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BIOQUIMICABIOQUIMICA
CLASE 1CLASE 1
Melilds 1
La Bioquímica
• Es la Ciencia que se encarga del estudio de
diversas moléculas que se encuentran en
las células y organismos vivos, así como
sus reacciones químicas.
• Se encarga del estudio de toda la gama de
formas de vida, desde virus y bacterias
(simples) hasta seres humanos
(complejos).
Melilds 2
OBJETIVOS:
DESCRIBIR Y EXPLICAR A NIVEL MOLECULAR
LOS CONSTITUYENTES QUÍMICOS DE LOS
SERES VIVOS
SUS FUNCIONES
TRANSFORMACIONES
PROCESOS QUE LOS CONTROLAN
BIOQUIMICABIOQUIMICA
Melilds 3
Permite al médico:
Comprensión y conservación de la
Salud
Apreciación y tratamiento eficaz de la
Enfermedad
Esclarecimiento de los mecanismos en
los procesos patológicos
Esclarecer las causas de enfermedades
y diseñar terapias apropiadas
BIOQUIMICA MEDICABIOQUIMICA MEDICA
Melilds 4
BIOQUIMICABIOQUIMICA
MEDICINAMEDICINA
ARTERIOES-ARTERIOES-
CLEROSISCLEROSIS
DIABETESDIABETES
MELLITUSMELLITUS
CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOSLIPIDOSLIPIDOSPROTEINASPROTEINAS
ANEMIAANEMIA
FALCIFORMEFALCIFORME
ACIDOSACIDOS
NUCLEICOSNUCLEICOS
ENFER.ENFER.
GENETICASGENETICAS
INTERRELACION ENTRE BIOQUIMICA Y MEDICINAINTERRELACION ENTRE BIOQUIMICA Y MEDICINA
Hay una relación bidireccional. El conocimiento de las moléculas bioquímicas de
la parte superior han esclarecido el entendimiento de las enfermedades de la
parte inferior y, a la inversa los análisis de las enfermedades han aclarado
muchas áreas de la bioquímica. Se cree que casi todas las enfermedades son
anormalidades de moléculas, reacciones químicas o procesos bioquímicos.
Melilds 5
NUTRICION HUMANA
En cada capítulo se
incorporará clases de
nutrición para que se
comprenda como el
alimento nos permite
conseguir un
crecimiento, desarrollo,
mantenimiento y
recuperación del
organismo y en los
casos de déficit se
corrijan con una
adecuada terapéutica
nutricional
Melilds 6
INTRODUCCION AL
METABOLISMO Y
BIOENERGÉTICA
Melilds 7
CONTENIDOS
 Fuentes de carbono y energía para el
Metabolismo: Anabolismo y Catabolismo
Bases termodinámicas de las reacciones
bioquímicas: Variaciones de Energía Libre
Acoplamiento energético de las reacciones
bioquímicas
Compuestos ricos en energía: Potenciales de
transferencia de ≈ P
ATP y su papel biológico
Reacciones redox biológicasMelilds 8
TRABAJO Y ENERGÍA BIOLÓGICA
• Los seres vivos captan energía de diversas
fuentes (los autotróficos: utilizan el CO2 como
fuente de C y los heterótrofos obtienen C de
moléculas orgánicas)
La oxidación de la
glucosa se realiza en
los organismos
heterotróficos en el
proceso de
respiración con
liberación de energíaMelilds 9
METABOLISMO
• El metabolismo (del latin metabole =
cambio) se refiere a todas las reacciones se
transforman las moléculas nutritivas que
digerimos y absorvemos
• Las reacciones químicas metabólicas
pueden ser de dos tipos:
1. Catabolicas
2. Anabólicas
• Ciento de reacciones organizadas en rutas
metabólicas Melilds 10
METABOLISMO
Melilds 11
Utilizan la energía para la producción de un
trabajo biológico.
