Este documento trata sobre la bioenergética y el metabolismo. Explica las leyes de la termodinámica y cómo la célula mantiene procesos ordenados liberando calor al exterior. También describe cómo se acoplan reacciones espontáneas para potenciar otras no espontáneas, usando al ATP como moneda energética. Finalmente, resume las principales vías metabólicas de obtención de energía a partir de la glucosa y los ácidos grasos.

1. CLASE 12.
Bioenergética y Metabolismo
Diversas formas de uso de la energía desde el ambiente.

2. Leyes de la termodinámica.
Primera Ley: Principio de Conservación de la energía.
“La energía del universo se mantiene constante, puede ser usada o desplazada de un lugar
a otro, pero no se crea ni se destruye”
Segunda Ley: Entropía
“En toda la naturaleza y sus procesos, estos tienden al desorden (aumento de entropía”
Sin embargo, la célula y sus procesos son altamente ordenados… La
vida se escapa de la segunda ley??

3. Para mantener el orden de los procesos internos de la célula, durante
estos procesos, se libera calor al sistema externo, aumentando el desorden
total del universo.

4. Acoplamiento de reacciones en la célula.
Se puede acoplar la ocurrencia de una reacción espontánea y exergónica para
potenciar otra reacción no espontánea y que requiere energía, de modo de
favorecer su ocurrencia

5. ATP: moneda de cambio energético.
-El ATP o Adenosin trifosfato es un
nucleótido que posee tres enlaces entre
los grupo fosfato y la ribosa.
La ruptura o hidrólisis de los enlaces entre
fosfatos es muy favorable y espontánea en
el citoplasma.
¡¡¡Se puede acoplar esta energía liberada
espontáneamente para facilitar que otras
reacciones no tan favorables se produzcan!!!

6. Las reacciones entre moléculas requieren energía
Las moléculas permanecen bastante
estables en el tiempo, por para que una
reacción bioquímica ocurra en el
tiempo útil para un ser vivo, debe
superar un umbral energético, llamado
energía de activación.
Quienes aceleran este proceso son las
enzimas.

7. Energía de activación y enzimas
Una molécula puede tener muchas opciones de reacciones, las enzimas determinan
que camino o opción de reacción procederá, disminuyendo la energía de activación de
esa reacción.

8. Metabolismo
Para que pueda ser incorporada la
energía del medio externo, los seres
vivos
evolucionaron
sistemas
enzimáticos que facilitaron el
proceso. El conjunto de estas
reacciones es el metabolismo.
Las reacciones catabólicas liberan
energía que es utilizada por las
reacciones anabólicas que requieren
utilizar energía para crear nuevas
moléculas.

9. Existen tres tipos de vías metabólicas

10. Toda la energía de los sistemas proviene del sol.
Construcción de
Biomoléculas como
Lípidos y carbohidratos
Agua
Carbono
Oxigeno
Nitrógeno
Fosforo
Azufre

11. A través del uso de energía en los seres vivos se
contribuye al ciclo de los nutrientes en la tierra
Biomoléculas Nitrogenadas
Proteínas
Nucleótidos
La atmósfera terrestre contiene un
80% de nitrógeno, el cual no está
disponible para ser incorporado en las
biomoléculas directamente.
La incorporación es gracias a
bacterias.

12. Obtención de Energía desde la Glucosa:
Glicolisis, Ciclo Krebs y Fosforilación Oxidativa

13. Obtención de energía desde la Glucosa:
Glicólisis o Glucólisis
Es la primera etapa de la
obtención de energía desde la
glucosa. Tiene dos fases:
Preparatoria (se gasta ATP) y
Pago (ganancia neta de ATP).
Ocurre en el citoplasma, en 10
pasos
enzimáticos
de
transferencia de Fosfato y
ruptura de enlaces

14. Primera Etapa de la Glicólisis: Preparatoria.

15. Primera Etapa de la Glicólisis: Pago

16. ¿Qué hacemos con 2 Piruvatos y 2 ATP?
El piruvato es utilizado en la
mitocondria para producir
Acetyl Coenzima A a través
del ciclo del acido citrico o
ciclo de Krebs o Ciclo de los
Acidos Tricarboxilicos.

17. Seguir rompiendo enlaces de carbono
El complejo enzimático Piruvato
deshidrogenasa cataliza la conversión
de Piruvato a AcetilCoA.

18. Acetil CoA al Ciclo de Krebs
La energía de la oxidación del
Acetil CoA se guarda en NADH
y produce 2 ATP, 6NADH y
2FADH.
La energía almacenada en
NADH y FADH es utilizada para
sintetizar ATP en a través de la
fosforilación oxidativa, en la
mitocondria

19. Fosforilación oxidativa: Acoplamiento
Quimiosmotico.

20. Fosforilación oxidativa
Transferencia de electrones desde
el NADH y FADH a través de una
serie de proteínas de la cadena
transportadora de electrones en la
membrana
interna
de
la
mitocondria, los Complejos del I al
IV. Esto genera la salida de
electrones al espacio intermembrana favoreciendo la síntesis
de ATP en la ATP sintasa:
Acoplamiento quimiosmotico

21. Balance Final: Hasta 32 ATP por cada Glucosa

22. Obtención de Energía desde Grasas:
Movilización y Oxidación de Ácidos Grasos

23. Movilización
de grasas.
7.- Oxidación de
Acidos Grasos.
6.- Entrada a la Célula
1.- Sales biliares “emulsionan”
las grasas: formación de
micelas
2.- Degradación por Lipasas en
Acidos grasos y Glicerol
3.- Entran a las Mucosas y son
convertidos en
Triacilgliceroles.
5.- Movimiento
por el sistema
linfatico y la sangre
hacia los órganos.
Ruptura a acidos
grasos y glicerol
4.- Se juntan con el Colesterol
y proteínas especiales
formando los Quilomicrones.

24. Obtención de Energía desde Grasas:
Movilización y Oxidación de Ácidos Grasos
Quilomicrones:
Estructuras micelares repletas de grasas y
colesterol unidas a Apolipoproteínas para
facilitar el transporte de lípidos por la
sangre.
Los lípidos son la principal reserva
energética de la Célula. Sólo si es
requerido, se oxidan para obtener
energía.

25. Movilización de lípidos de reserva: Adipositos.

26. Obtención de energía desde Ácidos grasos
Entran a la mitocondria para ser usados
en la síntesis de ATP en tres etapas:
1.- Beta Oxidación: Formación de Acetil
CoA desde la “cola” de el Acido Graso y
NADH y FADH
2.- Entrada de Acetil CoA al Ciclo del
Ácido Citrico o Krebs.
3.- Entrada de NADH y FADH a la cadena
transportadora de electrones.

27. Balance Final: Mucho más ATP!!!