El documento describe los conceptos básicos del metabolismo celular. Explica que el metabolismo celular incluye las reacciones bioquímicas que transforman la materia, energía e información que entran y salen de la célula. También describe los tipos de vías metabólicas como las catabólicas, anabólicas, fermentación, respiración, quimiosíntesis y fotosíntesis.

1. Metabolismo M. en C. RAFAEL GOVEA VILLASEÑOR CINVESTAV-IPN

2. ¿Qué es el Metabolismo Celular? M. en C. Rafael Govea Villaseñor Es el conjunto de reacciones bioquímicas que transforman la materia, energía e información que entran y salen de la célula masa energía información masa energía información

3. Conocimientos Previos M. en C. Rafael Govea Villaseñor ¿Qué es una enzima? Es una macromolécula que acelera de miles a miles de millones de veces la velocidad de una reacción específica sin consumirse en ella ATP sintasa ADP + Pi ATP

4. Conocimientos Previos M. en C. Rafael Govea Villaseñor ¿Cómo funciona una enzima? La enzima tiene un sitio activo que reconoce a sus sustratos por complementaridad de superficies que los orienta y expone a un microambiente químico que reduce la Energía de activación requerida Dímero de la Fosfo-fructosinasa Fructosa-6P ATP Mg 2+ Sitio activo

5. Conocimientos Previos M. en C. Rafael Govea Villaseñor ¿Qué requiere una enzima para funcionar? Las Enzimas suelen necesitar moléculas auxiliares que se gastan en la reacción: Coenzimas (PMO) o cofactores (PMI), cierta temperatura y pH. Fructosa-6P ATP Mg 2+ Fructosa-1,6 DP ADP Fosfo-fructocinasa

6. Conocimientos Previos M. en C. Rafael Govea Villaseñor ¿Cuáles tipos de enzimas existen? Enzimas Proteicas hechas de aminoácidos ARN 16S del Ribosoma Ribozimas hechas de ribonucleótidos Triosa-fosfato-isomerasa

7. ¿Qué son las Vías Metabólicas? M. en C. Rafael Govea Villaseñor Son series de reacciones químicas catalizadas por enzimas que transforman una sustancia en otras tantas. Son rutas de transformación pre-establecidas por la presencia de las enzimas en la célula I La información genética de la célula determina cuales reacciones o rutas bioquímicas son posibles E 1 B C D E F A H J G E 2 E 3 E 4 E 5 E 6 E 7 E 8 E 9

8. ¿Cómo se clasifican las vías metabólicas? M. en C. Rafael Govea Villaseñor Rutas Metabólicas Vías Catabólicas Vías Anabólicas Fermentación Respiración Biosintéticas básicas Biosintéticas complement. F. Láctica F. Alcohólica Otras Fermentaciones Aerobia Anaerobias Quimiosíntesis Fotosíntesis Biosíntesis de proteínas Biosíntesis de Ac. Nucleicos Biosíntesis de Lípidos F. anoxigénicas F. oxigénicas Otras Fotosíntesis

9. Es una ruta bioquímica que transforma moléculas de mayor peso molecular a otras de menor peso. Su fin es elaborar ATP y moléculas intermediarias. ¿Qué es una vía Catabólica? M. en C. Rafael Govea Villaseñor

10. Es una ruta bioquímica que transforma moléculas de bajo peso molecular a otras de mayor PM. Consumen ATP y moléculas intermediarias para elaborarlas. ¿Qué es una vía Anabólica? M. en C. Rafael Govea Villaseñor

11. La Fermentación es la vía catabólica que fabrica ATP mediante la oxido-reducción interna de un compuesto orgánico, usualmente, Glucosa ¿Qué es la Fermentación? M. en C. Rafael Govea Villaseñor

12. Fermentación Alcohólica M. en C. Rafael Govea Villaseñor C 6 H 12 O 6 (glucosa) 2 CH 3 -CH 2 -OH + CO 2 + 2 ATP ( etanol )

13. Fermentación Láctica M. en C. Rafael Govea Villaseñor C 6 H 12 O 6 (glucosa) 2 CH 3 -C=O-COOH + 2 ATP ( ácido láctico )

14. Fermentación Láctica Lactato

15. Es la vía catabólica que fabrica ATP mediante la oxido-reducción externa de un compuesto orgánico, usualmente, Glucosa ¿Qué es la Respiración Celular? M. en C. Rafael Govea Villaseñor