•Biosíntesis (anabolismo)
•Trabajo mecánico (contracción muscular)
•Gradientes osmóticos (transporte contra
gradiente)
•Trabajo eléctrico (Transmisión del impulso
nervioso)
Melilds 12
METABOLISMO
El metabolismo es el conjunto de
reacciones bioquímicas y procesos físico-
químicos que ocurren en una célula y en el
organismo. Estos complejos procesos
interrelacionados son la base de la vida a
escala molecular, y permiten las diversas
actividades de las células: crecer,
reproducirse, mantener sus estructuras,
responder a estímulos, etc.
. Melilds 13
FUNCIONES DEL METABOLISMO
El metabolismo tiene cuatro FUNCIONES
específicas:
1. Obtener energía química (ATP) degradando
nutrientes ricos en energía (o a partir de la energía
solar).
2. Convertir las moléculas nutrientes en moléculas
celulares (fabricas los componentes celulares)
3. Polimerizar precursores monoméricos a
proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, etc.
4. Sintetizar o degradar biomoléculas, requeridas
en funciones celulares especializadas (hormonas,
neurotransmisores, etc.)Melilds 14
Proteínas Ácidos
Nucleicos
Aminoácidos
Nucleó;dos
Urea
Glicerol Ácidos
Grasos
e–
O2
H2O
ATP
CO2
Polisacáridos Lípidos
Glucosa
Piruvato
Monosacáridos
Esquema general del metabolismo
Ace;lCoA
Melilds
Las reacciones
metabólicas
implicadas en la
generación de E
rompen en
forma secuencial
moléculas
combustibles o
almacenando
carbohidratos,
proteínas, grasas
15
RUTA METABOLICA
• Serie de reacciones catalizadas
enzimáticamente
• En una ruta: un precursor se convierte en
producto a través de una serie de
intermediarios: los metabolitos.
• Las rutas pueden ser:
– Convergentes
– Divergentes
– Cíclicas
Melilds 16
DIFERENTES TIPOS DE RUTAS
METABOLICAS
Melilds 17
CATABOLISMO
• Fase degradativa
• Convierten moléculas complejas en moléculas
mas pequeñas (CO2, H2O)
• Producen energía almacenable o la usa la
célula para sus actividades vitales (transporte,
contracción)
• Consumen oxígeno
• Se Aceleran:
– Carencia de combustible
– Stress en un organismo
Melilds 18
CARACTERISTICAS DE LAS REACCIONES
CATABÓLICAS
• Son degradativas: compuestos complejos se
transforman en otros mas sencillos.
• Son oxidativos: mediante los cuales se oxidan los
compuestos orgánicos mas o menos reducidos,
liberándose electrones que son captados por las
coenzimas oxidadas que se reducen
• Son excergónicas: se liberan energía que se
almacenan como ATP
• Son convergentes: a partir de compuestos muy
diferentes se obtienen siempre los mismos
compuestos (CO2, acido pirúvico)Melilds 19
ANABOLISMO
Anabolismo: Fase Reconstructiva. Es el conjunto
de reacciones metabólicas mediante las cuales a
partir de compuestos sencillos (inorgánicos o
orgánicos) se sintetizan moléculas mas complejas,
mediante estas reacciones se crean nuevos
enlaces por lo que se requiere un aporte de
energía que proviene del ATP.
Las moléculas sintetizadas son usadas por las
células para formar sus componentes celulares y
así poder crecer y renovarse o ser almacenadas
para las reservas. Melilds 20
CARACTERISTICAS DE LAS REACCIONES
ANABÓLICAS
• Son reacciones de síntesis, mediante ellas a partir de
compuestos sencillos se sintetizan otras mas
complejas.
• Son reductoras: mediante las cuales compuestos
mas oxidados se reducen, para ello necesitan los
electrones que ceden las coenzimas reducidas
(NADH, FADH) las cuales se oxidan.
• Son endergónicas: que requieren un aporte de
energía que proviene del ATP.
