El metabolismo celular

EL
METABOLISMO
CELULAR
La célulacélula es una máquinamáquina que necesita
energía para realizar sus trabajostrabajos

METABOLISMO CÉLULAR
 En los sistemas vivos, las reacciones que capturan
energía (fotosíntesis) y las reacciones que liberan
energía (glicólisis y respiración), son reacciones de:
oxidación-reducción.

Definiciones históricas
OXIDACIÓN
 Pérdida de electrones
 Pérdida de hidrógeno
REDUCCIÓN
 Ganancia de electrones
 Ganancia de hidrógeno (en compuestos
orgánicos)

Reacciones Redox en sistemas bióticos
Son muy importantes porque se obtiene
energía
 Metabolismo Celular
 Respiración
 Fotosíntesis

Metabolismo
Mapa de conceptos
Origen del término
Definición

SE DERIVA DE
METABOLE
QUE SIGNIFICA
CAMBIO O TRANSFORMACIÓN
¿QUE TRANSFORMAMOS ?
A LOS NUTRIENTES
LOS CUALES SON
CARBOHIDRATOS
LÍPIDOS
PROTEÍNAS
VITAMINAS
MINERALES
AGUA
A TRAVÉS DE
REACCIONES QUÍMICAS
CONOCIDAS COMO
REACCIONES
METABÓLICAS
PARA OBTENER
MASA Y ENERGÍA
NECESARIA PARA
CRECER, REPARARSE
REPRODUCIRSE, ETC.
OO
RR
II
GG
EE
NN
DD
EE
LL
AA
PP
AA
LL
AA
BB
RR
AA
SE DEFINE COMO
NECESARIAS
METABOLISMOMETABOLISMO

Es el conjunto de reacciones
químicas:
Que le permiten a la célula o al
organismo, la producción de
masa y energía
¿CÓMO SE DEFINE AL METABOLISMO?¿CÓMO SE DEFINE AL METABOLISMO?

REACCIONES
METABÓLICAS
Mapas de conceptos
Anabolismo
Catabolismo

SON DE DOS TIPOS
CATABÓLICASCATABÓLICAS ANABÓLICASANABÓLICAS
DEL
GRIEGO CATABOLE
QUE SIGNIFICA
HACIA ABAJO
SON LAS QUE
DEGRADAN
MOLÉCU- LAS
COMPLEJAS HAS
TA MOLÉCULAS
SIM- PLES
POR LO QUE
SE
DESGASTAN
MATERIALES
Y SE PRODUCE
ENERGÍA Y
MA-TERIA
PRIMA
DEL
GRIEGOANABOLE
EJEMPLO
CARBOHIDRATOCARBOHIDRATO
SS
COCO22 + H+ H22O +O +
ENERGÍAENERGÍA
NECESARIO PARA
CRECER, REPARARSE
REPRODUCIRSE, ETC.
HACIA ARRIBA
SON LAS QUE
PRODUCEN
MOLÉCU- LAS
COMPLEJAS A
PARTIR DE
MOLÉCU-LAS
SIMPLES
EJEMPLO
POR LO QUE
SE
PRODUCEN
NUEVOS
MATE-RIALES
Y SE AL-
MACENA
ENER-GÍA
OCURREN EN
EL INTERIOR
DE LA CÉLULA
REACCIONES METABÓLICASREACCIONES METABÓLICAS

GLUCOSA
DE LO COMPLEJO A LO SIMPLE
DE LO SIMPLE A LO COMPLEJO
CATABOLISMO
CO2 + H2O + E
ANABOLISMO

FASES DEL METABOLISMO
 CATABOLISMO
Reacciones destructivas
Moléculas orgánicas
complejas
Se obtiene energía ATP.
Se producen moléculas
sencillas de desecho.
 ANABOLISMO
Reacciones constructivas
Precursores sencillos se
convierten en
moléculas complejas
Se gasta energía ATP.

Las Enzimas
 La presencia de las enzimas es fundamental para
que las reacciones químicas puedan ocurrir dentro
de una célula viva.

