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NUTRICIÓN CELULAR
                                   FASES:

1.   Incorporación de nutrientes: Se realiza por procesos de
     ósmosis, difusión, transporte activo y pasivo, fagocitosis y
     pinocitosis.

2.   Digestión extracelular (en el exterior de la célula) y digestión
     intracelular (por medio de endocitosis, formación de lisosomas,..)

3.   Metabolismo: conjunto de reacciones anabólicas y catabólicas que
     tienen lugar en las células, mediante las cuales obtienen energía
     para mantenerese y regenerar moléculas y estructuras.

4.   Eliminación de sustancias y desechos:Se realiza por secreción y
     excreción (procesos realizados por exocitosis).
NUTRICIÓN CELULAR
                TIPOS DE NUTRICIÓN CELULAR:

1.   Autótrofa: Sintetizan todas las moléculas orgánicas a partir
     de sustancias inorgánicas simples (CO2,H2O, NH3, etc). La
     energía que requieren para este proceso de formación de
     moléculas la pueden obtener a partir de la energía luminosa
     (organismos fotoautótrofos) o a partir de la oxidación de
     moléculas inorgánicas (organismos quimiolitótrofos).

2.   Heterótrofa: Necesitan materia orgánica para sintetizar su
     propia materia orgánica. Como fuente de energía utilizan la
     energía química almacenada en los enlaces covalentes de la
     materia orgánica que ingieren.
METABOLISMO
   El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que ocurren en
    la célula para satisfacer sus necesidades de materia y energía.

   Las reacciones que componen el metabolismo son reacciones de
    óxido-reducción y están catalizadas por enzimas.

   Las reacciones metabólicas se encuentran agrupadas en rutas
    metabólicas que encadenan reacciones. Estas rutas metabólicas, en
    las que el producto de una reacción suele ser el sustrato de la
    siguiente. Estas rutas metabólicas se suelen llevar a cabo de forma
    compartimentada dentro de orgánulos.

   Las reacciones metabólicas se encuentran acopladas
    energéticamente: en unas se desprende energía y en otras se utiliza
    esta energía.
METABOLISMO
Los procesos metabólicos se pueden agrupar en dos grandes
grupos:

 CATABOLISMO: Consiste en la descomposición de moléculas
  orgánicas complejas en moléculas sencillas. En las reacciones
  metabólicas:
a) Se libera energía que puede ser utilizada para otras
        reacciones o para otros trabajos celulares.
        b) Se obtienen pequeñas moléculas para las reacciones
        de síntesis.

   ANABOLISMO: Consiste en la síntesis de moléculas
    complejas a partir de moléculas sencillas. Estas reacciones de
    biosíntesis requieren un aporte de energía.
METABOLISMO
    INTERMEDIARIOS TRASNPORTADORES EN EL METABOLISMO

    TRANSPORTADORES DE ELECTRONES Y DE GRUPOS

     Coenzimas transportadores de electrones:
       NAD+ (forma oxidada) – NADH + H+ (forma reducida)
       NADP+ (forma oxidada) – NADPH + H+(forma reducida)
       FAD+ (forma oxidada) – FADH2 (forma reducida)

     Coenzimas transportadores de grupos:
       Coenzima A

    TRANSPORTADORES DE ENERGÍA:
       ATP
METABOLISMO
PRINCIPALES MECANISMOS DE SÍNTESIS DE ATP EN LA CÉLULA

   SÍNTESIS A NIVEL DE SUSTRATO

    Para unir un grupo fosfato al ADP y formar ATP se utiliza la energía
    liberada en reacciones de hidrólisis de compuestos ricos en energía.

   FOSFORILACIÓN ACOPLADA AL TRANSPORTE DE ELECTRONES
    Esta fosforilación se encuentra acoplada al transporte de electrones
    a traves de la membrana mitocondrial interna o a través de la
    membrana de los tilacoides del cloroplasto.
    Si ocurren en la mitocondria se denomina fosforilación oxidativa y
    si ocurre en el cloroplasto fotofosrilación.
METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
1ª FASE:
En la mayoría de los seres vivos, la glucosa se oxida en una
ruta metabólica llamada glucólisis, que da como resultado 2
moléculas de ATP y dos de ácido pirúvico.