• Son divergentes: a partir de unos pocos compuestos
se pueden obtener una gran variedad de productos.Melilds 21
REACCIONES ACOPLADAS EN EL
METABOLISMO
Melilds 22
Melilds 23
• Las reacciones bioquímicas tienen lugar
bajo condiciones especiales:
• Soluciones: acuosas
• Condiciones suaves: presión, temperatura
prácticamente cte
• pH: fisiológico
• Catalizadores: enzimáticos
REACCIONES BIOQUÍMICAS
Melilds 24
LOCALIZACIONES DE LAS
VÍAS METABÓLICAS
• Las vías metabólicas se encuentran
localizadas en compartimentos celulares
específicos.
• Las enzimas que conforman la vía
glucolítica se encuentran localizadas en el
citosol
• Las enzimas que participan en las vías de
la b-oxidación están localizadas en la
mitocondria
Melilds 25
Bioquímica Estructural y Metabólica
TEMA 8. Introducción al metabolismo y bioenergé;ca
Sistemas multienzimáticos
Enzimas individuales. Los
intermediarios fluyen de un
enzima a otro. Ej.: glucólisis.
Complejos mul;enzimá;cos. Enzimas osicamente
asociados. A menudo los intermediarios están
unidos covalentemente a los complejos. Ej.:
PirDH.
Enzimas asociados a grandes
estructuras, membranas o
ribosomas. Ej.: cadena
electrónica mitocondrial.
Garre@ and Grisham. Biochemistry. 4e. 2009.
Melilds
26
Bioquímica Estructural y Metabólica
TEMA 8. Introducción al metabolismo y bioenergé;ca
Las rutas metabólicas se desarrollan en lugares específicos de las células
Lehninger Principles of Biochemistry. 5e. Freeman. 2009.
NÚCLEO
Replicación del DNA.
Síntesis tRNA y mRNA.
NUCLEOLO.
síntesis rRNA.
RIBOSOMAS
Síntesis de proteínas.
GOLGI
Maduración de glucoproteínas y otros
componentes de las membranas.
MITOCONDRIAS
Oxidación del piruvato. Ciclo Krebs.
Fosforilación oxida;va. Oxidación de
ácidos grasos. Catabolismo de
aminoácidos.
RETÍCULO ENDOPLÁSMICO
Síntesis de lípidos, transporte
intracelular.
CITOSOL
Glucólisis, parte de gluconeogénesis;
pentosas fosfato; síntesis de ácidos grasos, síntesis de
nucleó;dos.
Melilds
27
REGULACION DE LA VÍA
METABÓLICA
• Sirve para:
• La velocidad de la vía está adaptada a las
necesidades de la célula.
• Que la vía de síntesis y degradación no
están activas a la vez.
• Las rutas catabólicas y anabólicas no son
inversas las unas de las otras. Ambas
rutas tienen a menudo localizaciones
diferentes en la célula.
Melilds 28
BIOENERGÉTICA Y
TERMODINÁMICA
Melilds 29
• Las células necesitan E para realizar sus
actividades de desarrollo, renovación de
estructuras, síntesis de moléculas etc.
• La E. química que utiliza una célula
animal para realizar trabajo proviene de la
oxidación de sustancias incorporadas
como alimentos (C y H, grasas)
• Al producirse una transformación química
generalmente se rompen enlaces y el
contenido de E de las moléculas
aumentan o disminuyen.
Melilds 30
▪ Estudia la transferencia y utilización de energía en los
sistemas biológicos.
▪ Las reacciones metabólicas se rigen por las leyes de la
termodinámica
▪ Principio de conservación de la energía
▪ Aumento natural del desorden
▪ ∆ G: cambio de E del sistema
▪ ∆ H: cambio de entalpia
▪ ∆ S: cambio de entropía ∆G = ∆H - T ∆S
Bioenergética
Melilds 31
Las células vivas y los organismos son sistemas abiertos que intercambian
materia y energía con el entorno.
