el fin de explicar las diferentes rutas metabólicas que
podemos encontrar en los organismos vivos a nivel molecular. Para ello se
describen los mecanismos que cada una de estas rutas toma en cuenta para su
proceso determinado, desde su fase de iniciación hasta la última de sus etapas
comprendidas. Unas rutas metabólicas comprenden más pasos que otras, aún
así existe una estrecha relación entre las mismas al analizar los compuestos que
interfieren en cada una de ellas. Con esto se analiza también el papel
fundamental que cumple la química orgánica y su importancia en el estudio los
organismos vivos, llegando a concluir la razón del porqué está es considerada la
química de la vida.
RUTAS METABÓLICAS
BIOQUÍMICA 2021

4. Las rutas de
reacción
anabólicas son
endergónicas y
absorben
energía,
mientras que
las catabólicas
son exergónicas
y estas liberan
energía.
Metabolismo y energía
bioquímica
RUTAS METABÓLICAS
BIOQUÍMICA 2021
El metabolismo es conocido en conjunto como las diferentes reacciones que
tienen lugar en las células de los organismos vivos. A su vez, este se divide en
catabolismo, el cual es el encargado de la degradación de moléculas grandes en
unas más pequeñas y el anabolismo, que sintetiza moléculas grandes a partir de
unas más pequeñas.
El metabolismo se lo puede considerar en 4 etapas:
Etapa 1: La mayoría de alimentos se digieren en estómago y generan moléculas
más pequeñas.
Etapa 2: Los ácidos grasos, monosacáridos y aminoácidos se degradan en
células y producen acetil coenzima A (CoA)..
Etapa 3: El acetil CoA se oxida y da lugar al dióxido de carbono (CO2).
Etapa 4: La energía liberada se usa para la
fosforilación oxidativa del adenosindifosfato (ADP) y produce
adenosintrifosfato (ATP).

5. Catabolismo de triacilgliceroles:
el destino del glicerol
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Los ácidos grasos que se liberan en la hidrólisis
son degradados a acetil CoA después de ser
transportados a la mitocondria.
La hidrólisis de los triacilgliceroles es el primer para dar lugar a su degradación
metabólica. Esta hidrólisis se logra por acción de dos reacciones del tipo de
sustitución nucleofílica en el grupo acilo en secuencia, una de estas reacciones
se une por enlaces covalentes desde un grupo acilo hacia el -OH, y la segunda
reacción se encarga de liberar el ácido graso de la enzima.
En el hígado inicialmente por factor de la reacción con ATP, ocurre que se
fosforiliza el glicerol para posteriormente ser oxidado por nicotinamida adenina
dinucleótido (NAD+).
En las reacciones que son catalizadas por una enzima, se toma lugar que la
fosforilación del glicerol es de tipo selectiva.

6. Catabolismo de triacilgliceroles:
β-oxidación
El paso clave que da lugar al acortamiento de
la cadena es una reacción retro-Claisen que
se da lugar en un β-ceto tioéster.
RUTAS METABÓLICAS
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La ruta de β-oxidación es una secuencia repetitiva que consta de cuatro pasos,
en donde ocurre el catabolismo de los ácidos grasos.
Usualmente son difíciles de establecer los mecanismos de las reacciones que se
encuentran catalizadas por Flavina adenina dinucleótido (FAD), esto es debido a
que la coenzima llamada flavina se puede efectuar de dos maneras, en donde una
de ellas es por ruta de dos electrones conocida como polar y la otra es por un
electrón conocida como radical.
La reacción retro Claisen se produce por la adición de tipo nucleofílica de un
grupo -SH de la cisteína ubicada en la enzima al grupo de tipo ceto de la β-
cetoacil CoA, todo esto para producir un ion alcóxido como factor intermediario.
Generalmente la mayoría de los ácidos grasos posee un número par de átomos de
carbono, por ello es que después de la β-oxidación no queda ninguno de ellos.