2ª FASE:
-En condiciones aerobias, se produce la respiración
  celular, donde el ac. Pirúvico es oxidado totalmente a CO2 y
  H”=, actuando el oxígeno como como aceptor final de
  electrones.
-En condiciones anaerobias, el ac. Pirúvico se convierte en
  otras moléculas orgánicas sencillas y el aceptor de
  electrones es una molécula orgánica.
METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
1. Glucólisis:
   Ruta metabólica que se desarrolla en el citosol celular, cuyo objetivo es
    obtener energía a partir de la glucosa.

   No necesita oxígeno para su realización y se trata simplemente de una
    secuencia de más o menos nueve reacciones. A lo largo de éstas, una
    molécula de glucosa se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico.

   Se produce en todas las células vivas, desde procariotas hasta eucariotas
    animales y vegetales.

   Se necesita la energía de 2 moléculas de ATP para iniciar el proceso, pero
    una vez iniciado se producen 2 moléculas de NADH y 4 de ATP por lo que
    el balance final es de: 2 NADH y 2 ATP por molécula de glucosa:

Glucosa + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+ ==>2 Acido pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 Agua
METABOLISMO: Procesos catabólicos
:
Glucólisis:




Glucosa + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+
==>2 Acido pirúvico + 2 ATP +
2 NADH + 2 H+ + 2 Agua
METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
En condiciones aerobias, en las células se lleva a cabo la
RESPIRACIÓN CELULAR.
La respiración celular comprende, además de la glucólisis, las
siguientes fases:
2. Descarboxilación oxidativa:
 En condiciones aerobias, el piruvato obtenido en la glucólisis pasa
  a la matriz mitocondrial y mediante un proceso de oxidación y
  descarboxilación, se forma acetil-CoA.
 Por cada molécula de glucosa
 se forman:
 Dos moléculas de acetilCoA
 2 moléculas de NADH
 2 CO2
METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
2. Ciclo de krebs:
      Ruta cíclica.
      Se realiza en la matriz
        mitocondrial.
      Por cada molécula de glucosa se
        obtienen:
        4 moléculas de CO2
         2 moléculas de ATP(a través del GTP)
        6 moléculas de NADH
        2 moléculas de FADH2
METABOLISMO: Procesos catabólicos
Ciclo
de krebs:
METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
4. Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa:
 Los electrones del NADH y FADH2 son transportados a través de
  una cadena respiratoria situada en la membrana interna
  mitocondrial.
 La cadena de transporte electrónico está constituida por cuatro
  complejos, que son agrupaciones de proteínas transportadoras.
 Los e- pasan de transportador en transportador hasta llegar al
  oxígeno, que es el último aceptor de electrones.
 Según la hipótesis quimiosmótica, la energía liberada por los
  electrones en su viaje hacia el oxígeno es utilizada para trasladar
  protones desde la matriz al espacio intermembrana, lo que genera
  un gradiente electroquímico en la membrana mitocondrial interna.
METABOLISMO: Procesos catabólicos
   El gradiente hace que los protones tiendan a volver de
    nuevo a la matriz a favor de gradiente. El retorno lo hacen
    a través de la ATP sintetasa, sintetizándose a su paso ATP.
METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
      Resumen de la respiración celular
METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:

        Resumen de la respiración celular
Por cada molécula de glucosa, sumando los ATP obtenidos
directamente y los ATP obtenidos a través de la fosforilación
oxidativa:
   Glucólisis……………………….………………8 ATP
   Descarboxilación del piruvato………….6 ATP
   Ciclo de Krebs……………………………….24 ATP

   EN TOTAL…………………………..…………38 ATP
METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
En condiciones anaerobias, en las células se lleva a cabo la
FERMENTACIÓN CELULAR.

Características:
 El aceptor final de electrones no es el oxígeno, sino una molécula
  orgánica.
 La degradación de la glucosa no es completa, y el producto final
  es otra molécula orgánica, no totalmente oxidadas.
 El rendimiento energético es de dos moléculas de ATP por
  molécula de glucosa.

