• BOLILLA 3: -. Metabolismo . Principales nutrientes de autótrofos y heterótrofos. Catabolismo. Anabolismo. Metabolismo de Carbohidratos en los distintos organismos: Animales y Vegetales. Digestión y absorción. Sistema digestivo en individuos heterótrofos. Digestión en rumiantes: celulasa. Estructuras especializadas. Distribución de glucosa en una célula animal y una célula vegetal. Degradación de glucosa: glicólisis. Localización celular. Etapas. Producción de energía. Regulación. Balance energético en condiciones de anaerobiosis. Destino del piruvato. Fermentaciones. Efecto Pasteur. Degradación de otras hexosas. • BOLILLA 4: Destino del piruvato en condiciones aeróbicas . Complejo de la piruvato deshidrogenasa Ciclo de Krebs. Localización celular. Balance energético del ciclo. Regulación. Reacciones anapleróticas según el tipo de célula o tejido. Naturaleza anfibólica del ciclo. Sistemas de lanzaderas: lanzadera del glicerofosfato y lanzadera del malato-aspartato. Balance energético de la degradación de glucosa en condiciones de aerobiosis. Ciclo del glioxilato. Localización. Importancia. Vía de las pentosas. Localización. Importancia metabólica. • BOLILLA 5: Biosíntesis de carbohidratos . Gluconeogénesis. Etapas. Regulación. Costo energético. Ciclos fútiles. Biosíntesis del glucógeno. Regulación coordinada entre la degradación y la síntesis del glucógeno. Costo energético. Biosíntesis de almidón. Síntesis fotosintética de glúcidos. Reacciones de fijación y reducción fotosintética del carbono, ciclo de Calvin. Regulación. Fotorrespiración y ruta C4. Biosíntesis de almidón, sacarosa y celulosa en vegetales. ICA BIOLOGICA Lic. y Prof. en Ciencias Biológ
49
Embed
BOLILLA 3: -. Metabolismo. Principales nutrientes de autótrofos y heterótrofos. Catabolismo. Anabolismo. Metabolismo de Carbohidratos en los distintos.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
• BOLILLA 3: -. Metabolismo. Principales nutrientes de autótrofos y heterótrofos. Catabolismo. Anabolismo. Metabolismo de Carbohidratos en los distintos organismos: Animales y Vegetales. Digestión y absorción. Sistema digestivo en individuos heterótrofos. Digestión en rumiantes: celulasa. Estructuras especializadas. Distribución de glucosa en una célula animal y una célula vegetal. Degradación de glucosa: glicólisis. Localización celular. Etapas. Producción de energía. Regulación. Balance energético en condiciones de anaerobiosis. Destino del piruvato. Fermentaciones. Efecto Pasteur. Degradación de otras hexosas.
• BOLILLA 4: Destino del piruvato en condiciones aeróbicas. Complejo de la piruvato deshidrogenasa Ciclo de Krebs. Localización celular. Balance energético del ciclo. Regulación. Reacciones anapleróticas según el tipo de célula o tejido. Naturaleza anfibólica del ciclo. Sistemas de lanzaderas: lanzadera del glicerofosfato y lanzadera del malato-aspartato. Balance energético de la degradación de glucosa en condiciones de aerobiosis. Ciclo del glioxilato. Localización. Importancia. Vía de las pentosas. Localización. Importancia metabólica.
• BOLILLA 5: Biosíntesis de carbohidratos. Gluconeogénesis. Etapas. Regulación. Costo energético. Ciclos fútiles. Biosíntesis del glucógeno. Regulación coordinada entre la degradación y la síntesis del glucógeno. Costo energético. Biosíntesis de almidón. Síntesis fotosintética de glúcidos. Reacciones de fijación y reducción fotosintética del carbono, ciclo de Calvin. Regulación. Fotorrespiración y ruta C4. Biosíntesis de almidón, sacarosa y celulosa en vegetales.
QUIMICA BIOLOGICA Lic. y Prof. en Ciencias Biológicas
AutótrofosFotosintéticos
Heterótrofos¿Cómo?¿Cómo?
M E T A B O L I S M O
H2O
Energía para la vidaEnergía para la vida
H2O
ME
TA
BO
LIS
MO
IN
TE
RM
ED
IO
Conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en las células y tejidos.
Sentido biológico del metabolismo
1- Obtener energía y poder reductor a partir de los nutrientes.
2- Degradar los compuestos ingeridos con los alimentos, o los de reserva, en productos más simples, utilizables como precursores para la síntesis de moléculas constituyentes de órganos y tejidos y otras sustancias necesarias para su funcionamiento.