SISTEMA
Melilds
ENTORNO UNIVERSO
DEFINICIONES
Energía: es la capacidad para producir un trabajo
Sistema: toda porción del universo que se somete al estudio. Existen
sistemas aislados, cerrados y abiertos
Medio: es lo que rodea al sistema
Universo: Sistema + Medio
32
• Entalpia: es la energía en forma de calor,
liberada o consumida en un sistema a T y
P constantes.
• Entropía: energía no degradada, no
utilizada para realizar trabajo
• Energía Libre: energía disponible para
realizar trabajo. Es la energía contenida
en las moléculas. Representa la energía
intercambiada en u a reacción química.
Melilds 33
Melilds 34
Segunda ley de la
termodinámica
• La energía tiende a difundirse de una
forma más concentrada a una menos
concentrada, ej. Se libera como calor o
luz, o ambas.
• El desorden siempre está en aumento en
el universo.
Melilds 35
Melilds 36
Melilds 37
REACCIONES QUIMICASREACCIONES QUIMICAS
 LAS REACCIONES QUIMICAS QUE CONSTITUYEN EL
METABOLISMO DE UN ORGANISMO VIVO ESTAN
ORGANIZADAS EN SECUENCIAS ESPECIFICAS
LLAMADAS VIAS METABOLICAS
 LOS INTERMEDIARIOS QUIMICOS DE ESTE PROCESO
SE DENOMINAN METABOLITOS
 ALGUNAS VIAS PARTICIPAN EN REACCIONES
TANTO CATABOLICAS COMO ANABOLICAS
LLAMANDOSE VIAS ANFIBOLICAS
Melilds 38
Las transformaciones energéticas de los seres vivos
involucran reacciones del tipo EXERGÓNICAS Y
ENDERGÓNICAS
EXERGÓNICAS: Son reacciones que al ocurrir liberan
energía.
ENDERGÓNICAS: Son reacciones que para que ocurran
requieren un aporte de de energía.
Las enzimas actúan como catalizadores biológicos.
El ATP es la “ moneda “ universal de energía en los seres
vivos
Melilds 39
Los organismos vivos deben mantener un alto nivel
de orden, para cumplir funciones como alimentación,
crecimiento y desarrollo
Este orden se mantiene mediante la extracción de
energía, a partir de la materia prima
Hay reacciones exergónicas que se utilizan para
realizar las endergónicas. Esta energía será en forma
de ATP.
Melilds 40
a) Catabolismo: conjunto de todas las reacciones de degradación,
normalmente oxidación. Se formarán productos más simples y se
generará ATP al degradar las moléculas. También se obtienen
precursores que luego se usan para sintetizar componentes
celulares.
b) Anabolismo: reacciones en las que se sintetizan todos los
componentes celulares. Requiere gasto de energía, es impulsado
por el ATP obtenido en el catabolismo. Sólo los fotosintéticos
pueden sintetizar glucosa a partir de CO2.
El metabolismo comprende:
El catabolismo se caracteriza porque todas las rutas son convergentes,
se va reduciendo el número de intermediarios y al final, si lo oxidamos
todo obtenemos CO2.
El anabolismo es divergente, a partir de unos pocos intermediarios se
sintetizan todos los componentes de la célula.Melilds 41
Una vía metabólica es un conjunto de reacciones
secuenciales consecutivas que tienen como finalidad formar
determinado producto (Ej. la glicolisis).
Melilds 42
-Todas son irreversibles y globalmente exergónicas.
-Las rutas en los dos sentidos nunca pueden ser iguales porque si lo
fuesen uno de los dos nunca se podría realizar. Los pasos distintos
permiten asegurar los procesos en los dos sentidos. Hay muchos pasos
comunes.
-Las rutas metabólicas están localizadas en unos compartimentos
específicos lo que permite regular muy bien las rutas.
-Todas las rutas tienen un paso que las compromete. Esto quiere decir
que hay una reacción, que suele estar al principio de una ruta, que es
irreversible y desprende mucha energía.
- Todas las rutas están reguladas. Con regular el paso limitante es
suficiente y no será necesario controlar todas las reacciones de la ruta.