Fermentaciones más importantes:
F. alcohólica, F. láctica y F. acética.
METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA.
La glucosa se transforma en 2 moléculas de etanol y 2
de CO2 produciendo 2 ATP. Se inicia con la glucólisis
que forma 2 molec. Piruvato, pierde 1 molec. de CO2
dando acetaldehído que se reduce mediante el NADH
generado en la glucólisis, formando etanol.

Larealizan principalmente las levaduras del género
Saccharomyces.

En la industria, tiene interés en la fabricación de
bebidas alcohólicas como el vino, la cerveza y la sidra.
También tiene interés en la fermentación del
pan, donde el CO2 , que se desprende el la
fermentación, esponja la masa.
METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA.
METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
FERMENTACIÓN LÁCTICA.
Laglucosa se transforma en 2 moléculas de lactato.
produciendo 2 ATP. Se inicia con la glucólisis que
forma 2 molec. de piruvato que se reduce mediante el
NADH generado en la glucólisis, formando lactato.

Larealizan principalmente las bacterias de los
géneros Lactobacillus, Streptococcus o Leuconostoc.

Enla industria, tiene interés en la elaboración de
productos lácteos como el queso, la cuajada o el yogur.

Estafermentación también ocurre, cuando falta
oxígeno, en células del músculo estriado.
METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
FERMENTACIÓN LÁCTICA.
METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS LÍPIDOS:
La principal fuente de reserva energética son los
triacilglicéridos. En estos, el glicerol se transforma
en dihidroxiacetona que se incorpora a la glucólisis
y sigue la vía de la respiración celular hasta el
final.

Los ácidos grasos atraviesan la membrana de la
mitocondria uniéndose a la CoA y, ya en la matriz
mitocondrial, son degradados mediante una ruta
llamada -oxidación de los ácidos grasos.
METABOLISMO: Procesos catabólicos
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Metabolismo