Las enzimas
 Actúan como catalizadores ; disminuyen la
energía de activación incrementando
enormemente la velocidad a la que se
producen las reacciones químicas en las
células.
 Una reacción no catalizada requiere más
energía de activación que una catalizada,
como una reacción enzimática.

 Muchas enzimas requieren
de cofactores, que pueden
ser iones simples, tales como
Mg2+ o Ca2.
 O moléculas orgánicas no
proteicas conocidas como
coenzimas

EL ATP
 Todas las actividades biosintéticas de la célula,
muchos de sus procesos de transporte y una
diversidad de otras actividades requieren de
energía.
 Una gran proporción de esta energía es
suministrada por una sola sustancia: el adenosín
trifosfato o ATP

 En el curso de esta reacción, se liberan unas 7 kilocalorías
de energía por mol de ATP.
 La eliminación del segundo fosfato produce AMP (adenosín
monofosfato) y libera una cantidad equivalente de energía.

Glucólisis
 La primera fase en la degradación de la glucosa es la gluc
que se efectúa en el citoplasma de la célula.
Respiración
 La segunda fase es la respiración aeróbica, que
requiere oxígeno y, en las células eucarióticas, tiene
lugar en las mitocondrias.

Respiración
 La respiración comprende el ciclo de Krebs y el
transporte terminal de electrones acoplado al proceso
de fosforilación oxidativa.
 Todos estos procesos están íntimamente
relacionados.

Glucosa
6-fosfatasa
Glucosa
sanguínea
Exportación a los
téjidos periféricos Acetil CoA
Colesterol
Sales biliares
6-fosfogluconato y NADPH
(para la síntesis de ácidos
grasos y colesterol)
Ruta del
fosfogluconato
Glucosa Glucosa 6-fosfato
Piruvato
GLUCOLISIS
Acidos Grasos
Triglicéridos y
fosfolípidosCO2 + H2O
ATP
O2 Ciclo
ATC
PO
Glucógeno
Glucógeno
sintetasa
Glucógeno
fosforilasa
Ruta de la respiración Celular

Glucosa
Glucógeno,
almidón y sacarosa
almacén
Oxidación vía
pentosa fosfato
Ribosa 5-fosfato
Oxidación vía
glucólisis
Piruvato
La glucosa se
usa para
distintos
procesos, pero
el más
importante es
como fuente de
Energía

Fase
Preparatoria
Fosforilación de Glucosa
y su conversión a
Gliceraldehido 3-fosfato
Primera
Reacción
importante
Glucosa 6-fosfato
Segunda
Reacción
importante
Fructosa 6-fosfato
Ruptura de
Una hexosa
(6C), en dos
Triosas (3C)
Fructosa 1,6-difosfato
Gliceraldehido 3-fosfato
Dihidroxo-acetona-fosfato
+
Glucosa a)

Fase
Productora
de
Energía
Conersión Oxidativa de
G3P a Piruvato y su
acoplamiento en la
formación de ATP y
NADH
Gliceraldehido 3-Fosfato
1,3-Difosfoglicerato
3-fosfoglicerato
2-fosfoglicerato
Fosfoenol-piruvato
Piruvato
Oxidación y
Fosforilación
1a. Rección de
Fosforilación
a nivel de
sustrato.
2a. Rección de
Fosforilación
a nivel de
sustrato.
b)

Oxidación a Acetil CoA
Lactato
Complejo
Piruvato
Deshidrogenas
a
NAD+
NADH + H+
+ HS-CoA
S-CoA
Piruvato
Acetil CoA + CO2

Unidad I Citología
Fotosíntesis Versus Respiración Celular

Unidad I Citología
Respiración Celular
— La respiración celular, es
un proceso exergónico o
un proceso energético
colina abajo, es decir, la
energía libre de los
productos – dioxido de
carbono y agua – es
considerablemente menor
que la energía libre de la
glucosa
— Por su puesto mucho de
esta energía se conserva en
los enlaces fosfato de ATP
(el propósito de la
respiración celular), el resto
se disipa como calor