Características de las vías metabólicas.
Melilds 43
DIFERENCIAS ENTRE
CATABOLISMO Y ANABOLISMO
CATABOLISMO ANABOLISMO
 DEGRADATIVO  SINTETICO
 NATURALEZA OXIDATIVA  NATURALEZA REDUCTORA
 PRODUCE ENERGIA  REQUIERE ENERGIA
 VARIEDAD DE
COMPUESTOS
INICIALES
 COMPUESTOS INICIALES
BIEN CONOCIDOS
 CON PRODUCTOS FINALES
DEFINIDOS
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FIN
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ENZIMAS: primera clase

  • 2. La Bioquímica • Es la Ciencia que se encarga del estudio de diversas moléculas que se encuentran en las células y organismos vivos, así como sus reacciones químicas. • Se encarga del estudio de toda la gama de formas de vida, desde virus y bacterias (simples) hasta seres humanos (complejos). Melilds 2
  • 3. OBJETIVOS: DESCRIBIR Y EXPLICAR A NIVEL MOLECULAR LOS CONSTITUYENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS SUS FUNCIONES TRANSFORMACIONES PROCESOS QUE LOS CONTROLAN BIOQUIMICABIOQUIMICA Melilds 3
  • 4. Permite al médico: Comprensión y conservación de la Salud Apreciación y tratamiento eficaz de la Enfermedad Esclarecimiento de los mecanismos en los procesos patológicos Esclarecer las causas de enfermedades y diseñar terapias apropiadas BIOQUIMICA MEDICABIOQUIMICA MEDICA Melilds 4
  • 5. BIOQUIMICABIOQUIMICA MEDICINAMEDICINA ARTERIOES-ARTERIOES- CLEROSISCLEROSIS DIABETESDIABETES MELLITUSMELLITUS CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOSLIPIDOSLIPIDOSPROTEINASPROTEINAS ANEMIAANEMIA FALCIFORMEFALCIFORME ACIDOSACIDOS NUCLEICOSNUCLEICOS ENFER.ENFER. GENETICASGENETICAS INTERRELACION ENTRE BIOQUIMICA Y MEDICINAINTERRELACION ENTRE BIOQUIMICA Y MEDICINA Hay una relación bidireccional. El conocimiento de las moléculas bioquímicas de la parte superior han esclarecido el entendimiento de las enfermedades de la parte inferior y, a la inversa los análisis de las enfermedades han aclarado muchas áreas de la bioquímica. Se cree que casi todas las enfermedades son anormalidades de moléculas, reacciones químicas o procesos bioquímicos. Melilds 5
  • 6. NUTRICION HUMANA En cada capítulo se incorporará clases de nutrición para que se comprenda como el alimento nos permite conseguir un crecimiento, desarrollo, mantenimiento y recuperación del organismo y en los casos de déficit se corrijan con una adecuada terapéutica nutricional Melilds 6
  • 8. CONTENIDOS  Fuentes de carbono y energía para el Metabolismo: Anabolismo y Catabolismo Bases termodinámicas de las reacciones bioquímicas: Variaciones de Energía Libre Acoplamiento energético de las reacciones bioquímicas Compuestos ricos en energía: Potenciales de transferencia de ≈ P ATP y su papel biológico Reacciones redox biológicasMelilds 8
  • 9. TRABAJO Y ENERGÍA BIOLÓGICA • Los seres vivos captan energía de diversas fuentes (los autotróficos: utilizan el CO2 como fuente de C y los heterótrofos obtienen C de moléculas orgánicas) La oxidación de la glucosa se realiza en los organismos heterotróficos en el proceso de respiración con liberación de energíaMelilds 9
  • 10. METABOLISMO • El metabolismo (del latin metabole = cambio) se refiere a todas las reacciones se transforman las moléculas nutritivas que digerimos y absorvemos • Las reacciones químicas metabólicas pueden ser de dos tipos: 1. Catabolicas 2. Anabólicas • Ciento de reacciones organizadas en rutas metabólicas Melilds 10
  • 12. Utilizan la energía para la producción de un trabajo biológico. •Biosíntesis (anabolismo) •Trabajo mecánico (contracción muscular) •Gradientes osmóticos (transporte contra gradiente) •Trabajo eléctrico (Transmisión del impulso nervioso) Melilds 12
