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BIOQUÍMICA IIBIOQUÍMICA II
METABOLISMOMETABOLISMO
Dra. Reina Gabriela Muñoz MontañoDra. Reina Gabriela Muñoz Montaño
Agosto, 2015Agosto, 2015
METABOLISMOMETABOLISMO
ElEl metabolismometabolismo es el conjunto de reaccioneses el conjunto de reacciones
bioquímicas y procesos físico-químicos quebioquímicas y procesos físico-químicos que
ocurren en una célula y en el organismo. Estosocurren en una célula y en el organismo. Estos
complejos procesos interrelacionados son lacomplejos procesos interrelacionados son la
base de la vida a escala molecular, y permitenbase de la vida a escala molecular, y permiten
las diversas actividades de las células: crecer,las diversas actividades de las células: crecer,
reproducirse, mantener sus estructuras,reproducirse, mantener sus estructuras,
responder a estímulos, etc.responder a estímulos, etc.
METABOLISMOMETABOLISMO
El metabolismo se divide en dos procesosEl metabolismo se divide en dos procesos
conjugados:conjugados: catabolismocatabolismo yy anabolismoanabolismo. Las. Las
reacciones catabólicasreacciones catabólicas liberan energía; unliberan energía; un
ejemplo es la glucólisis, un proceso deejemplo es la glucólisis, un proceso de
degradación de compuestos como la glucosa,degradación de compuestos como la glucosa,
cuya reacción resulta en la liberación de lacuya reacción resulta en la liberación de la
energía retenida en sus enlaces químicos.energía retenida en sus enlaces químicos.
METABOLISMOMETABOLISMO
LasLas reacciones anabólicasreacciones anabólicas, en cambio,, en cambio,
utilizan esta energía liberada para recomponerutilizan esta energía liberada para recomponer
enlaces químicos y construir componentes deenlaces químicos y construir componentes de
las células como lo son las proteínas y loslas células como lo son las proteínas y los
ácidos nucleicos. El catabolismo y elácidos nucleicos. El catabolismo y el
anabolismo son procesos acoplados que hacenanabolismo son procesos acoplados que hacen
al metabolismo en conjunto, puesto que cadaal metabolismo en conjunto, puesto que cada
uno depende del otro.uno depende del otro.
METABOLISMOMETABOLISMO
La economía que la actividad celular imponeLa economía que la actividad celular impone
sobre sus recursos obliga a organizarsobre sus recursos obliga a organizar
estrictamente las reacciones químicas delestrictamente las reacciones químicas del
metabolismo enmetabolismo en vías o rutas metabólicasvías o rutas metabólicas,,
donde un compuesto químico (sustrato) esdonde un compuesto químico (sustrato) es
transformado en otro (producto), y este a sutransformado en otro (producto), y este a su
vez funciona como sustrato para generar otrovez funciona como sustrato para generar otro
producto, siguiendo una secuencia deproducto, siguiendo una secuencia de
reacciones bajo la intervención de diferentesreacciones bajo la intervención de diferentes
enzimas (generalmente una para cada sustrato-enzimas (generalmente una para cada sustrato-
reacción).reacción).
METABOLISMOMETABOLISMO
Las enzimas son cruciales en el metabolismoLas enzimas son cruciales en el metabolismo
porque agilizan las reacciones físico-químicas,porque agilizan las reacciones físico-químicas,
pues hacen que posibles reaccionespues hacen que posibles reacciones
termodinámicas deseadas perotermodinámicas deseadas pero
"desfavorables", mediante un acoplamiento,"desfavorables", mediante un acoplamiento,
resulten en reacciones favorables.resulten en reacciones favorables.
METABOLISMOMETABOLISMO
Las enzimas también se comportan comoLas enzimas también se comportan como
factores reguladores de las vías metabólicas,factores reguladores de las vías metabólicas,
modificando su funcionalidad en respuesta almodificando su funcionalidad en respuesta al
ambiente y necesidades de la célula, o segúnambiente y necesidades de la célula, o según
señales de otras células.señales de otras células.
METABOLISMOMETABOLISMO
CatabolismoCatabolismo
 ElEl catabolismocatabolismo es el conjunto de procesoses el conjunto de procesos
metabólicos que liberan energía. Estosmetabólicos que liberan energía. Estos
incluyen degradación y oxidación deincluyen degradación y oxidación de
moléculas de alimento, así como reaccionesmoléculas de alimento, así como reacciones
que retienen la energía del Sol. El propósito deque retienen la energía del Sol. El propósito de
estas reacciones catabólicas es proveerestas reacciones catabólicas es proveer
energía, poder reductor y componentesenergía, poder reductor y componentes
necesitados por reacciones anabólicas.necesitados por reacciones anabólicas.
METABOLISMOMETABOLISMO
CatabolismoCatabolismo
 La naturaleza de estas reacciones catabólicas difiereLa naturaleza de estas reacciones catabólicas difiere
de organismo en organismo. Sin embargo, estasde organismo en organismo. Sin embargo, estas
diferentes formas de catabolismo dependen dediferentes formas de catabolismo dependen de
reacciones de reducción-oxidación que involucranreacciones de reducción-oxidación que involucran
transferencia de electrones de moléculas donantestransferencia de electrones de moléculas donantes
(como las moléculas orgánicas, agua, amoníaco,(como las moléculas orgánicas, agua, amoníaco,
sulfuro de hidrógeno e iones ferrosos), a aceptores desulfuro de hidrógeno e iones ferrosos), a aceptores de
dichos electrones como el oxígeno, el nitrato o eldichos electrones como el oxígeno, el nitrato o el
sulfato.sulfato.
METABOLISMOMETABOLISMO
CatabolismoCatabolismo
En los animales, estas reacciones conllevan laEn los animales, estas reacciones conllevan la
degradación de moléculas orgánicas complejas adegradación de moléculas orgánicas complejas a
otras más simples, como dióxido de carbono yotras más simples, como dióxido de carbono y
agua. En organismos fotosintéticos como plantas yagua. En organismos fotosintéticos como plantas y
cianobacteria, estas transferencias de electrones nocianobacteria, estas transferencias de electrones no
liberan energía, pero son usadas como un medioliberan energía, pero son usadas como un medio
para almacenar energía solar.para almacenar energía solar.
METABOLISMOMETABOLISMO
CatabolismoCatabolismo
El conjunto de reacciones catabólicas más comúnEl conjunto de reacciones catabólicas más común
en animales puede ser separado en tres etapasen animales puede ser separado en tres etapas
distintas.distintas.
METABOLISMOMETABOLISMO
CatabolismoCatabolismo
1. En la primera, moléculas orgánicas grandes1. En la primera, moléculas orgánicas grandes
como las proteínas, polisacáridos o lípidos soncomo las proteínas, polisacáridos o lípidos son
digeridos en componentes más pequeños fuera dedigeridos en componentes más pequeños fuera de
las células.las células.
METABOLISMOMETABOLISMO
CatabolismoCatabolismo
2. Luego, estas moléculas pequeñas son llevadas a2. Luego, estas moléculas pequeñas son llevadas a
las células y convertidas en moléculas aún máslas células y convertidas en moléculas aún más
pequeñas, generalmente acetilos que se unenpequeñas, generalmente acetilos que se unen
covalentemente a la coenzima A, para formar lacovalentemente a la coenzima A, para formar la
acetil-coenzima A, que libera energía.acetil-coenzima A, que libera energía.