Unidad I Citología
Fotosistemas
— La membrana del tilacoíde
contiene elementos proteicos
organizados dentro de fotosistemas,
sistema transportador de electrones
y ATP sintetasas
— La unidad activa en la membrana
del tilacoíde contiene dos clases de
centros fotosintéticos designados
fotosistema I y fotosistema II
— Cada fotosistema incluye un
complejo cosechador de luz, con un
centro de reacción y cada uno está
estrechamente asociado con un
sistema transportador de electrones
— Los fotosistemas contienen
clorofila y otros pigmentos cuya
función es absorber luz y comenzar
el flujo de electrones

Ciclo de Krebs
El producto más importante de la degradación de los
carburantes metabólicos es el acetil-CoA, (ácido acético
activado con el coenzima A), que continúa su proceso de
oxidación hasta convertirse en CO2 y H2O, mediante un
conjunto de reacciones que constituyen el ciclo de Krebs
punto central donde confluyen todas las rutas catabólicas
de la respiración aerobia.
Este ciclo se realiza en la matriz de la mitocondria

Microscopía electrónica de una mitocondria
¿Qué es la mitocondria?
En el citoplasma de la mayoría de las células humanas, hay millones de
organelos en forma oblonga y aplastada, que se llaman mitocondrias y
son pequeñas estructuras que procesan oxígeno y convierten ácidos
grasos, carbohidratos y proteínas de los alimentos, en ENERGIA.

Fig.6.-El Ciclo de Krebs o Ciclo del Acido Cítrico.

Célula
Núcleo
Mitocondria
Glucosa Glucosa
Ac. Pirúvico
Acetil CoA
ADP
ATP
Glucólisis
• Ciclo de Krebs
• cadenarespiratoria
• Fosforilación
oxidativa
C6H12O6
O2O2
CO2
H2O
CO2
H2O
Rutas metabólicas incluidas en la Respiración Celular
Ocurre en el
citoplasma
Ocurren en la
mitocondria

Mitocóndria
Acetil CoA
O2 O2
CO2
H2O
CO2
H2O
ADP
24 ADP
Balance energético y Representación global
de la Respiración Celular
Acetil CoA
Ac. Pirúvico
6 ATP
Glucosa
6 ATP
C6H12O6 + 6 O2 + 36 ADP 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP
ATP
ATP24

Respiración Celular
Es el conjunto de reacciones en las cuales el ác.
pirúvico producido por la glucólisis es
desdobla a CO2
y H2
O y se producen 36 ATP. En las
células eucariontes la respiración se realiza en la
mitocondria.

FOSFORILACION OXIDATIVA
 Primer nivel: El NADH llega a las Crestas mitocondriales, donde se oxida con
una "flavoproteína", reduciéndola (o sea cargándola de electrones).
 Segundo nivel: Posteriormente la flavoproteína se oxida y reduce a una
coenzima denominada "Q". Durante este proceso se libera energía que
ejecuta una primera fosforilación oxidativa de ATP
 Tercer nivel: Es en este nivel donde recién ingresa el FADH. La coenzima Q
que se encuentra reducida, se oxida reduciendo así a un compuesto
denominado citocromo b. Durante esta oxidación se libera energía para
ejecutar la segunda fosforilación oxidativa de ATP. Como concepto, un
citocromo es una proteína rica en Fe (por lo cual se oxida y reduce
fácilmente).
 Cuarto nivel: El citocromo b se oxida, reduciendo así al citocromo c.
 Quinto nivel: El citocromo c se oxida, reduciendo así al citocromo a.
 Sexto nivel:El citocromo a se oxida con oxigeno, reduciéndolo de esta forma
a agua. Durante esta última oxidación se libera la energía para ejecutar la
tercera y última fosforilación oxidativa de ATP.

La cadena transportadora de electrones:
fosforilación oxidativa.

LA CADENA TRANSPOTADORA
DE ELECTRONES
Las enzimas de la cresta mitocondrial transportan los H
hasta el Oxigeno formándose agua.