Nutrición y Metabolismo en Animales HeterótrofosNutrición y Metabolismo en Animales Heterótrofos
- DigestiónDigestión.. Conversión de los alimentos en sustancias absorbibles en el tracto intestinal. Implica el desdoblamiento mecánico (ej. masticación) y químico (ej. enzimático) de los alimentos, en moléculas absorbibles.
- Absorción de nutrientesAbsorción de nutrientes. . Pasaje del producto de la digestión desde la luz intestinal a la circulación.
- Metabolización. Metabolización. Utilización de los nutrientes para obtención de energía y/o para la síntesis de compuestos celulares.
Digestión y absorción de carbohidratosDigestión y absorción de carbohidratos
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
OHO
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
OH
n
AmilosaAmilosa
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
OO.....
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O
OH
H
OH
OH
H
HH
O
CH2
O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O......
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O.......
Amilopectina o GlucógenoAmilopectina o GlucógenoO
CH2
HH
OHH
OH
OH
H
O
H
OH
HOH
H
CH2
H
OH
H
O
H
HO HO
n Maltosas
n Maltotriosas
n Oligosacáridos
Digestión del Almidón y/o del GlucógenoDigestión del Almidón y/o del Glucógeno
Amilasasalival
n H2O
Amilasapancreática
O
CH2
HH
OHH
OH
OH
H
O
H
OH
HOH
H
CH2
H
OH
H
O
H
HO HO
Maltosas
Maltotriosas
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
OHO
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
OH
n
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
OO.....
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O
OH
H
OH
OH
H
HH
O
CH2
O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O......
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O.......
Oligosacáridos
Digestión del Almidón (cont.)Digestión del Almidón (cont.)
DisacaridasasDisacaridasas
O
CH2
HH
OHH
OH
OH
H
O
H
OH
HOH
H
CH2
H
OH
H
O
H
HO HO
Maltosa
Maltasa2
GlucosaH2O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
OHO
O
CH2OH
OH
HOH
HH
CH2OH
Sacarosa
Sacarasa
Glucosa
+
FructosaH2O
O
H
OH
OH
H
OHH
CH2OH
O
HHO
H
OH
H
OH
HOH
H
CH2OH
H
Lactosa
Lactasa
Glucosa
+
GalactosaH2O
Esófago Rumen
Retículum
Omasum
Abomasum
Microorganismos fermentadores de celulosa
El alimento fermentado y los microorganismos son concentrados por reabsorción de agua.
HCl y proteasas
Idem retículum. El bolo alimenticio es regurgitado a la boca.
Proceso digestivo en los rumiantes herbívorosProceso digestivo en los rumiantes herbívoros
O
H
OH
OH
H
H
CH2OH
H
O
HO
H
OH
CH2OH
H O
OH
HOH
H
HO
H
OH
OH
H
H
CH2OH
H
OH
OH
H
OH
OH
H
H
OHH
CH2OH
n
Celulasa
O
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
HO
O
HO
H
OH
H
OH
HOH
H
CH2OH
H
Celulosa
n Celobiosa
n H2O
Nutrición y Metabolismo en AnimalesNutrición y Metabolismo en Animales
- DigestiónDigestión.. Conversión de los alimentos en sustancias absorbibles en el tracto intestinal. Implica el desdoblamiento, mecánico y químico de los alimentos, en moléculas absorbibles.
- Absorción de nutrientesAbsorción de nutrientes. . Pasaje del producto de la digestión desde la luz intestinal a la circulación.
- Metabolización. Metabolización. Utilización de los nutrientes para obtención de energía y/o para la síntesis de compuestos celulares.
Estructuras especializadas en absorciónEstructuras especializadas en absorción
Lombriz
Tiburón
Humano
¿¿CCóómo llegan las unidades de monosacáridos a los mo llegan las unidades de monosacáridos a los tejidos donde serán metabolizados?tejidos donde serán metabolizados?
¿¿CCóómo llegan las unidades de monosacáridos a los mo llegan las unidades de monosacáridos a los tejidos donde serán metabolizados?tejidos donde serán metabolizados?
SGLUTSGLUT
GlucosaGlucosaGlucosaGlucosa
Extraída y modificada del Lehninger, 4a. Ed,
GalactosaGalactosaGalactosaGalactosa
FructosaFructosa
GLUT5GLUT5
FructosaFructosa
Nutrición y Metabolismo en AnimalesNutrición y Metabolismo en Animales
- DigestiónDigestión.. Conversión de los alimentos en sustancias absorbibles en el tracto intestinal. Implica el desdoblamiento, mecánico y químico de los alimentos, en moléculas absorbibles.