METABOLISMOMETABOLISMO
 DigestiónDigestión
METABOLISMOMETABOLISMO
CatabolismoCatabolismo
3. Finalmente, el grupo acetil en la molécula de3. Finalmente, el grupo acetil en la molécula de
acetil CoA es oxidado a agua y dióxido deacetil CoA es oxidado a agua y dióxido de
carbono, liberando energía que se retiene al reducircarbono, liberando energía que se retiene al reducir
la coenzima nicotinamida adenina dinucleótidola coenzima nicotinamida adenina dinucleótido
(NAD(NAD++
) en NADH.) en NADH.
METABOLISMO
Procesos catabólicosProcesos catabólicos
1. Digestión1. Digestión
Las macromoléculas como el almidón, laLas macromoléculas como el almidón, la
celulosa o las proteínas no pueden sercelulosa o las proteínas no pueden ser
tomadas por las células automáticamente, portomadas por las células automáticamente, por
lo que necesitan que se degraden en unidadeslo que necesitan que se degraden en unidades
más simples antes de usarlas en elmás simples antes de usarlas en el
metabolismo celular.metabolismo celular.
METABOLISMO
Procesos catabólicosProcesos catabólicos
DigestiónDigestión
Muchas enzimas digieren estos polímeros.Muchas enzimas digieren estos polímeros.
Estas enzimas incluyen: peptidasa queEstas enzimas incluyen: peptidasa que
digiere proteínas en aminoácidos, glicosildigiere proteínas en aminoácidos, glicosil
hidrolasas que digieren polisacáridos enhidrolasas que digieren polisacáridos en
disacáridos y monosacáridos, y lipasas quedisacáridos y monosacáridos, y lipasas que
digieren los triglicéridos en ácidos grasos ydigieren los triglicéridos en ácidos grasos y
glicerol.glicerol.
METABOLISMO
Procesos catabólicosProcesos catabólicos
1. Energía de compuestos1. Energía de compuestos
orgánicosorgánicos
El catabolismo de carbohidratos es laEl catabolismo de carbohidratos es la
degradación de los hidratos de carbono endegradación de los hidratos de carbono en
unidades menores. Los carbohidratos sonunidades menores. Los carbohidratos son
usualmente tomados por la célula una vezusualmente tomados por la célula una vez
que fueron digeridos en monosacáridos.que fueron digeridos en monosacáridos.
METABOLISMO
Procesos catabólicosProcesos catabólicos
1. Energía de compuestos1. Energía de compuestos
orgánicosorgánicos
Una vez dentro de la célula, la ruta deUna vez dentro de la célula, la ruta de
degradación es la glucólisis, donde losdegradación es la glucólisis, donde los
azúcares como la glucosa y la fructosa sonazúcares como la glucosa y la fructosa son
transformados en piruvato y algunastransformados en piruvato y algunas
moléculas de ATP son generadas.moléculas de ATP son generadas.
METABOLISMO
Procesos catabólicosProcesos catabólicos
1. Energía de compuestos1. Energía de compuestos
orgánicosorgánicos
El piruvato o ácido pirúvico es unEl piruvato o ácido pirúvico es un
intermediario en varias rutas metabólicas,intermediario en varias rutas metabólicas,
pero la mayoría es convertido en acetil CoApero la mayoría es convertido en acetil CoA
y cedido al ciclo de Krebs.y cedido al ciclo de Krebs.
METABOLISMO
Procesos catabólicosProcesos catabólicos
1. Energía de compuestos1. Energía de compuestos
orgánicosorgánicos
Aunque más ATP es generado en el ciclo, el producto másAunque más ATP es generado en el ciclo, el producto más
importante es el NADH, sintetizado a partir del NADimportante es el NADH, sintetizado a partir del NAD++
por lapor la
oxidación del acetil-CoA. La oxidación libera dióxido deoxidación del acetil-CoA. La oxidación libera dióxido de
carbono como producto de desecho. Una ruta alternativacarbono como producto de desecho. Una ruta alternativa
para la degradación de la glucosa es la ruta pentosa-fosfato,para la degradación de la glucosa es la ruta pentosa-fosfato,
que reduce la coenzima NADPH y produce azúcares de 5que reduce la coenzima NADPH y produce azúcares de 5
carbonos como la ribosa, el azúcar que forma parte de loscarbonos como la ribosa, el azúcar que forma parte de los
ácidos nucleicos.ácidos nucleicos.
METABOLISMO
Procesos catabólicosProcesos catabólicos
1. Energía de compuestos orgánicos1. Energía de compuestos orgánicos
Las grasas son catalizadas por la hidrólisis a ácidos grasos yLas grasas son catalizadas por la hidrólisis a ácidos grasos y
glicerol. El glicerol entra en la glucólisis y los ácidos grasosglicerol. El glicerol entra en la glucólisis y los ácidos grasos
son degradados por beta oxidación para liberar acetil CoA,son degradados por beta oxidación para liberar acetil CoA,
que es luego cedido al nombrado ciclo de Krebs. Debido aque es luego cedido al nombrado ciclo de Krebs. Debido a
sus proporciones altas del grupo metileno, los ácidos grasossus proporciones altas del grupo metileno, los ácidos grasos
liberan más energía en su oxidación que los carbohidratos,liberan más energía en su oxidación que los carbohidratos,
ya que los carbohidratos como la glucosa tienen másya que los carbohidratos como la glucosa tienen más
oxígeno en sus estructuras.oxígeno en sus estructuras.
METABOLISMO
Procesos catabólicosProcesos catabólicos
1. Energía de compuestos1. Energía de compuestos
orgánicosorgánicos
Los aminoácidos son usados principalmenteLos aminoácidos son usados principalmente
para sintentizar proteínas y otraspara sintentizar proteínas y otras
biomoléculas; sólo los excedentes sonbiomoléculas; sólo los excedentes son
oxidados a urea y dióxido de carbono comooxidados a urea y dióxido de carbono como
fuente de energía.fuente de energía.
METABOLISMO
Procesos catabólicosProcesos catabólicos
1. Energía de compuestos1. Energía de compuestos
orgánicosorgánicos
Esta ruta oxidativa empieza con la eliminación delEsta ruta oxidativa empieza con la eliminación del
grupo amino por una aminotransferasa. El grupogrupo amino por una aminotransferasa. El grupo
amino es cedido al ciclo de la urea, dejando unamino es cedido al ciclo de la urea, dejando un
esqueleto carbónico en forma de cetoácido. Losesqueleto carbónico en forma de cetoácido. Los
aminoácidos glucogénicos pueden seraminoácidos glucogénicos pueden ser
transformados en glucosa mediantetransformados en glucosa mediante
gluconeogénesis.gluconeogénesis.
METABOLISMO
Procesos catabólicosProcesos catabólicos
Fosforilación oxidativaFosforilación oxidativa
 En la fosforilación oxidativa, los electronesEn la fosforilación oxidativa, los electrones
liberados de moléculas de alimento en rutasliberados de moléculas de alimento en rutas
como el ciclo de Krebs son transferidas concomo el ciclo de Krebs son transferidas con
oxígeno, y la energía es liberada paraoxígeno, y la energía es liberada para
sintetizar adenosín trifosfato.sintetizar adenosín trifosfato.