Unidad I Citología
SISTEMA TRANSPORTADOR DE ELECTRONES

Hipótesis quimiosmótica
1. La ATP sintetasa es un gran complejo
proteico con canales para protones que
permiten la re-entrada de los mismos.
2. La síntesis de ATP se produce como
resultado de la corriente de protones
fluyendo a través de la membrana:
ADP + Pi
---> ATP
3. Los protones son transferidos a través de
la membrana, desde la matriz al espacio
intermembrana, como resultado del
transporte de electrones que se originan
cuando el NADH cede un hidrogeno. (Ver
la animación transporte de electrones.) La
continuada producción de esos protones
crea un gradiente de protones.

1.1.1.28
Piruvato
Lactato
Lactato
Deshidrogenas
a
Contracción Muscular

Las Vías Anaerobias
 En ausencia de oxígeno, el ácido pirúvico puede
seguir una de varias vías llamadas anaeróbicas .
 Veremos brevemente dos de las vías anaeróbicas
más interesantes.

Las Vías Anaerobias
 El ácido pirúvico puede convertirse en etanol
(alcohol etílico)
 O en uno de varios ácidos orgánicos diferentes, de
los cuales el ácido láctico es el más común.

Piruvato
Acetaldehido
Etanol
Piruvato
Descarboxilas
a
Alcohol
Deshidrogenasa
Fermentación Alcoholica

 El ácido láctico se forma a partir del ácido pirúvico, por acción
de una variedad de microorganismos y también por algunas
células animales cuando el O2 es escaso o está ausente.

El Metabolismo de Lipidos se
Divide:
 Digestion
 Transporte
 Degradacion
 Sintesis
CATABOLISMO DE LÍPIDOSCATABOLISMO DE LÍPIDOS

Digestion, Absorcion y Transporte
 Ocurre en ambientes acoso del intestino y
utiliza enzimas solubles en agua (lipasas)
que hidrolizan las grasas.
 Sales Biliares
 Quilomicrones

 Ocurre en la Sangre y en Fluidos
Intercelulares:
 Lipoproteinas
 Albumina de Suero
 Cuerpos cetonicos.

57
Enzimas involucradas
ENZIMAS LOCALIZACIÓN
LIPASA Páncreas
ISOMERASA Intestino
COLESTEROLASA Páncreas
FOSFOLIPASA A2 Páncreas

58
LIPASA
 Cataliza la hidrólisis de
uniones éster en los
carbonos primarios
(α y α’) del glicerol de
las grasas neutras
(Triacilgliceroles)
H2C OH
HC O
H2C O
C R
H2C OH
HC O
H2C OH
O
C R
O
H2C O
HC O
H2C O
CO R
C
O
R
C R
O
C R
O
CHO
O
R
CHO
O
R
1,2-DAG
+
LIPASA
2-MAG
+
TAG
LIPASA
AG
AG

59
ISOMERASA
 Para la hidrólisis de 2-MAG
es necesaria la presencia
de esta enzima que
traslada el grupo acilo de la
posición 2 (ó β) a la
posición 1(ó α).
 Luego la hidrólisis del
monoacilglicerol (MAG) se
completa por acción de la
Lipasa.
H2C OH
HC O
H2C OH
C R
H2C O
HC OH
H2C OH
O
C R
O
1-MAG
2-MAG
ISOMERASA

60
COLESTEROLASA
 Cataliza la hidrólisis de ésteres de colesterol con
ácidos grasos.
C
O
R O
C
O
R OH
OH
ESTER DE COLESTEROL COLESTEROL AG
COLESTEROLASA

61
FOSFOLIPASAA2
 Cataliza la hidrólisis del enlace éster que une el ácido
graso al hidroxilo del carbono 2 del glicerol en los
Glicerofosfolípidos.
 Se forma un ácido graso y lisofosfolípido
CH
H2C
O
H2C O
O
C
P
C
O
O
O R1
O
R2
O
X
CH
H2C
HO
H2C O
O
C
P
O
O
R1
O
O
X
OHC
O
R2
+
FOSFOLIPASA
A2