7. Biosíntesis de los ácidos grasos
En bacterias,
una enzima
distinta se
encarga de
catalizar cada
paso de la
síntesis en
ácidos grasos.
*
La ruta anabólica desde la cual una sustancia se sintetiza
no es considerada la inversa de la ruta de tipo catabólica
en la cual ocurre la degradación de la misma sustancia.
En el caso de
los
vertebrados
un complejo
llamado
sintasa se
encarga de
catalizar la
síntesis de
ácidos
grasos.
*
RUTAS METABÓLICAS
BIOQUÍMICA 2021
Entre los factores más destacables de los ácidos grasos de tipo comunes, se
puede mencionar que estos poseen un número par de átomos de carbono, esto es
debido a que los ácidos grasos se derivan del acetil coA por factor de la adición
secuencial de unidades de dos átomos de carbono específicamente a la cadena
en crecimiento.
La biosíntesis de ácidos grasos empieza
por la transferencia de un grupo acetilo de
la CoA hacia la proteína portadora de acilo (ACP),
para finalmente darse lugar a la reducción del
enlace de tipo doble, el mismo que va a producir
la butiril ACP saturada de la cadena más larga.

8. Catabolismo carbohidratos:
glucólisis
Glucosa
*
Se fosforila en el grupo hidroxilo
en C6 por factor de la reacción con
ATP.
RUTAS METABÓLICAS
BIOQUÍMICA 2021
En el organismo, la principal fuente de energía a corto plazo es la glucosa. El
catabolismo de esta se menciona que tiene su inicio en la glucólisis, la cuál
consiste en una serie de diez reacciones, en donde las enzimas que degradan la
glucosa en dos equivalentes se encargan de catalizar estas reacciones.
La Glucólisis toma su inicio a partir de la glucosa, la misma que se fosforila por
factor de la reacción con ATP, con el fin de producir 6-fosfato de glucosa.
Finalmente, ocurre una deshidratación con el fin de producir
fosfoenolpiruvato, posterior a ello un fosfato se transfiere del ácido
fosfoenolpirúvico (PEP) al ADP, lo que da lugar a la formación de piruvato y ATP.
Un ion Mg+2 se encarga de coordinar el DPA y el otro aumenta la acidez de una
molécula de agua que es necesaria para la pronación del ion enolato.

9. Conversión de piruvato en
acetil CoA
RUTAS METABÓLICAS
BIOQUÍMICA 2021
Todas las enaminas tienen
carácter nucleofílico.
El piruvato al describir ausencia de oxígeno se puede reducir por factor del NADH
para finalmente producir lactato, también se puede fermentar en la levadura
para producir etanol.
La conversión del piruvato se da lugar a través de una secuencia de múltiples
pasos de reacciones que son catalizadas por factor de un complejo de enzimas y
cofactores.
Esta conversión empieza por factor de la adición hacia el piruvato de parte de la
nucleofílica del iluro de difosfato de tiamina, lo cual va a dar lugar a la formación
de un alcohol, el cual va a ser conocido como el producto de adición.
Finalmente ocurre la eliminación de este iluro de difosfato de tiamina, lo cual va
a generar acetil dihidrolipoamida, la misma que va a reaccionar con la coenzima
A con el fin de intercambiar un tioéster por otro y dar lugar a la formación de
acetil CoA + dihidrolipoamida.

10. El ciclo del ácido cítrico
RUTAS METABÓLICAS
BIOQUÍMICA 2021
El ciclo del ácido cítrico es una serie que
concluye con la conversión del grupo
acetilo en dos moléculas de dióxido de
carbono junto con enzimas reducidas.
La conversión de grasas y carbohidratos en grupos acetilo forman parte de las
fases iniciales del catabolismo, las mismas que se van a unir a través de un
enlace de tipo tioéster a la coenzima A.
Este ciclo se conoce a una repetición cerrada de diversas reacciones que el
reactivo que aparece en el primer paso es igual al producto de la fase final. Este
ciclo depende de dos factores, uno de ellos es la función realizada por la cadena
encargada del transporte de electrones y a su vez de la disponibilidad de oxígeno.
Este ciclo empieza por la adición de acetil CoA al oxaloacetato, para finalmente
dar como lugar al citrato. Este ciclo se continúa hasta que toma lugar la
oxidación del (S)-malato, la misma que va a dar lugar al reactivo del primer paso
(oxaloacetato), con lo cual el ciclo queda concluido.