METABOLISMO
Procesos catabólicosProcesos catabólicos
Fosforilación oxidativaFosforilación oxidativa
 Esto se da en las células eucariotas por una serie deEsto se da en las células eucariotas por una serie de
proteínas en las membranas de la mitocondriaproteínas en las membranas de la mitocondria
llamadas cadena de transporte de electrones. En lasllamadas cadena de transporte de electrones. En las
células procariotas, estas proteínas se encuentran encélulas procariotas, estas proteínas se encuentran en
la membrana interna. Estas proteínas utilizan lala membrana interna. Estas proteínas utilizan la
energía liberada de la oxidación del electrón queenergía liberada de la oxidación del electrón que
lleva la coenzima NADH para bombear protones alleva la coenzima NADH para bombear protones a
lo largo de la membrana.lo largo de la membrana.
METABOLISMO
Procesos catabólicosProcesos catabólicos
Fosforilación oxidativaFosforilación oxidativa
 Los protones bombeados fuera de laLos protones bombeados fuera de la
mitocondria crean una diferencia demitocondria crean una diferencia de
concentración a lo largo de la membrana, loconcentración a lo largo de la membrana, lo
que genera un gradiente electroquímico.que genera un gradiente electroquímico.
METABOLISMO
Procesos catabólicosProcesos catabólicos
Fosforilación oxidativaFosforilación oxidativa
 Esta fuerza hace que vuelvan a laEsta fuerza hace que vuelvan a la
mitocondria a través de una subunidad de lamitocondria a través de una subunidad de la
ATP-sintasa. El flujo de protones hace que laATP-sintasa. El flujo de protones hace que la
subunidad menor gire, lo que produce que elsubunidad menor gire, lo que produce que el
sitio activo fosforile al adenosín difosfatositio activo fosforile al adenosín difosfato
(ADP) y lo convierta en ATP.(ADP) y lo convierta en ATP.
METABOLISMO
AnabolismoAnabolismo
 ElEl anabolismoanabolismo es el conjunto de procesoses el conjunto de procesos
metabólicos constructivos en donde lametabólicos constructivos en donde la
energía liberada por el catabolismo esenergía liberada por el catabolismo es
utilizada para sintetizar moléculas complejas.utilizada para sintetizar moléculas complejas.
METABOLISMO
AnabolismoAnabolismo
 En general, las moléculas complejas que danEn general, las moléculas complejas que dan
lugar a estructuras celulares son construidaslugar a estructuras celulares son construidas
a partir de precursores simples. Ela partir de precursores simples. El
anabolismo involucra tres facetas.anabolismo involucra tres facetas.
METABOLISMO
AnabolismoAnabolismo
 Primero, la producción de precursores comoPrimero, la producción de precursores como
aminoácidos, monosacáridos, isoprenoides yaminoácidos, monosacáridos, isoprenoides y
nucleótidos; segundo, su activación ennucleótidos; segundo, su activación en
reactivos usando energía del ATP; y tercero,reactivos usando energía del ATP; y tercero,
el conjunto de estos precursores enel conjunto de estos precursores en
moléculas más complejas como proteínas,moléculas más complejas como proteínas,
polisacáridos, lípidos y ácidos nucleicos.polisacáridos, lípidos y ácidos nucleicos.
METABOLISMO
AnabolismoAnabolismo
 Los organismos difieren en cuántasLos organismos difieren en cuántas
moléculas pueden sintetizar por sí mismos enmoléculas pueden sintetizar por sí mismos en
sus células. Los organismos autótrofos, comosus células. Los organismos autótrofos, como
las plantas, pueden construir moléculaslas plantas, pueden construir moléculas
orgánicas complejas y proteínas por síorgánicas complejas y proteínas por sí
mismos a partir moléculas simples comomismos a partir moléculas simples como
dióxido de carbono y agua.dióxido de carbono y agua.
METABOLISMO
AnabolismoAnabolismo
 Los organismos heterótrofos, en cambio,Los organismos heterótrofos, en cambio,
requieren de una fuente de sustancias másrequieren de una fuente de sustancias más
complejas, como monosacáridos ycomplejas, como monosacáridos y
aminoácidos, para producir estas moléculasaminoácidos, para producir estas moléculas
complejas.complejas.
METABOLISMO
AnabolismoAnabolismo
 Los organismos pueden ser clasificados porLos organismos pueden ser clasificados por
su fuente de energía:su fuente de energía:
 Fotoautótrofos y fotoheterótrofosFotoautótrofos y fotoheterótrofos, que obtienen, que obtienen
la energía del Sol.la energía del Sol.
 Quimioheterótrofos y quimioautótrofosQuimioheterótrofos y quimioautótrofos, que, que
obtienen la energía mediante reaccionesobtienen la energía mediante reacciones
oxidativas.oxidativas.
METABOLISMO
Procesos anabólicosProcesos anabólicos
CarbohidratosCarbohidratos
 En el anabolismo de carbohidratos, se pueden
sintetizar ácidos orgánicos simples desde
monosacáridos como la glucosa y luego
sintetizar polisacáridos como el almidón.
METABOLISMO
Procesos anabólicosProcesos anabólicos
CarbohidratosCarbohidratos
 La generación de glucosa desde compuestosLa generación de glucosa desde compuestos
como el piruvato, el ácido láctico, el glicerol ycomo el piruvato, el ácido láctico, el glicerol y
los aminoácidos es denominada gluconeogénesis.los aminoácidos es denominada gluconeogénesis.
METABOLISMO
Procesos anabólicosProcesos anabólicos
CarbohidratosCarbohidratos
 La gluconeogénesis transforma piruvato enLa gluconeogénesis transforma piruvato en
glucosa-6-fosfato a través de una serie deglucosa-6-fosfato a través de una serie de
intermediarios, muchos de los cuales sonintermediarios, muchos de los cuales son
compartidos con la glucólisis.compartidos con la glucólisis.
METABOLISMO
Procesos anabólicosProcesos anabólicos
CarbohidratosCarbohidratos
 Los polisacáridos y los glicanos son sintetizadosLos polisacáridos y los glicanos son sintetizados
por medio de una adición secuencial depor medio de una adición secuencial de
monosacáridos llevada a cabo por glicosil-monosacáridos llevada a cabo por glicosil-
transferasas de un donador reactivo azúcar-transferasas de un donador reactivo azúcar-
fosfato a un aceptor como el grupo hidroxilo enfosfato a un aceptor como el grupo hidroxilo en
el polisacárido que se sintetiza.el polisacárido que se sintetiza.
METABOLISMO
Procesos anabólicosProcesos anabólicos
Ácidos grasos, isoprenoides y esteroidesÁcidos grasos, isoprenoides y esteroides
 Los ácidos grasos se sintentizan al polimerizar yLos ácidos grasos se sintentizan al polimerizar y
reducir unidades de acetil-CoA. Las cadenas enreducir unidades de acetil-CoA. Las cadenas en
los ácidos grasos son extendidas por un ciclo delos ácidos grasos son extendidas por un ciclo de
reacciones que agregan el grupo acetil, loreacciones que agregan el grupo acetil, lo
reducen a alcohol, deshidratan a un gruporeducen a alcohol, deshidratan a un grupo
alqueno y luego lo reducen nuevamente a unalqueno y luego lo reducen nuevamente a un
grupo alcano.grupo alcano.