62
PAPÉL DE LA BILIS EN LA
DIGESTIÓN DE LÍPIDOS
 ÁCIDOS BILIARES: el más abundante es el ácido
cólico, en menor proporción se encuentra el ácido
quenodesoxicólico.
 Son excretados en la bilis conjugados con glicina o
taurina. Ej.: -ácido glicocólico
-ácido taurocólico
Ácido
glicocólico
Ácido
taurocólico

63
FUNCIÓN DE LOS ÁCIDOS
BILIARES
 Aumentan la función de la Lipasa pancreática.
 Reducen la “Tensión Superficial” y con ello favorecen la
formación de una EMULSIÓN de las grasas.
Contribuyen a dispersar los lípidos en pequeñas
partículas y por lo tanto hay mas superficie expuesta a la
acción de la lipasa.
 Favorece la absorción de Vitaminas Liposolubles.
 Acción Colerética: estimulan la producción de bilis.

64
ABSORCIÓN:
 Proceso mediante el cuál las sustancias
resultantes de la digestión ingresan a la
sangre mediante a travéz de membranas
permeables (sust. de bajo PM) o por medio
de transporte selectivo.

65
 No es indispensable la digestión total de las
grasas neutras debido a que pueden atravesar las
membranas si se encuentran en EMULSIÓN
FINA.
 Las sustancias sin degradar totalmente (MAG)
que atraviesan las membranas son hidrolizadas
totalmente en los enterocitos.
 En las células intestinales se sintetizan
nuevamente los TAG.
 Absorción del Colesterol: se absorbe en el
intestino y luego se incorpora a los
QUILOMICRONES como tal o como ésteres con
AG.

66
ESTRUCTURA DE
QUILOMICRONES
Fosfolípido
sTriacilgliceroles y
ésteres de Colesterol.
B-48
C-III
C-II
Apolipoproteínas
Colesterol
La superficie es una capa de
Fosfolípidos.
Los Triacilgliceroles
secuestrados en el interior
aportan mas del 80% de la masa.
Varias Apolipoproteínas
(B-48, C-III y C-II)
atraviesan la membrana y
actúan como señales para
el metabolismo de los
Quilomicrones.

68
Transporte de Lípidos en la sangre
Son usadas 4 tipos de LIPOPROTEINAS para
transportar lípidos en la sangre:
 Quilomicrones
 Lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL)
 Lipoproteínas de baja densidad (LDL)
 Lipoproteínas de alta densidad (HDL)
Están compuestas de diferentes lípidos.

71
 Los TAG deben ser hidrolizados
antes de su utilización por los tejidos
mediante LIPASAS intracelulares.
 Los productos formados (glicerol y
ácidos grasos) se liberan a la sangre.
 El glicerol del plasma es tomado por
las células que pueden utilizarlo.
 Los ácidos grasos son oxidados en
los tejidos.
METABOLISMO DE LAS GRASAS

72
Metabolismo del Glicerol
1) ACTIVACIÓN:
Solo ocurre en tejidos que tienen la enzima
Gliceroquinasa:
Hígado, riñón, intestino y glándula mamaria lactante.
H2C OH
HC
H2C
OH
OH
H2C OH
C
H2C
OH
O P
O
O
O
-
H
ATP ADP
Mg
++
GLICEROQUINASA
GLICEROL GLICEROL-3-P

73
2) Luego es transformado en Dihidroxiacetona Fosfato.
H2C OH
HC
H2C
OH
O P
O
O
O
-
NAD
+
NADH + H
+
H2C OH
C
H2C
O
O P
O
O
O-
GLICEROLFOSFATO
DESHIDROGENASA
DIHIDROXIACETONA
FOSFATO
GLICEROL-3-FOSFATO

74
3) Formación de Gliceraldehído-3-Fosfato.
H2C OH
C
H2C
O
O P
O
O
O-
C O
HC
H2C
OH
O P
O
O
O-
H
FOSFOTRIOSA
ISOMERASA
DIHIDROXIACETONA
FOSFATO
GLICERALDEHÍDO
3-FOSFATO