  • 1. NUTRICIÓN CELULAR  FASES: 1. Incorporación de nutrientes: Se realiza por procesos de ósmosis, difusión, transporte activo y pasivo, fagocitosis y pinocitosis. 2. Digestión extracelular (en el exterior de la célula) y digestión intracelular (por medio de endocitosis, formación de lisosomas,..) 3. Metabolismo: conjunto de reacciones anabólicas y catabólicas que tienen lugar en las células, mediante las cuales obtienen energía para mantenerese y regenerar moléculas y estructuras. 4. Eliminación de sustancias y desechos:Se realiza por secreción y excreción (procesos realizados por exocitosis).
  • 2. NUTRICIÓN CELULAR  TIPOS DE NUTRICIÓN CELULAR: 1. Autótrofa: Sintetizan todas las moléculas orgánicas a partir de sustancias inorgánicas simples (CO2,H2O, NH3, etc). La energía que requieren para este proceso de formación de moléculas la pueden obtener a partir de la energía luminosa (organismos fotoautótrofos) o a partir de la oxidación de moléculas inorgánicas (organismos quimiolitótrofos). 2. Heterótrofa: Necesitan materia orgánica para sintetizar su propia materia orgánica. Como fuente de energía utilizan la energía química almacenada en los enlaces covalentes de la materia orgánica que ingieren.
  • 3. METABOLISMO  El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que ocurren en la célula para satisfacer sus necesidades de materia y energía.  Las reacciones que componen el metabolismo son reacciones de óxido-reducción y están catalizadas por enzimas.  Las reacciones metabólicas se encuentran agrupadas en rutas metabólicas que encadenan reacciones. Estas rutas metabólicas, en las que el producto de una reacción suele ser el sustrato de la siguiente. Estas rutas metabólicas se suelen llevar a cabo de forma compartimentada dentro de orgánulos.  Las reacciones metabólicas se encuentran acopladas energéticamente: en unas se desprende energía y en otras se utiliza esta energía.
  • 4. METABOLISMO Los procesos metabólicos se pueden agrupar en dos grandes grupos:  CATABOLISMO: Consiste en la descomposición de moléculas orgánicas complejas en moléculas sencillas. En las reacciones metabólicas: a) Se libera energía que puede ser utilizada para otras reacciones o para otros trabajos celulares. b) Se obtienen pequeñas moléculas para las reacciones de síntesis.  ANABOLISMO: Consiste en la síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas sencillas. Estas reacciones de biosíntesis requieren un aporte de energía.
  • 5. METABOLISMO INTERMEDIARIOS TRASNPORTADORES EN EL METABOLISMO  TRANSPORTADORES DE ELECTRONES Y DE GRUPOS Coenzimas transportadores de electrones: NAD+ (forma oxidada) – NADH + H+ (forma reducida) NADP+ (forma oxidada) – NADPH + H+(forma reducida) FAD+ (forma oxidada) – FADH2 (forma reducida) Coenzimas transportadores de grupos: Coenzima A  TRANSPORTADORES DE ENERGÍA: ATP
  • 6. METABOLISMO PRINCIPALES MECANISMOS DE SÍNTESIS DE ATP EN LA CÉLULA  SÍNTESIS A NIVEL DE SUSTRATO Para unir un grupo fosfato al ADP y formar ATP se utiliza la energía liberada en reacciones de hidrólisis de compuestos ricos en energía.  FOSFORILACIÓN ACOPLADA AL TRANSPORTE DE ELECTRONES Esta fosforilación se encuentra acoplada al transporte de electrones a traves de la membrana mitocondrial interna o a través de la membrana de los tilacoides del cloroplasto. Si ocurren en la mitocondria se denomina fosforilación oxidativa y si ocurre en el cloroplasto fotofosrilación.
  • 7. METABOLISMO: Procesos catabólicos CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: 1ª FASE: En la mayoría de los seres vivos, la glucosa se oxida en una ruta metabólica llamada glucólisis, que da como resultado 2 moléculas de ATP y dos de ácido pirúvico. 2ª FASE: -En condiciones aerobias, se produce la respiración celular, donde el ac. Pirúvico es oxidado totalmente a CO2 y H”=, actuando el oxígeno como como aceptor final de electrones. -En condiciones anaerobias, el ac. Pirúvico se convierte en otras moléculas orgánicas sencillas y el aceptor de electrones es una molécula orgánica.
  • 8. METABOLISMO: Procesos catabólicos CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: 1. Glucólisis:  Ruta metabólica que se desarrolla en el citosol celular, cuyo objetivo es obtener energía a partir de la glucosa.  No necesita oxígeno para su realización y se trata simplemente de una secuencia de más o menos nueve reacciones. A lo largo de éstas, una molécula de glucosa se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico.  Se produce en todas las células vivas, desde procariotas hasta eucariotas animales y vegetales.  Se necesita la energía de 2 moléculas de ATP para iniciar el proceso, pero una vez iniciado se producen 2 moléculas de NADH y 4 de ATP por lo que el balance final es de: 2 NADH y 2 ATP por molécula de glucosa: Glucosa + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+ ==>2 Acido pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 Agua
  • 9. METABOLISMO: Procesos catabólicos : Glucólisis: Glucosa + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+ ==>2 Acido pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 Agua