METABOLISMO
Procesos anabólicosProcesos anabólicos
Ácidos grasos, isoprenoides y esteroidesÁcidos grasos, isoprenoides y esteroides
 Los terpenos e isoprenoides son clases de lípidosLos terpenos e isoprenoides son clases de lípidos
que incluyen carotenoides y forman la familiaque incluyen carotenoides y forman la familia
más amplia de productos naturales de la planta.más amplia de productos naturales de la planta.
Estos compuestos son sintentizados por la uniónEstos compuestos son sintentizados por la unión
y modificación de unidades de isopreno donadasy modificación de unidades de isopreno donadas
por los precursores reactivos pirofosfosfatopor los precursores reactivos pirofosfosfato
isopentenil y pirofosfato dimetilalil.isopentenil y pirofosfato dimetilalil.
METABOLISMO
Procesos anabólicosProcesos anabólicos
Ácidos grasos, isoprenoides y esteroidesÁcidos grasos, isoprenoides y esteroides
 Estos precursores pueden sintentizarse deEstos precursores pueden sintentizarse de
diversos modos. En animales, estos compuestosdiversos modos. En animales, estos compuestos
se sintentizan a partir de acetil-CoA, mientrasse sintentizan a partir de acetil-CoA, mientras
que en plantas y bacterias se hace a partir deque en plantas y bacterias se hace a partir de
piruvato y gliceraldehído 3-fosfato comopiruvato y gliceraldehído 3-fosfato como
sustratos.sustratos.
METABOLISMO
Procesos anabólicosProcesos anabólicos
Ácidos grasos, isoprenoides y esteroidesÁcidos grasos, isoprenoides y esteroides
 Una reacción que usa estos donadoresUna reacción que usa estos donadores
isoprénicos activados es la biosíntesis deisoprénicos activados es la biosíntesis de
esteroides. En este caso, las unidades deesteroides. En este caso, las unidades de
isoprenoides son unidas covalentemente paraisoprenoides son unidas covalentemente para
formar escualeno, que se pliega formando unaformar escualeno, que se pliega formando una
serie de anillos dando lugar a una moléculaserie de anillos dando lugar a una molécula
denominada lanosterol. El lanosterol puede luegodenominada lanosterol. El lanosterol puede luego
ser transformado en esteroides como elser transformado en esteroides como el
colesterol.colesterol.
METABOLISMO
Procesos anabólicosProcesos anabólicos
ProteínasProteínas
 La habilidad de los organismos para sintetizar losLa habilidad de los organismos para sintetizar los
20 aminoácidos conocidos varía. Las bacterias y20 aminoácidos conocidos varía. Las bacterias y
las plantas pueden sintetizar los 20, pero loslas plantas pueden sintetizar los 20, pero los
mamíferos pueden sintetizar solo los diezmamíferos pueden sintetizar solo los diez
aminoácido no esenciales. Por ende, losaminoácido no esenciales. Por ende, los
aminoácidos esenciales deben ser obtenidos delaminoácidos esenciales deben ser obtenidos del
alimento.alimento.
METABOLISMO
Procesos anabólicosProcesos anabólicos
ProteínasProteínas
 Todos los aminoácidos son sintetizados porTodos los aminoácidos son sintetizados por
intermediarios en la glucólisis y el ciclo deintermediarios en la glucólisis y el ciclo de
Krebs. El nitrógeno es obtenido por el ácidoKrebs. El nitrógeno es obtenido por el ácido
glutámico y la glutamina. La síntesis deglutámico y la glutamina. La síntesis de
aminoácidos depende en la formación apropiadaaminoácidos depende en la formación apropiada
del ácido alfa-keto, que luego es transaminadodel ácido alfa-keto, que luego es transaminado
para formar un aminoácido.para formar un aminoácido.
METABOLISMO
Procesos anabólicosProcesos anabólicos
ProteínasProteínas
 Los aminoácidos son sintetizados en proteínas alLos aminoácidos son sintetizados en proteínas al
ser unidos en una cadena por enlaces peptídicos.ser unidos en una cadena por enlaces peptídicos.
Cada proteína diferente tiene una secuencia únicaCada proteína diferente tiene una secuencia única
e irrepetible de aminoácidos: esto es la estructurae irrepetible de aminoácidos: esto es la estructura
primaria. Los aminoácidos pueden formar unaprimaria. Los aminoácidos pueden formar una
gran variedad de proteínas dependiendo de lagran variedad de proteínas dependiendo de la
secuencia de estos en la proteína.secuencia de estos en la proteína.
METABOLISMO
Procesos anabólicosProcesos anabólicos
ProteínasProteínas
 Las proteínas son constituidas por aminoácidosLas proteínas son constituidas por aminoácidos
que han sido activados por la adición de unque han sido activados por la adición de un
ARNt a través de un enlace éster. El aminoacil-ARNt a través de un enlace éster. El aminoacil-
ARNt es entonces un sustrato para el ribosoma,ARNt es entonces un sustrato para el ribosoma,
que va añadiendo los residuos de aminoácidos aque va añadiendo los residuos de aminoácidos a
la cadena proteica, sobre la base de la secuenciala cadena proteica, sobre la base de la secuencia
de información que vade información que va "leyendo""leyendo" el ribosoma enel ribosoma en
una molécula de ARN mensajero.una molécula de ARN mensajero.
METABOLISMO
Procesos anabólicosProcesos anabólicos
Síntesis de nucleótidosSíntesis de nucleótidos
 Los nucleótidos son sintetizados a partir deLos nucleótidos son sintetizados a partir de
aminoácidos, dióxido de carbono y ácidoaminoácidos, dióxido de carbono y ácido
fórmico en rutas que requieren una cantidadfórmico en rutas que requieren una cantidad
mayor de energía metabólica. En consecuencia,mayor de energía metabólica. En consecuencia,
la mayoría de los organismos tienen un sistemala mayoría de los organismos tienen un sistema
eficiente para resguardar los nucleótidoseficiente para resguardar los nucleótidos
preformados.preformados.
METABOLISMO
Procesos anabólicosProcesos anabólicos
Síntesis de nucleótidosSíntesis de nucleótidos
 Las purinas son sintetizadas como nucleósidosLas purinas son sintetizadas como nucleósidos
(bases unidas a ribosa). Tanto la adenina como la(bases unidas a ribosa). Tanto la adenina como la
guanina son sintetizadas a partir de un precursorguanina son sintetizadas a partir de un precursor
nucleósido, la inosina monofosfato, que esnucleósido, la inosina monofosfato, que es
sintetizada usando átomos de los aminoácidossintetizada usando átomos de los aminoácidos
glicina, glutamina y ácido aspártico; tambiénglicina, glutamina y ácido aspártico; también
ocurre lo mismo con el HCOO− que esocurre lo mismo con el HCOO− que es
transferido desde la coenzima tetrahidrofolato.transferido desde la coenzima tetrahidrofolato.