75
 La posibilidad del glicerol de formar
intermediarios de la Glucólisis ofrece un
camino para su degradación total.
 Contribuye con el 5% de la energía
proveniente de los TAG (el 95% restante
proviene de los ácidos grasos)

76
CATABOLISMO DE LOS
ÁCIDOS GRASOS

77
β-Oxidación de Ácidos Grasos
 Ocurre en tejidos como: Hígado, músculo
esquelético, corazón, riñón, tej. Adiposo,
etc.
 Comprende la oxidación del carbono β del
ácido graso.
 Ocurre en las MITOCONDRIAS.
 Antes debe ocurrir:
1. Activación del ácido graso (requiere energía
en forma de ATP)
2. Transporte al interior de la mitocondria

78
1) Activación del ácido graso
 Ocurre en el Citosol.
 La reacción es
catalizada por la
TIOQUINASA.
 El pirofosfato es
hidrolizado por una
PIROFOSFATASA
(esto hace que la
reacción sea
irreversible)
R CH2 CH2 C
O
OH
+
CoA SH
ATP
AMP + PPi
Mg++
TIOQUINASA
R CH2 CH2 C
O
S CoA
Acil CoA
2 Pi
Pirofosfatasa

79
2) Transporte de Acil-CoA al interior de la
mitocondria.

80
Después de la activación, los ésteres de ac.
Grasos con CoA entran a la mitocondria para
ser procesados.
β-Oxidación
 Los ácidos grasos son procesados por las
mismas 5 etapas cíclicas.
 Se remueven 2 carbonos por ciclo
 Se produce una molécula de Acetil-CoA en
cada ciclo.
 El acetil-CoA producido entra en el ciclo de
Krebs para producir energía.
β- OXIDACIÓN DE AC. GRASOS

81
¿Porqué se llama β-Oxidación?
En este proceso el carbono β del ác. Graso se
oxida a una cetona y luego a un tioéster.

82
Acil-CoA del paso
de activación
Se obtienen 5ATP por ciclo de β-Oxidación

84
INTERRELACION
CON EL CICLO DE
KREBS
•Los acetilos formados en la
β-OXIDACIÓN ingresan al
CICLO DE KREBS para su
oxidación total a CO2.
•Los NADH y FADH2
producidos en el CICLO DE
KREBS forman ATP en la
mitocondria (FOSFORILACIÓN
OXIDATIVA)

85
•En cada ciclo se pierden 2 átomos de C en forma de Acetil-
CoA.
•Para degradar completamente un ac. Graso de 16 C hacen
faltan 7 ciclos de β-Oxidación.
Nº de ciclos = (nº de C) – 1
2
•En cada ciclo se produce 1 molécula de FADH2 y otra de
NADH:
FADH2= 2ATP
NADH= 3ATP

86
Balance neto de Energía
Ácido Caprilico
(8 carbonos)
Ácido Palmítico
(16 carbonos)
Uniones
~P
Uniones
~P
Cantidad de ciclos 3 7
Consumo para activación inicial -2 -2
ATP producidos en la β-
Oxidación (5/ ciclo)
+15 +35
ATP producidos en Ciclo de
Krebs (12/ acetil CoA)
+48 +96
ATP Totales 61 129

87
Formación de Cuerpos Cetónicos
(Cetogénesis) Después de la degradación de los ac. Grasos, el Acetil-CoA es
oxidado en el Ciclo de Krebs.
 Para esto es necesaria la presencia de oxalacetato (1er
intermediario del ciclo de Krebs). Si la cantidad de este es
insuficiente, las unidades de acetil-CoA son utilizadas
mediante una vía alternativa en la que se producen “Cuerpos
Cetónicos”
 Estos compuestos se forman principalmente en el hígado, a
partir de acetil-CoA mediante una serie de etapas.
H3C C
O
CH3
acetona
H3C C
O
CH2 C
O
O-
acetoacetato
H3C CH
OH
CH2 C
O
O-
3-OH-butirato