  • 13. METABOLISMO El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico- químicos que ocurren en una célula y en el organismo. Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc. . Melilds 13
  • 14. FUNCIONES DEL METABOLISMO El metabolismo tiene cuatro FUNCIONES específicas: 1. Obtener energía química (ATP) degradando nutrientes ricos en energía (o a partir de la energía solar). 2. Convertir las moléculas nutrientes en moléculas celulares (fabricas los componentes celulares) 3. Polimerizar precursores monoméricos a proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, etc. 4. Sintetizar o degradar biomoléculas, requeridas en funciones celulares especializadas (hormonas, neurotransmisores, etc.)Melilds 14
  • 15. Proteínas Ácidos Nucleicos Aminoácidos Nucleó;dos Urea Glicerol Ácidos Grasos e– O2 H2O ATP CO2 Polisacáridos Lípidos Glucosa Piruvato Monosacáridos Esquema general del metabolismo Ace;lCoA Melilds Las reacciones metabólicas implicadas en la generación de E rompen en forma secuencial moléculas combustibles o almacenando carbohidratos, proteínas, grasas 15
  • 16. RUTA METABOLICA • Serie de reacciones catalizadas enzimáticamente • En una ruta: un precursor se convierte en producto a través de una serie de intermediarios: los metabolitos. • Las rutas pueden ser: – Convergentes – Divergentes – Cíclicas Melilds 16
  • 17. DIFERENTES TIPOS DE RUTAS METABOLICAS Melilds 17
  • 18. CATABOLISMO • Fase degradativa • Convierten moléculas complejas en moléculas mas pequeñas (CO2, H2O) • Producen energía almacenable o la usa la célula para sus actividades vitales (transporte, contracción) • Consumen oxígeno • Se Aceleran: – Carencia de combustible – Stress en un organismo Melilds 18
  • 19. CARACTERISTICAS DE LAS REACCIONES CATABÓLICAS • Son degradativas: compuestos complejos se transforman en otros mas sencillos. • Son oxidativos: mediante los cuales se oxidan los compuestos orgánicos mas o menos reducidos, liberándose electrones que son captados por las coenzimas oxidadas que se reducen • Son excergónicas: se liberan energía que se almacenan como ATP • Son convergentes: a partir de compuestos muy diferentes se obtienen siempre los mismos compuestos (CO2, acido pirúvico)Melilds 19
  • 20. ANABOLISMO Anabolismo: Fase Reconstructiva. Es el conjunto de reacciones metabólicas mediante las cuales a partir de compuestos sencillos (inorgánicos o orgánicos) se sintetizan moléculas mas complejas, mediante estas reacciones se crean nuevos enlaces por lo que se requiere un aporte de energía que proviene del ATP. Las moléculas sintetizadas son usadas por las células para formar sus componentes celulares y así poder crecer y renovarse o ser almacenadas para las reservas. Melilds 20
  • 21. CARACTERISTICAS DE LAS REACCIONES ANABÓLICAS • Son reacciones de síntesis, mediante ellas a partir de compuestos sencillos se sintetizan otras mas complejas. • Son reductoras: mediante las cuales compuestos mas oxidados se reducen, para ello necesitan los electrones que ceden las coenzimas reducidas (NADH, FADH) las cuales se oxidan. • Son endergónicas: que requieren un aporte de energía que proviene del ATP. • Son divergentes: a partir de unos pocos compuestos se pueden obtener una gran variedad de productos.Melilds 21
  • 22. REACCIONES ACOPLADAS EN EL METABOLISMO Melilds 22