METABOLISMO
Procesos anabólicosProcesos anabólicos
Síntesis de nucleótidosSíntesis de nucleótidos
 Las pirimidinas, en cambio, son sintetizadasLas pirimidinas, en cambio, son sintetizadas
desde el ácido orótico, que a su vez es sintetizadodesde el ácido orótico, que a su vez es sintetizado
a partir de la glutamina y el aspartato.a partir de la glutamina y el aspartato.
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  • 1. BIOQUÍMICA IIBIOQUÍMICA II METABOLISMOMETABOLISMO Dra. Reina Gabriela Muñoz MontañoDra. Reina Gabriela Muñoz Montaño Agosto, 2015Agosto, 2015
  • 2. METABOLISMOMETABOLISMO ElEl metabolismometabolismo es el conjunto de reaccioneses el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos quebioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y en el organismo. Estosocurren en una célula y en el organismo. Estos complejos procesos interrelacionados son lacomplejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y permitenbase de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer,las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras,reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.responder a estímulos, etc.
  • 3. METABOLISMOMETABOLISMO El metabolismo se divide en dos procesosEl metabolismo se divide en dos procesos conjugados:conjugados: catabolismocatabolismo yy anabolismoanabolismo. Las. Las reacciones catabólicasreacciones catabólicas liberan energía; unliberan energía; un ejemplo es la glucólisis, un proceso deejemplo es la glucólisis, un proceso de degradación de compuestos como la glucosa,degradación de compuestos como la glucosa, cuya reacción resulta en la liberación de lacuya reacción resulta en la liberación de la energía retenida en sus enlaces químicos.energía retenida en sus enlaces químicos.
  • 4. METABOLISMOMETABOLISMO LasLas reacciones anabólicasreacciones anabólicas, en cambio,, en cambio, utilizan esta energía liberada para recomponerutilizan esta energía liberada para recomponer enlaces químicos y construir componentes deenlaces químicos y construir componentes de las células como lo son las proteínas y loslas células como lo son las proteínas y los ácidos nucleicos. El catabolismo y elácidos nucleicos. El catabolismo y el anabolismo son procesos acoplados que hacenanabolismo son procesos acoplados que hacen al metabolismo en conjunto, puesto que cadaal metabolismo en conjunto, puesto que cada uno depende del otro.uno depende del otro.
  • 5. METABOLISMOMETABOLISMO La economía que la actividad celular imponeLa economía que la actividad celular impone sobre sus recursos obliga a organizarsobre sus recursos obliga a organizar estrictamente las reacciones químicas delestrictamente las reacciones químicas del metabolismo enmetabolismo en vías o rutas metabólicasvías o rutas metabólicas,, donde un compuesto químico (sustrato) esdonde un compuesto químico (sustrato) es transformado en otro (producto), y este a sutransformado en otro (producto), y este a su vez funciona como sustrato para generar otrovez funciona como sustrato para generar otro producto, siguiendo una secuencia deproducto, siguiendo una secuencia de reacciones bajo la intervención de diferentesreacciones bajo la intervención de diferentes enzimas (generalmente una para cada sustrato-enzimas (generalmente una para cada sustrato- reacción).reacción).
  • 6. METABOLISMOMETABOLISMO Las enzimas son cruciales en el metabolismoLas enzimas son cruciales en el metabolismo porque agilizan las reacciones físico-químicas,porque agilizan las reacciones físico-químicas, pues hacen que posibles reaccionespues hacen que posibles reacciones termodinámicas deseadas perotermodinámicas deseadas pero "desfavorables", mediante un acoplamiento,"desfavorables", mediante un acoplamiento, resulten en reacciones favorables.resulten en reacciones favorables.
  • 7. METABOLISMOMETABOLISMO Las enzimas también se comportan comoLas enzimas también se comportan como factores reguladores de las vías metabólicas,factores reguladores de las vías metabólicas, modificando su funcionalidad en respuesta almodificando su funcionalidad en respuesta al ambiente y necesidades de la célula, o segúnambiente y necesidades de la célula, o según señales de otras células.señales de otras células.
  • 8. METABOLISMOMETABOLISMO CatabolismoCatabolismo  ElEl catabolismocatabolismo es el conjunto de procesoses el conjunto de procesos metabólicos que liberan energía. Estosmetabólicos que liberan energía. Estos incluyen degradación y oxidación deincluyen degradación y oxidación de moléculas de alimento, así como reaccionesmoléculas de alimento, así como reacciones que retienen la energía del Sol. El propósito deque retienen la energía del Sol. El propósito de estas reacciones catabólicas es proveerestas reacciones catabólicas es proveer energía, poder reductor y componentesenergía, poder reductor y componentes necesitados por reacciones anabólicas.necesitados por reacciones anabólicas.
  • 9. METABOLISMOMETABOLISMO CatabolismoCatabolismo  La naturaleza de estas reacciones catabólicas difiereLa naturaleza de estas reacciones catabólicas difiere de organismo en organismo. Sin embargo, estasde organismo en organismo. Sin embargo, estas diferentes formas de catabolismo dependen dediferentes formas de catabolismo dependen de reacciones de reducción-oxidación que involucranreacciones de reducción-oxidación que involucran transferencia de electrones de moléculas donantestransferencia de electrones de moléculas donantes (como las moléculas orgánicas, agua, amoníaco,(como las moléculas orgánicas, agua, amoníaco, sulfuro de hidrógeno e iones ferrosos), a aceptores desulfuro de hidrógeno e iones ferrosos), a aceptores de dichos electrones como el oxígeno, el nitrato o eldichos electrones como el oxígeno, el nitrato o el sulfato.sulfato.
  • 10. METABOLISMOMETABOLISMO CatabolismoCatabolismo En los animales, estas reacciones conllevan laEn los animales, estas reacciones conllevan la degradación de moléculas orgánicas complejas adegradación de moléculas orgánicas complejas a otras más simples, como dióxido de carbono yotras más simples, como dióxido de carbono y agua. En organismos fotosintéticos como plantas yagua. En organismos fotosintéticos como plantas y cianobacteria, estas transferencias de electrones nocianobacteria, estas transferencias de electrones no liberan energía, pero son usadas como un medioliberan energía, pero son usadas como un medio para almacenar energía solar.para almacenar energía solar.
  • 11. METABOLISMOMETABOLISMO CatabolismoCatabolismo El conjunto de reacciones catabólicas más comúnEl conjunto de reacciones catabólicas más común en animales puede ser separado en tres etapasen animales puede ser separado en tres etapas distintas.distintas.
  • 12. METABOLISMOMETABOLISMO CatabolismoCatabolismo 1. En la primera, moléculas orgánicas grandes1. En la primera, moléculas orgánicas grandes como las proteínas, polisacáridos o lípidos soncomo las proteínas, polisacáridos o lípidos son digeridos en componentes más pequeños fuera dedigeridos en componentes más pequeños fuera de las células.las células.
  • 13. METABOLISMOMETABOLISMO CatabolismoCatabolismo 2. Luego, estas moléculas pequeñas son llevadas a2. Luego, estas moléculas pequeñas son llevadas a las células y convertidas en moléculas aún máslas células y convertidas en moléculas aún más pequeñas, generalmente acetilos que se unenpequeñas, generalmente acetilos que se unen covalentemente a la coenzima A, para formar lacovalentemente a la coenzima A, para formar la acetil-coenzima A, que libera energía.acetil-coenzima A, que libera energía.