  • 10. METABOLISMO: Procesos catabólicos CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: En condiciones aerobias, en las células se lleva a cabo la RESPIRACIÓN CELULAR. La respiración celular comprende, además de la glucólisis, las siguientes fases: 2. Descarboxilación oxidativa:  En condiciones aerobias, el piruvato obtenido en la glucólisis pasa a la matriz mitocondrial y mediante un proceso de oxidación y descarboxilación, se forma acetil-CoA.  Por cada molécula de glucosa se forman: Dos moléculas de acetilCoA 2 moléculas de NADH 2 CO2
  • 11. METABOLISMO: Procesos catabólicos CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: 2. Ciclo de krebs:  Ruta cíclica.  Se realiza en la matriz mitocondrial.  Por cada molécula de glucosa se obtienen: 4 moléculas de CO2 2 moléculas de ATP(a través del GTP) 6 moléculas de NADH 2 moléculas de FADH2
  • 13. METABOLISMO: Procesos catabólicos CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: 4. Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa:  Los electrones del NADH y FADH2 son transportados a través de una cadena respiratoria situada en la membrana interna mitocondrial.  La cadena de transporte electrónico está constituida por cuatro complejos, que son agrupaciones de proteínas transportadoras.  Los e- pasan de transportador en transportador hasta llegar al oxígeno, que es el último aceptor de electrones.  Según la hipótesis quimiosmótica, la energía liberada por los electrones en su viaje hacia el oxígeno es utilizada para trasladar protones desde la matriz al espacio intermembrana, lo que genera un gradiente electroquímico en la membrana mitocondrial interna.
  • 14. METABOLISMO: Procesos catabólicos  El gradiente hace que los protones tiendan a volver de nuevo a la matriz a favor de gradiente. El retorno lo hacen a través de la ATP sintetasa, sintetizándose a su paso ATP.
  • 15. METABOLISMO: Procesos catabólicos CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: Resumen de la respiración celular
  • 16. METABOLISMO: Procesos catabólicos CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: Resumen de la respiración celular Por cada molécula de glucosa, sumando los ATP obtenidos directamente y los ATP obtenidos a través de la fosforilación oxidativa:  Glucólisis……………………….………………8 ATP  Descarboxilación del piruvato………….6 ATP  Ciclo de Krebs……………………………….24 ATP  EN TOTAL…………………………..…………38 ATP
  • 17. METABOLISMO: Procesos catabólicos CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: En condiciones anaerobias, en las células se lleva a cabo la FERMENTACIÓN CELULAR. Características:  El aceptor final de electrones no es el oxígeno, sino una molécula orgánica.  La degradación de la glucosa no es completa, y el producto final es otra molécula orgánica, no totalmente oxidadas.  El rendimiento energético es de dos moléculas de ATP por molécula de glucosa. Fermentaciones más importantes: F. alcohólica, F. láctica y F. acética.
  • 18. METABOLISMO: Procesos catabólicos CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA. La glucosa se transforma en 2 moléculas de etanol y 2 de CO2 produciendo 2 ATP. Se inicia con la glucólisis que forma 2 molec. Piruvato, pierde 1 molec. de CO2 dando acetaldehído que se reduce mediante el NADH generado en la glucólisis, formando etanol. Larealizan principalmente las levaduras del género Saccharomyces. En la industria, tiene interés en la fabricación de bebidas alcohólicas como el vino, la cerveza y la sidra. También tiene interés en la fermentación del pan, donde el CO2 , que se desprende el la fermentación, esponja la masa.
  • 19. METABOLISMO: Procesos catabólicos CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA.
  • 20. METABOLISMO: Procesos catabólicos CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: FERMENTACIÓN LÁCTICA. Laglucosa se transforma en 2 moléculas de lactato. produciendo 2 ATP. Se inicia con la glucólisis que forma 2 molec. de piruvato que se reduce mediante el NADH generado en la glucólisis, formando lactato. Larealizan principalmente las bacterias de los géneros Lactobacillus, Streptococcus o Leuconostoc. Enla industria, tiene interés en la elaboración de productos lácteos como el queso, la cuajada o el yogur. Estafermentación también ocurre, cuando falta oxígeno, en células del músculo estriado.
  • 21. METABOLISMO: Procesos catabólicos CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: FERMENTACIÓN LÁCTICA.
  • 22. METABOLISMO: Procesos catabólicos CATABOLISMO DE LOS LÍPIDOS: La principal fuente de reserva energética son los triacilglicéridos. En estos, el glicerol se transforma en dihidroxiacetona que se incorpora a la glucólisis y sigue la vía de la respiración celular hasta el final. Los ácidos grasos atraviesan la membrana de la mitocondria uniéndose a la CoA y, ya en la matriz mitocondrial, son degradados mediante una ruta llamada -oxidación de los ácidos grasos.
  • 23. METABOLISMO: Procesos catabólicos ESQUEMA GENERAL DEL CATABOLISMO