11. RUTAS METABÓLICAS
BIOQUÍMICA 2021
Cuando ocurre un fallo en el suministro de
glucosa, así sea por un periodo corto, puede
ocasionar un daño de tipo irreversible.
BIOSÍNTESIS DE CARBOHIDRATOS:
GLUCONEOGÉNESIS
La glucosa es considerada el principal combustible en el organismo, esto cuando
el alimento se encuentra en abundancia. En caso de que el cuerpo se encuentre
en actividades físicas prolongadas puede ocurrir que se agoten las reservas de
glucosa en el cuerpo.
Los organismos con características superiores son considerados que no pueden
realizar la síntesis de glucosa a partir de acetil CoA, es por esto que deben hacer
uso de lactato, alanina o a su vez glicerol.
La gluconeogénesis toma su inicio cuando el piruvato experimenta una
carboxilación que va a depender de la biotina que se encuentra en el grupo
metilo, para finalmente producir oxalacetato. Al final se origina la glucosa por
factor de la hidrólisis del grupo fosfato restante en C6.

12. RUTAS METABÓLICAS
BIOQUÍMICA 2021
El catabolismo de
proteínas es más
complejo que el de
grasas o carbohidratos.
CATABOLISMO DE LAS PROTEÍNAS:
DESAMINACIÓN
Este proceso de desaminación sueles encontrarse acompañado por otro de
transaminación, en donde el grupo amino del aminoácido se encuentre
intercambiando de posiciones con el respectivo grupo ceto del compuesto α-
cetoglutarato, con lo cual va a formar un nuevo α-ceto ácido junto con
glutamato. Este proceso inicia con la eliminación del amino α como amoniaco, y
concluye con la conversión del esqueleto del carbono en un compuesto que entra
el ciclo del ácido cítrico.
El proceso de la transaminación inicia cuando un aminoácido procede a
reaccionar con la imina del piridoxal fosfato (PLP), lo cual origina un PLP-
aminoácido y libera el grupo amino de la enzima. Este proceso concluye con la
hidrólisis de la imina del α-ceto ácido.

13. RUTAS METABÓLICAS
BIOQUÍMICA 2021
El conocimiento de una
ruta de biosíntesis dio
lugar al diseño de nuevos
fármacos, que se han
encargado del cuidado y
preservación de la salud.
ALGUNAS CONCLUSIONES ACERCA DE LA QUÍMICA
BIOLÓGICA
La descripción y caracterización de cada ruta metabólica requiere de mucho
trabajo y análisis. Con ello se pueden plasmar consideraciones como la
semejanza existente entre los mecanismos que toman lugar en las reacciones
biológicas y aquellos mecanismos que toman lugar en las reacciones de
laboratorio.
Existen justificaciones científicas respecto a la existencia de las reacciones que
son realizadas por los organismos vivos, con esto se puede mencionar que la
química orgánica es la encargada de describir la bioquímica.

14. Aspecto destacado 1
El metabolismo son todas las
reacciones químicas en el
organismo y hay de 2 tipos:
• Anabolismo: Degradación
de moléculas grandes a
pequeñas
• Catabolismo: Síntesis de
moléculas pequeñas a
grandes
Conclusión
Aspecto destacado 2
El ciclo del ácido cítrico
resulta en:
• CO2
• Coenzimas reducidas
Aspecto destacado 3
La conversión del piruvato
origina:
• Acetil CoA
• CO2
Aspecto destacado
Los organismos superiores
solo pueden sintetizar
glucosa al hacer uso de:
• Lactato
• Glicerol
• Alanina
RUTAS METABÓLICAS
BIOQUÍMICA 2021

15. Autora:
Maricela Mera
Estudié en el colegio José María Velaz de Flavio Alfaro en Manabí, y
también tomé un curso de enfermería en Consulting Group en Santo
Domingo. Actualmente estudio en la PUCE SD en la carrera de
enfermería y me encuentro cursando el primer nivel.