  • 15. METABOLISMOMETABOLISMO CatabolismoCatabolismo 3. Finalmente, el grupo acetil en la molécula de3. Finalmente, el grupo acetil en la molécula de acetil CoA es oxidado a agua y dióxido deacetil CoA es oxidado a agua y dióxido de carbono, liberando energía que se retiene al reducircarbono, liberando energía que se retiene al reducir la coenzima nicotinamida adenina dinucleótidola coenzima nicotinamida adenina dinucleótido (NAD(NAD++ ) en NADH.) en NADH.
  • 16. METABOLISMO Procesos catabólicosProcesos catabólicos 1. Digestión1. Digestión Las macromoléculas como el almidón, laLas macromoléculas como el almidón, la celulosa o las proteínas no pueden sercelulosa o las proteínas no pueden ser tomadas por las células automáticamente, portomadas por las células automáticamente, por lo que necesitan que se degraden en unidadeslo que necesitan que se degraden en unidades más simples antes de usarlas en elmás simples antes de usarlas en el metabolismo celular.metabolismo celular.
  • 17. METABOLISMO Procesos catabólicosProcesos catabólicos DigestiónDigestión Muchas enzimas digieren estos polímeros.Muchas enzimas digieren estos polímeros. Estas enzimas incluyen: peptidasa queEstas enzimas incluyen: peptidasa que digiere proteínas en aminoácidos, glicosildigiere proteínas en aminoácidos, glicosil hidrolasas que digieren polisacáridos enhidrolasas que digieren polisacáridos en disacáridos y monosacáridos, y lipasas quedisacáridos y monosacáridos, y lipasas que digieren los triglicéridos en ácidos grasos ydigieren los triglicéridos en ácidos grasos y glicerol.glicerol.
  • 18. METABOLISMO Procesos catabólicosProcesos catabólicos 1. Energía de compuestos1. Energía de compuestos orgánicosorgánicos El catabolismo de carbohidratos es laEl catabolismo de carbohidratos es la degradación de los hidratos de carbono endegradación de los hidratos de carbono en unidades menores. Los carbohidratos sonunidades menores. Los carbohidratos son usualmente tomados por la célula una vezusualmente tomados por la célula una vez que fueron digeridos en monosacáridos.que fueron digeridos en monosacáridos.
  • 19. METABOLISMO Procesos catabólicosProcesos catabólicos 1. Energía de compuestos1. Energía de compuestos orgánicosorgánicos Una vez dentro de la célula, la ruta deUna vez dentro de la célula, la ruta de degradación es la glucólisis, donde losdegradación es la glucólisis, donde los azúcares como la glucosa y la fructosa sonazúcares como la glucosa y la fructosa son transformados en piruvato y algunastransformados en piruvato y algunas moléculas de ATP son generadas.moléculas de ATP son generadas.
  • 20. METABOLISMO Procesos catabólicosProcesos catabólicos 1. Energía de compuestos1. Energía de compuestos orgánicosorgánicos El piruvato o ácido pirúvico es unEl piruvato o ácido pirúvico es un intermediario en varias rutas metabólicas,intermediario en varias rutas metabólicas, pero la mayoría es convertido en acetil CoApero la mayoría es convertido en acetil CoA y cedido al ciclo de Krebs.y cedido al ciclo de Krebs.
  • 21. METABOLISMO Procesos catabólicosProcesos catabólicos 1. Energía de compuestos1. Energía de compuestos orgánicosorgánicos Aunque más ATP es generado en el ciclo, el producto másAunque más ATP es generado en el ciclo, el producto más importante es el NADH, sintetizado a partir del NADimportante es el NADH, sintetizado a partir del NAD++ por lapor la oxidación del acetil-CoA. La oxidación libera dióxido deoxidación del acetil-CoA. La oxidación libera dióxido de carbono como producto de desecho. Una ruta alternativacarbono como producto de desecho. Una ruta alternativa para la degradación de la glucosa es la ruta pentosa-fosfato,para la degradación de la glucosa es la ruta pentosa-fosfato, que reduce la coenzima NADPH y produce azúcares de 5que reduce la coenzima NADPH y produce azúcares de 5 carbonos como la ribosa, el azúcar que forma parte de loscarbonos como la ribosa, el azúcar que forma parte de los ácidos nucleicos.ácidos nucleicos.
  • 22. METABOLISMO Procesos catabólicosProcesos catabólicos 1. Energía de compuestos orgánicos1. Energía de compuestos orgánicos Las grasas son catalizadas por la hidrólisis a ácidos grasos yLas grasas son catalizadas por la hidrólisis a ácidos grasos y glicerol. El glicerol entra en la glucólisis y los ácidos grasosglicerol. El glicerol entra en la glucólisis y los ácidos grasos son degradados por beta oxidación para liberar acetil CoA,son degradados por beta oxidación para liberar acetil CoA, que es luego cedido al nombrado ciclo de Krebs. Debido aque es luego cedido al nombrado ciclo de Krebs. Debido a sus proporciones altas del grupo metileno, los ácidos grasossus proporciones altas del grupo metileno, los ácidos grasos liberan más energía en su oxidación que los carbohidratos,liberan más energía en su oxidación que los carbohidratos, ya que los carbohidratos como la glucosa tienen másya que los carbohidratos como la glucosa tienen más oxígeno en sus estructuras.oxígeno en sus estructuras.
  • 23. METABOLISMO Procesos catabólicosProcesos catabólicos 1. Energía de compuestos1. Energía de compuestos orgánicosorgánicos Los aminoácidos son usados principalmenteLos aminoácidos son usados principalmente para sintentizar proteínas y otraspara sintentizar proteínas y otras biomoléculas; sólo los excedentes sonbiomoléculas; sólo los excedentes son oxidados a urea y dióxido de carbono comooxidados a urea y dióxido de carbono como fuente de energía.fuente de energía.
  • 24. METABOLISMO Procesos catabólicosProcesos catabólicos 1. Energía de compuestos1. Energía de compuestos orgánicosorgánicos Esta ruta oxidativa empieza con la eliminación delEsta ruta oxidativa empieza con la eliminación del grupo amino por una aminotransferasa. El grupogrupo amino por una aminotransferasa. El grupo amino es cedido al ciclo de la urea, dejando unamino es cedido al ciclo de la urea, dejando un esqueleto carbónico en forma de cetoácido. Losesqueleto carbónico en forma de cetoácido. Los aminoácidos glucogénicos pueden seraminoácidos glucogénicos pueden ser transformados en glucosa mediantetransformados en glucosa mediante gluconeogénesis.gluconeogénesis.
  • 25. METABOLISMO Procesos catabólicosProcesos catabólicos Fosforilación oxidativaFosforilación oxidativa  En la fosforilación oxidativa, los electronesEn la fosforilación oxidativa, los electrones liberados de moléculas de alimento en rutasliberados de moléculas de alimento en rutas como el ciclo de Krebs son transferidas concomo el ciclo de Krebs son transferidas con oxígeno, y la energía es liberada paraoxígeno, y la energía es liberada para sintetizar adenosín trifosfato.sintetizar adenosín trifosfato.