  • 24. • Las reacciones bioquímicas tienen lugar bajo condiciones especiales: • Soluciones: acuosas • Condiciones suaves: presión, temperatura prácticamente cte • pH: fisiológico • Catalizadores: enzimáticos REACCIONES BIOQUÍMICAS Melilds 24
  • 25. LOCALIZACIONES DE LAS VÍAS METABÓLICAS • Las vías metabólicas se encuentran localizadas en compartimentos celulares específicos. • Las enzimas que conforman la vía glucolítica se encuentran localizadas en el citosol • Las enzimas que participan en las vías de la b-oxidación están localizadas en la mitocondria Melilds 25
  • 26. Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 8. Introducción al metabolismo y bioenergé;ca Sistemas multienzimáticos Enzimas individuales. Los intermediarios fluyen de un enzima a otro. Ej.: glucólisis. Complejos mul;enzimá;cos. Enzimas osicamente asociados. A menudo los intermediarios están unidos covalentemente a los complejos. Ej.: PirDH. Enzimas asociados a grandes estructuras, membranas o ribosomas. Ej.: cadena electrónica mitocondrial. Garre@ and Grisham. Biochemistry. 4e. 2009. Melilds 26
  • 27. Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 8. Introducción al metabolismo y bioenergé;ca Las rutas metabólicas se desarrollan en lugares específicos de las células Lehninger Principles of Biochemistry. 5e. Freeman. 2009. NÚCLEO Replicación del DNA. Síntesis tRNA y mRNA. NUCLEOLO. síntesis rRNA. RIBOSOMAS Síntesis de proteínas. GOLGI Maduración de glucoproteínas y otros componentes de las membranas. MITOCONDRIAS Oxidación del piruvato. Ciclo Krebs. Fosforilación oxida;va. Oxidación de ácidos grasos. Catabolismo de aminoácidos. RETÍCULO ENDOPLÁSMICO Síntesis de lípidos, transporte intracelular. CITOSOL Glucólisis, parte de gluconeogénesis; pentosas fosfato; síntesis de ácidos grasos, síntesis de nucleó;dos. Melilds 27
  • 28. REGULACION DE LA VÍA METABÓLICA • Sirve para: • La velocidad de la vía está adaptada a las necesidades de la célula. • Que la vía de síntesis y degradación no están activas a la vez. • Las rutas catabólicas y anabólicas no son inversas las unas de las otras. Ambas rutas tienen a menudo localizaciones diferentes en la célula. Melilds 28
  • 30. • Las células necesitan E para realizar sus actividades de desarrollo, renovación de estructuras, síntesis de moléculas etc. • La E. química que utiliza una célula animal para realizar trabajo proviene de la oxidación de sustancias incorporadas como alimentos (C y H, grasas) • Al producirse una transformación química generalmente se rompen enlaces y el contenido de E de las moléculas aumentan o disminuyen. Melilds 30
  • 31. ▪ Estudia la transferencia y utilización de energía en los sistemas biológicos. ▪ Las reacciones metabólicas se rigen por las leyes de la termodinámica ▪ Principio de conservación de la energía ▪ Aumento natural del desorden ▪ ∆ G: cambio de E del sistema ▪ ∆ H: cambio de entalpia ▪ ∆ S: cambio de entropía ∆G = ∆H - T ∆S Bioenergética Melilds 31
  • 32. Las células vivas y los organismos son sistemas abiertos que intercambian materia y energía con el entorno. SISTEMA Melilds ENTORNO UNIVERSO DEFINICIONES Energía: es la capacidad para producir un trabajo Sistema: toda porción del universo que se somete al estudio. Existen sistemas aislados, cerrados y abiertos Medio: es lo que rodea al sistema Universo: Sistema + Medio 32
  • 33. • Entalpia: es la energía en forma de calor, liberada o consumida en un sistema a T y P constantes. • Entropía: energía no degradada, no utilizada para realizar trabajo • Energía Libre: energía disponible para realizar trabajo. Es la energía contenida en las moléculas. Representa la energía intercambiada en u a reacción química. Melilds 33