16. Respiración Celular Anaerobia cuando se usa un oxidante externo distinto del O 2 (sulfato, nitrato, Fe 3+ , etc.) Hay 2 tipos de Respiración Celular Respiración Celular Aerobia cuando se usa como oxidante externo el O 2 M. en C. Rafael Govea Villaseñor

17. Algunos oxidantes utilizados en la respiración O 2 H 2 O Muchas bacterias, arqueobacterias y Eukarya NO - 3 NO - 2 Enterobacterias NO - 3 NO - 2 , N 2 O, N 2, Pseudomonas y Bacillus SO 4 2- H 2 S Desulfovibrio y Desulfotomaculatum CO 2 CH 4, Metanógenos S 0 H 2 S , Desulforomonas y Thermoproteus Fe 3+ Fe 2- Pseudomonas y Bacillus Oxidante Reducido a M. en C. Rafael Govea Villaseñor

18. Respiración Celular Aerobia C 6 H 12 O 6 + O 2 (glucosa) 6 CO 2 + 2 H 2 O + 38 ATP

19. Respiración Celular Anaerobia M. en C. Rafael Govea Villaseñor C 6 H 12 O 6 + SO 4 2- (glucosa) CO 2 + S = +  21 ATP

20. La Fermentación No es un tipo de Respiración Celular Anaerobia , aunque también sea anaerobia y catabólica M. en C. Rafael Govea Villaseñor

21. Respiración vs Fermentación Oxidación externa Generación de ATP por Fosforilación quimio-ósmótica El aceptor de e- (oxidante) es una sustancia distinta al sustrato Consta de {Glucólisis + Ciclo de Krebs + Cadena Transportadora de e- + Fosforilación del ADP} Oxidación interna Generación de ATP por fosforilación a nivel de sustrato El aceptor de e- (oxidante) es un átomo proveniente del mismo sustrato Consta de {Glucólisis + Reacciones regeneradoras de NAD + } M. en C. Rafael Govea Villaseñor

22. Respiración Celular Aerobia Glucólisis Ciclo de Krebs (del Ácido Cítrico) Cadena Transportadora de electrones Fosforilación del ADP

23. Ciclo de Krebs

24. Cadena Respiratoria en la Mitocondria p + p + p + p + p + p + p + p + p + p + p + p + p + p + GP p + p + 2 NADH + 2H + 2NAD + 4 H + + O 2 2 H 2 O Q C ADP+P i ATP p + NADH desh. Citocromo b-c1 (reductasa) Citocromo C Oxid. ATP sintasa MME EIM MMI Suc Fum CI CII CIII CIV GPDH Suc desh . CV DHAP e- e- e- e- e-

25. Vías Transportadoras de e - p + p + p + p + p + p + p + p + p + p + p + 2 NADH + 2H + 2NAD + 4 H + + O 2 2 H 2 O Q C ADP+P i ATP p + NADH deshidrogenasa Citocromo b-c1 (reductasa) Citocromo C Oxidasa ATP sintasa S = Fe 3+ D-0994 p + e- e- e- e- e- NO 3 - NH 3 + SO 4 2 - S 2 O 3 -

26. Eventos dentro de la Mitocondria Diapo 0968 H + 2H + + O 2 H + H + H + ADP 3 - ATP 4 - P - (NADH) (FADH 2 ) e - e - H + H 2 O H + H + H + H + H + Complejos: 1° NADH deshidrogenasa 2° FDH 2 deshidrogenasa Complejo 5° ATP sintasa 3° Citocromo B-C 1 4° Citocromo-oxidasa

27. Es la vía anabólica que fija CO 2 para fabricar carbohidratos usando energía química procedente de reacciones de oxido-reducción de PMI ¿Qué es la Quimiosíntesis? M. en C. Rafael Govea Villaseñor

28. Quimiosíntesis C 6 H 12 O 6 + SO 4 2- (glucosa) CO 2 + S = + E química M. en C. Rafael Govea Villaseñor

29. Es la vía anabólica que fija CO 2 para fabricar carbohidratos usando energía lumínica procedente del Sol ¿Qué es la Fotosíntesis? M. en C. Rafael Govea Villaseñor

30. Fotosíntesis Anoxigénica C 6 H 12 O 6 + SO 4 2- (glucosa) CO 2 + S = + E Lumínica C n (H 2 O) n carbohidrato M. en C. Rafael Govea Villaseñor

31. Fotosíntesis Oxigénica C 6 H 12 O 6 + O 2 (glucosa) CO 2 + H 2 O + E Lumínica M. en C. Rafael Govea Villaseñor