  • 26. METABOLISMO Procesos catabólicosProcesos catabólicos Fosforilación oxidativaFosforilación oxidativa  Esto se da en las células eucariotas por una serie deEsto se da en las células eucariotas por una serie de proteínas en las membranas de la mitocondriaproteínas en las membranas de la mitocondria llamadas cadena de transporte de electrones. En lasllamadas cadena de transporte de electrones. En las células procariotas, estas proteínas se encuentran encélulas procariotas, estas proteínas se encuentran en la membrana interna. Estas proteínas utilizan lala membrana interna. Estas proteínas utilizan la energía liberada de la oxidación del electrón queenergía liberada de la oxidación del electrón que lleva la coenzima NADH para bombear protones alleva la coenzima NADH para bombear protones a lo largo de la membrana.lo largo de la membrana.
  • 27. METABOLISMO Procesos catabólicosProcesos catabólicos Fosforilación oxidativaFosforilación oxidativa  Los protones bombeados fuera de laLos protones bombeados fuera de la mitocondria crean una diferencia demitocondria crean una diferencia de concentración a lo largo de la membrana, loconcentración a lo largo de la membrana, lo que genera un gradiente electroquímico.que genera un gradiente electroquímico.
  • 28. METABOLISMO Procesos catabólicosProcesos catabólicos Fosforilación oxidativaFosforilación oxidativa  Esta fuerza hace que vuelvan a laEsta fuerza hace que vuelvan a la mitocondria a través de una subunidad de lamitocondria a través de una subunidad de la ATP-sintasa. El flujo de protones hace que laATP-sintasa. El flujo de protones hace que la subunidad menor gire, lo que produce que elsubunidad menor gire, lo que produce que el sitio activo fosforile al adenosín difosfatositio activo fosforile al adenosín difosfato (ADP) y lo convierta en ATP.(ADP) y lo convierta en ATP.
  • 29. METABOLISMO AnabolismoAnabolismo  ElEl anabolismoanabolismo es el conjunto de procesoses el conjunto de procesos metabólicos constructivos en donde lametabólicos constructivos en donde la energía liberada por el catabolismo esenergía liberada por el catabolismo es utilizada para sintetizar moléculas complejas.utilizada para sintetizar moléculas complejas.
  • 30. METABOLISMO AnabolismoAnabolismo  En general, las moléculas complejas que danEn general, las moléculas complejas que dan lugar a estructuras celulares son construidaslugar a estructuras celulares son construidas a partir de precursores simples. Ela partir de precursores simples. El anabolismo involucra tres facetas.anabolismo involucra tres facetas.
  • 31. METABOLISMO AnabolismoAnabolismo  Primero, la producción de precursores comoPrimero, la producción de precursores como aminoácidos, monosacáridos, isoprenoides yaminoácidos, monosacáridos, isoprenoides y nucleótidos; segundo, su activación ennucleótidos; segundo, su activación en reactivos usando energía del ATP; y tercero,reactivos usando energía del ATP; y tercero, el conjunto de estos precursores enel conjunto de estos precursores en moléculas más complejas como proteínas,moléculas más complejas como proteínas, polisacáridos, lípidos y ácidos nucleicos.polisacáridos, lípidos y ácidos nucleicos.
  • 32. METABOLISMO AnabolismoAnabolismo  Los organismos difieren en cuántasLos organismos difieren en cuántas moléculas pueden sintetizar por sí mismos enmoléculas pueden sintetizar por sí mismos en sus células. Los organismos autótrofos, comosus células. Los organismos autótrofos, como las plantas, pueden construir moléculaslas plantas, pueden construir moléculas orgánicas complejas y proteínas por síorgánicas complejas y proteínas por sí mismos a partir moléculas simples comomismos a partir moléculas simples como dióxido de carbono y agua.dióxido de carbono y agua.
  • 33. METABOLISMO AnabolismoAnabolismo  Los organismos heterótrofos, en cambio,Los organismos heterótrofos, en cambio, requieren de una fuente de sustancias másrequieren de una fuente de sustancias más complejas, como monosacáridos ycomplejas, como monosacáridos y aminoácidos, para producir estas moléculasaminoácidos, para producir estas moléculas complejas.complejas.
  • 34. METABOLISMO AnabolismoAnabolismo  Los organismos pueden ser clasificados porLos organismos pueden ser clasificados por su fuente de energía:su fuente de energía:  Fotoautótrofos y fotoheterótrofosFotoautótrofos y fotoheterótrofos, que obtienen, que obtienen la energía del Sol.la energía del Sol.  Quimioheterótrofos y quimioautótrofosQuimioheterótrofos y quimioautótrofos, que, que obtienen la energía mediante reaccionesobtienen la energía mediante reacciones oxidativas.oxidativas.
  • 35. METABOLISMO Procesos anabólicosProcesos anabólicos CarbohidratosCarbohidratos  En el anabolismo de carbohidratos, se pueden sintetizar ácidos orgánicos simples desde monosacáridos como la glucosa y luego sintetizar polisacáridos como el almidón.
  • 36. METABOLISMO Procesos anabólicosProcesos anabólicos CarbohidratosCarbohidratos  La generación de glucosa desde compuestosLa generación de glucosa desde compuestos como el piruvato, el ácido láctico, el glicerol ycomo el piruvato, el ácido láctico, el glicerol y los aminoácidos es denominada gluconeogénesis.los aminoácidos es denominada gluconeogénesis.
  • 37. METABOLISMO Procesos anabólicosProcesos anabólicos CarbohidratosCarbohidratos  La gluconeogénesis transforma piruvato enLa gluconeogénesis transforma piruvato en glucosa-6-fosfato a través de una serie deglucosa-6-fosfato a través de una serie de intermediarios, muchos de los cuales sonintermediarios, muchos de los cuales son compartidos con la glucólisis.compartidos con la glucólisis.
  • 38. METABOLISMO Procesos anabólicosProcesos anabólicos CarbohidratosCarbohidratos  Los polisacáridos y los glicanos son sintetizadosLos polisacáridos y los glicanos son sintetizados por medio de una adición secuencial depor medio de una adición secuencial de monosacáridos llevada a cabo por glicosil-monosacáridos llevada a cabo por glicosil- transferasas de un donador reactivo azúcar-transferasas de un donador reactivo azúcar- fosfato a un aceptor como el grupo hidroxilo enfosfato a un aceptor como el grupo hidroxilo en el polisacárido que se sintetiza.el polisacárido que se sintetiza.
  • 39. METABOLISMO Procesos anabólicosProcesos anabólicos Ácidos grasos, isoprenoides y esteroidesÁcidos grasos, isoprenoides y esteroides  Los ácidos grasos se sintentizan al polimerizar yLos ácidos grasos se sintentizan al polimerizar y reducir unidades de acetil-CoA. Las cadenas enreducir unidades de acetil-CoA. Las cadenas en los ácidos grasos son extendidas por un ciclo delos ácidos grasos son extendidas por un ciclo de reacciones que agregan el grupo acetil, loreacciones que agregan el grupo acetil, lo reducen a alcohol, deshidratan a un gruporeducen a alcohol, deshidratan a un grupo alqueno y luego lo reducen nuevamente a unalqueno y luego lo reducen nuevamente a un grupo alcano.grupo alcano.