  • 35. Segunda ley de la termodinámica • La energía tiende a difundirse de una forma más concentrada a una menos concentrada, ej. Se libera como calor o luz, o ambas. • El desorden siempre está en aumento en el universo. Melilds 35
  • 38. REACCIONES QUIMICASREACCIONES QUIMICAS  LAS REACCIONES QUIMICAS QUE CONSTITUYEN EL METABOLISMO DE UN ORGANISMO VIVO ESTAN ORGANIZADAS EN SECUENCIAS ESPECIFICAS LLAMADAS VIAS METABOLICAS  LOS INTERMEDIARIOS QUIMICOS DE ESTE PROCESO SE DENOMINAN METABOLITOS  ALGUNAS VIAS PARTICIPAN EN REACCIONES TANTO CATABOLICAS COMO ANABOLICAS LLAMANDOSE VIAS ANFIBOLICAS Melilds 38
  • 39. Las transformaciones energéticas de los seres vivos involucran reacciones del tipo EXERGÓNICAS Y ENDERGÓNICAS EXERGÓNICAS: Son reacciones que al ocurrir liberan energía. ENDERGÓNICAS: Son reacciones que para que ocurran requieren un aporte de de energía. Las enzimas actúan como catalizadores biológicos. El ATP es la “ moneda “ universal de energía en los seres vivos Melilds 39
  • 40. Los organismos vivos deben mantener un alto nivel de orden, para cumplir funciones como alimentación, crecimiento y desarrollo Este orden se mantiene mediante la extracción de energía, a partir de la materia prima Hay reacciones exergónicas que se utilizan para realizar las endergónicas. Esta energía será en forma de ATP. Melilds 40
  • 41. a) Catabolismo: conjunto de todas las reacciones de degradación, normalmente oxidación. Se formarán productos más simples y se generará ATP al degradar las moléculas. También se obtienen precursores que luego se usan para sintetizar componentes celulares. b) Anabolismo: reacciones en las que se sintetizan todos los componentes celulares. Requiere gasto de energía, es impulsado por el ATP obtenido en el catabolismo. Sólo los fotosintéticos pueden sintetizar glucosa a partir de CO2. El metabolismo comprende: El catabolismo se caracteriza porque todas las rutas son convergentes, se va reduciendo el número de intermediarios y al final, si lo oxidamos todo obtenemos CO2. El anabolismo es divergente, a partir de unos pocos intermediarios se sintetizan todos los componentes de la célula.Melilds 41
  • 42. Una vía metabólica es un conjunto de reacciones secuenciales consecutivas que tienen como finalidad formar determinado producto (Ej. la glicolisis). Melilds 42
  • 43. -Todas son irreversibles y globalmente exergónicas. -Las rutas en los dos sentidos nunca pueden ser iguales porque si lo fuesen uno de los dos nunca se podría realizar. Los pasos distintos permiten asegurar los procesos en los dos sentidos. Hay muchos pasos comunes. -Las rutas metabólicas están localizadas en unos compartimentos específicos lo que permite regular muy bien las rutas. -Todas las rutas tienen un paso que las compromete. Esto quiere decir que hay una reacción, que suele estar al principio de una ruta, que es irreversible y desprende mucha energía. - Todas las rutas están reguladas. Con regular el paso limitante es suficiente y no será necesario controlar todas las reacciones de la ruta. Características de las vías metabólicas. Melilds 43
  • 44. DIFERENCIAS ENTRE CATABOLISMO Y ANABOLISMO CATABOLISMO ANABOLISMO  DEGRADATIVO  SINTETICO  NATURALEZA OXIDATIVA  NATURALEZA REDUCTORA  PRODUCE ENERGIA  REQUIERE ENERGIA  VARIEDAD DE COMPUESTOS INICIALES  COMPUESTOS INICIALES BIEN CONOCIDOS  CON PRODUCTOS FINALES DEFINIDOS  CON VARIEDAD DE PRODUCTOS FINALES Melilds 44