88
CETOGENESIS
1. El 1er paso es la inversa
de la última etapa de la β-
oxidación.
2. El acetoacetatil-CoA se
condensa con otro acetil-
CoA para dar HMG-CoA.
3. El HMG-CoA se rompe
formando acetoacetato y
Ac-CoA.
4. El Acetoacetato puede
originar los otros cuerpos
cetónicos.
Ocurre en HÍGADO

89
Utilización de los cuerpos cetónicos
 El Hígado es el principal productor ya que posee todas
las enzimas necesarias. Es incapaz de usarlos como
combustible.
 Los órganos que los usan son: cerebro, músculo
esquelético, corazón y otros.
 Solo se usan como fuente de energía en situaciones
metabólicas especiales. Ej: Diabetes, ayuno prolongado.
 El aumento de estos provoca Acidosis Metabólica.

90
UTILIZACIÓN DE
LOS CUERPOS
CETÓNICOS
 Los tejidos extrahepáticos
utilizan cuerpos cetónicos
como fuente de energía.
 El acetil CoA adentro de la
célula, ingresa al ciclo de
Krebs para obtener energía.
Ocurre en tejidos EXTRAHEPÁTICOS

91
Formación y exportación de cuerpos
cetónicos (hígado)
Los cuerpos cetónicos se
forman y exportan desde el
Hígado.
En condiciones
energéticamente
desfavorables, el oxalacetato
se deriva hacia la
Gluconeogénesis, para liberar
glucosa a la sangre.
El ciclo de Krebs trabaja muy
lentamente en el Hígado.
Gotas de lípidos
Hepatocito
Acetoacetato y β-
hidroxibutirato
exportados como
energía para:
corazón, músculo,
riñón y cerebro.
Glucosa
exportada como
combustible
para cerebro y
otros tejidos.

92
BIOSINTESIS DE ÁCIDOS
GRASOS

93
 Cuando la ingesta supera las necesidades energéticas,
el exceso se almacena como reserva en forma de
grasas.
 Los restos de acetil-CoA provenientes de la β-oxidación
y de la degradación de glucosa o de las cadenas
carbonadas de algunos aa, pueden utilizarse para
sintetizar nuevos ac. Grasos.
 Estos se incorporan al glicerol para ser almacenados
como grasa de depósito.
 La síntesis de ac. Grasos de hasta 16 C ocurre en el
citoplasma y se conoce como SINTESIS DE NOVO.
 La elongación de ac. Grasos preexistentes se realiza en
las mitocondrias.

94
SINTESIS DE NOVO
(SINTESIS CITOPLASMÁTICA DE AC. GRASOS)
 Los ac. grasos se sintetizan en el citosol a
partir de acetil-CoA que se produce en la
mitocondria por lo tanto es necesario que
estos últimos sean transportados afuera de
las mitocondrias.
 La membrana mitocondrial interna es
impermeable a acetil-CoA.
 La manera en que salen es como citrato
mediante un transportador de tricarboxilatos.
 Se usa NADPH como fuente de H para las
reducciones.

95
SALIDA DE ACETILOS DE
LA MITOCONDRIA AL CITOSOL

96
Etapas de la Síntesis de Ac. Grasos
Comprende:
1. Formación de malonil-CoA.
2. Reacciones catalizadas por el
complejo multienzimático de la
Ácido graso sintetasa.