  • 40. METABOLISMO Procesos anabólicosProcesos anabólicos Ácidos grasos, isoprenoides y esteroidesÁcidos grasos, isoprenoides y esteroides  Los terpenos e isoprenoides son clases de lípidosLos terpenos e isoprenoides son clases de lípidos que incluyen carotenoides y forman la familiaque incluyen carotenoides y forman la familia más amplia de productos naturales de la planta.más amplia de productos naturales de la planta. Estos compuestos son sintentizados por la uniónEstos compuestos son sintentizados por la unión y modificación de unidades de isopreno donadasy modificación de unidades de isopreno donadas por los precursores reactivos pirofosfosfatopor los precursores reactivos pirofosfosfato isopentenil y pirofosfato dimetilalil.isopentenil y pirofosfato dimetilalil.
  • 41. METABOLISMO Procesos anabólicosProcesos anabólicos Ácidos grasos, isoprenoides y esteroidesÁcidos grasos, isoprenoides y esteroides  Estos precursores pueden sintentizarse deEstos precursores pueden sintentizarse de diversos modos. En animales, estos compuestosdiversos modos. En animales, estos compuestos se sintentizan a partir de acetil-CoA, mientrasse sintentizan a partir de acetil-CoA, mientras que en plantas y bacterias se hace a partir deque en plantas y bacterias se hace a partir de piruvato y gliceraldehído 3-fosfato comopiruvato y gliceraldehído 3-fosfato como sustratos.sustratos.
  • 42. METABOLISMO Procesos anabólicosProcesos anabólicos Ácidos grasos, isoprenoides y esteroidesÁcidos grasos, isoprenoides y esteroides  Una reacción que usa estos donadoresUna reacción que usa estos donadores isoprénicos activados es la biosíntesis deisoprénicos activados es la biosíntesis de esteroides. En este caso, las unidades deesteroides. En este caso, las unidades de isoprenoides son unidas covalentemente paraisoprenoides son unidas covalentemente para formar escualeno, que se pliega formando unaformar escualeno, que se pliega formando una serie de anillos dando lugar a una moléculaserie de anillos dando lugar a una molécula denominada lanosterol. El lanosterol puede luegodenominada lanosterol. El lanosterol puede luego ser transformado en esteroides como elser transformado en esteroides como el colesterol.colesterol.
  • 43. METABOLISMO Procesos anabólicosProcesos anabólicos ProteínasProteínas  La habilidad de los organismos para sintetizar losLa habilidad de los organismos para sintetizar los 20 aminoácidos conocidos varía. Las bacterias y20 aminoácidos conocidos varía. Las bacterias y las plantas pueden sintetizar los 20, pero loslas plantas pueden sintetizar los 20, pero los mamíferos pueden sintetizar solo los diezmamíferos pueden sintetizar solo los diez aminoácido no esenciales. Por ende, losaminoácido no esenciales. Por ende, los aminoácidos esenciales deben ser obtenidos delaminoácidos esenciales deben ser obtenidos del alimento.alimento.
  • 44. METABOLISMO Procesos anabólicosProcesos anabólicos ProteínasProteínas  Todos los aminoácidos son sintetizados porTodos los aminoácidos son sintetizados por intermediarios en la glucólisis y el ciclo deintermediarios en la glucólisis y el ciclo de Krebs. El nitrógeno es obtenido por el ácidoKrebs. El nitrógeno es obtenido por el ácido glutámico y la glutamina. La síntesis deglutámico y la glutamina. La síntesis de aminoácidos depende en la formación apropiadaaminoácidos depende en la formación apropiada del ácido alfa-keto, que luego es transaminadodel ácido alfa-keto, que luego es transaminado para formar un aminoácido.para formar un aminoácido.
  • 45. METABOLISMO Procesos anabólicosProcesos anabólicos ProteínasProteínas  Los aminoácidos son sintetizados en proteínas alLos aminoácidos son sintetizados en proteínas al ser unidos en una cadena por enlaces peptídicos.ser unidos en una cadena por enlaces peptídicos. Cada proteína diferente tiene una secuencia únicaCada proteína diferente tiene una secuencia única e irrepetible de aminoácidos: esto es la estructurae irrepetible de aminoácidos: esto es la estructura primaria. Los aminoácidos pueden formar unaprimaria. Los aminoácidos pueden formar una gran variedad de proteínas dependiendo de lagran variedad de proteínas dependiendo de la secuencia de estos en la proteína.secuencia de estos en la proteína.
  • 46. METABOLISMO Procesos anabólicosProcesos anabólicos ProteínasProteínas  Las proteínas son constituidas por aminoácidosLas proteínas son constituidas por aminoácidos que han sido activados por la adición de unque han sido activados por la adición de un ARNt a través de un enlace éster. El aminoacil-ARNt a través de un enlace éster. El aminoacil- ARNt es entonces un sustrato para el ribosoma,ARNt es entonces un sustrato para el ribosoma, que va añadiendo los residuos de aminoácidos aque va añadiendo los residuos de aminoácidos a la cadena proteica, sobre la base de la secuenciala cadena proteica, sobre la base de la secuencia de información que vade información que va "leyendo""leyendo" el ribosoma enel ribosoma en una molécula de ARN mensajero.una molécula de ARN mensajero.
  • 47. METABOLISMO Procesos anabólicosProcesos anabólicos Síntesis de nucleótidosSíntesis de nucleótidos  Los nucleótidos son sintetizados a partir deLos nucleótidos son sintetizados a partir de aminoácidos, dióxido de carbono y ácidoaminoácidos, dióxido de carbono y ácido fórmico en rutas que requieren una cantidadfórmico en rutas que requieren una cantidad mayor de energía metabólica. En consecuencia,mayor de energía metabólica. En consecuencia, la mayoría de los organismos tienen un sistemala mayoría de los organismos tienen un sistema eficiente para resguardar los nucleótidoseficiente para resguardar los nucleótidos preformados.preformados.
  • 48. METABOLISMO Procesos anabólicosProcesos anabólicos Síntesis de nucleótidosSíntesis de nucleótidos  Las purinas son sintetizadas como nucleósidosLas purinas son sintetizadas como nucleósidos (bases unidas a ribosa). Tanto la adenina como la(bases unidas a ribosa). Tanto la adenina como la guanina son sintetizadas a partir de un precursorguanina son sintetizadas a partir de un precursor nucleósido, la inosina monofosfato, que esnucleósido, la inosina monofosfato, que es sintetizada usando átomos de los aminoácidossintetizada usando átomos de los aminoácidos glicina, glutamina y ácido aspártico; tambiénglicina, glutamina y ácido aspártico; también ocurre lo mismo con el HCOO− que esocurre lo mismo con el HCOO− que es transferido desde la coenzima tetrahidrofolato.transferido desde la coenzima tetrahidrofolato.
  • 49. METABOLISMO Procesos anabólicosProcesos anabólicos Síntesis de nucleótidosSíntesis de nucleótidos  Las pirimidinas, en cambio, son sintetizadasLas pirimidinas, en cambio, son sintetizadas desde el ácido orótico, que a su vez es sintetizadodesde el ácido orótico, que a su vez es sintetizado a partir de la glutamina y el aspartato.a partir de la glutamina y el aspartato.