97
1)Formación de malonil-CoA
 Es una carboxilación que requiere HCO3
-
como fuente de
CO2.
 Cataliza: acetil-CoA carboxilasa que usa biotina (vit B7)
como coenzima.
 Es el principal sitio de regulación de la síntesis de ac.
Grasos.
H3C C
O
S CoA + CO2
ATP ADP + Pi
H2C C
O
S CoA
COO-
acetil-CoA
carboxilasa
acetil-CoA malonil-CoA

98
2)Reacciones de la acido graso sintetasa
 Cataliza la síntesis de ac. Grasos de hasta 16 C.
 Formada por 2 subunidades, cada una con 3
dominios:
 Dominio 1: ingreso de sustratos y unidad de
condensación. Contiene 3 enzimas:
• Acetil transferasa (AT)
• Malonil transferasa (MT)
• Enzima condensante (KS) con resto de Cys.
• Dominio 2: unidad de reducción. Contiene 3 enzimas:
• Cetoacil reductasa (KR)
• Hidroxiacil deshidratasa (HD)
• Enoil reductasa (ER)
 Posee la porción transportadora de acilos ACP.
• Dominio 3: liberación de ácidos grasos. Posee la
enzima:
• Deacilasa.
Una subunidad de Acido
Graso Sintetasa.

99
1)Transferencia de acetato.
Una molécula de acetil-CoA
ingresa y la acetil
transferasa (AT) transfiere
el resto acetilo al sitio activo
de la enzima condensante
(KS).

100
2)Transferencia de malonilo.
El malonil-CoA
formado ingresa y se
une al residuo de
Fosfopanteteína de la
Proteína
Transportadora de
Acilos (ACP) por
acción de la malonil
transferasa (MT).
malonil transferasa (MT).

101
3)Condensación de acetilo con
malonilo
•El carboxilo libre del
malonilo se separa
como CO2.
•Se produce la unión
de acetilo y malonilo
catalizada por la
enzima condensante
(KS) para formar
ceto-acil ACP.
•Se libera el acetilo
de la enzima
condensante.

102
4) Primera reducción( reducción del grupo
ceto)
El ceto-acil ACP
formado se
reduce a hidroxi-
acil ACP por
acción de la
ceto-acil
reductasa (KR).

103
5)Deshidratación
Se pierde una
molécula de agua,
reacción catalizada
por la hidroxi acil
deshidratasa (HD).

104
6)Segunda reducción
(Saturación del enlace C-C)
El compuesto insaturado
es hidrogenado por acción
de la enoil reductasa (ER).

105
Translocación
La cadena en elongación
unida al grupo
fosfopanteteína de la ACP
es translocada al residuo
de cisteína de la enzima
condensante (KS).
El grupo fosfopanteteína
queda libre para la unión
a malonilo comenzando
un nuevo ciclo.
El ciclo se repite hasta
llegar a ac. Grasos de
16C.
Los H necesarios para las
reducciones provienen de
NADPH que se obtiene en
la vía de las pentosas y
en menor cantidad por la
enzima málica que
convierte el piruvato en
malato para su salida al
citosol (transporte de
acetilos)

106
RESUMEN: Pasos de la
biosíntesis de Ac. Grasos.

107
BIOSINTESIS DE COLESTEROL
La estructura de 27 C se obtiene a
partir de moléculas de acetil-CoA.
Se condensan moléculas de
acetil-CoA para obtener
ISOPRENOS activados.
Los C negros derivan del grupo
metilo del acetato.
Los C rojos derivan del carboxilo
del acetato.

108
ETAPAS INICIALES
 Hasta la formación de 3-OH-3-
metil-glutaril CoA NO ESTÁ
COMPROMETIDA A LA
SÍNTESIS DE
COLESTEROL(similar a la
cetogénesis)
 La reducción para formar
MEVALONATO es la etapa crítica
que compromete a la formación
de colesterol.
 Como todas las biosíntesis,
consume NADPH.
Estatinas

109
LAS CÉLULAS TAMBIÉN OBTIENEN SU COLESTEROL MEDIANTE
ENDOCITOSIS DE LIPOPROTEÍNAS DE BAJA DENSIDAD MEDIADA POR EL
RECEPTOR DE LDL.

Almacenamiento
 Principal forma de almacenar energia en
animales.
 Tejido adiposo: trigliceridos
 Mobilizacion de grasas: lipasas y
fosfolipasas.
 Higado graso: mobilizacion de acidos grasos
al higado, tejido no funcional.

El metabolismo celular

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Similar a El metabolismo celular

Más de Estudio Konoha

El metabolismo celular