- Absorción de nutrientesAbsorción de nutrientes. . Pasaje del producto de la digestión desde la luz intestinal a la circulación.
- Metabolización. Metabolización. Utilización de los nutrientes para obtención de energía y/o para la síntesis de compuestos celulares.
Sentido biológico del metabolismo
DEGRADACION SINTESIS
1- Obtener energía y poder reductor a partir de los nutrientes.
2- Degradar compuestos ingeridos con los alimentos, o los de reserva, en productos más simples, utilizables como precursores para la síntesis de moléculas constituyentes de órganos y tejidos y otras sustancias necesarias para su funcionamiento.
Catabolismo Anabolismo
MetabolismoMetabolismo
Estructuras complejas
Estructuras simples
G
DE
GR
AD
AC
ION
SIN
TE
SIS
Nutrientes Contenedores
de Energía
CarbohidratosLípidosProteínas
VIAS CATABOLICAS (Degradación oxidativa)
Productos finales
carentes de Energía
CO2
H2ONH3
NAD+
NADP+
FADADP+HPO4
2-
NADHNADPHFADH2
ATP
Energía Química
Moléculas Precursoras
MonosacáridosÁcidos grasosAminoácidos
Bases nitrogenadas
VIAS ANABOLICAS(Síntesis reductora)
Macromoléculas Celulares
PolisacáridosLípidos
ProteínasÁcidos Nucleicos
Esquemas de distintos tipos de secuencias metabólicas
A Ba
Cb
D Ec d
P Qp
A B C D Ea b c d
A
B
C b
a
S
D
c
d
PA B
a
M N
YX
Sef
Vías
Ciclos Cascadas
Vías anabólicasdivergentes
Vías catabólicas
convergentes
Equilibrio dinámico
AnabolismoCatabolismo
Anabolismo
Catabolismo
Crecimiento
Envejecimiento
Anabolismo
Catabolismo
¿¿CCóómo llegan las unidades de monosacáridos a los mo llegan las unidades de monosacáridos a los tejidos donde serán metabolizados?tejidos donde serán metabolizados?
SGLUTSGLUT
GlucosaGlucosaGlucosaGlucosa
Extraída y modificada del Lehninger, 4a. Ed,
GalactosaGalactosaGalactosaGalactosa
FructosaFructosa
GLUT5GLUT5
FructosaFructosa
Transportadores de Glucosa (Transportadores de Glucosa (uniportersuniporters))
Transportador Localización
GLUT1
En todos los tejidos del feto. En adultos: en GR, fibroblastos y células
endoteliales
GLUT2
En membrana basolateral del epitelio intestinal,
túbulos renales, hepatocitos y células β
pancreáticas
GLUT3PPal. Transportador en
cerebro y nervios periféricos.
GLUT4Tej. Adiposo y músculo esquelético y cardiaco.
Es sensible a Insulina
GLUT5 Transportador de Fru en enterocitos.
GLUT7 Membranas del RE
1- La Glu se une a un sitio del transportador abierto.
2- La proteína transportadora cambia su conformación.
3- La Glu es liberada al interior celular y la proteína transportadora retorna a su conformación original.
¿¿En quEn quéé difieren estos transportadores? difieren estos transportadores?
- En la afinidad por la GLU.
GLUT4> GLUT3> GLUT1> GLUT2
- La alta afinidad por Glu de GLUT4 y GLUT3 asegura la provisión de Glu a corazón y tej. nervioso.
- Cuando los niveles de Glu en sangre aumentan (periodo postprandial) se activa la incorporación de Glu al hígado, por un lado, y a las células beta del páncreas, a través de los GLUT2 y se estimula la liberación de Insulina.
- Esta, a su vez, promueve la movilización de los GLUT4 desde las vesículas intracelulares del tej. adiposo y músculo esquelético hacia la membrana plasmática para incorporar Glu a estos tejidos.
¿¿CCóómo funcionan lo transportadores GLUT4?mo funcionan lo transportadores GLUT4?
Ciclo de Cori
Esquema general del metabolismo de carbohidratos Esquema general del metabolismo de carbohidratos Otros tejidos como por ej. tej. nervioso
O2
O2
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
OH
H H O
OH
H
OHH
OH
CH2OPO32
H
OH
H
23
4
5
6
1 1
6
5
4
3 2
ATP ADP
Mg2+
glucose glucose-6-phosphate
Hexokinase
* La glucosa es fosforilada en el carbono 6
Fosforilación de la glucosaFosforilación de la glucosa
La fosforilación es el paso inicial de todas las vías de utilización de monosacáridos, en animales y vegetales.
Impide la difusión de la Glu hacia el exterior celular y asegura su utilización en alguna de las vías metabólicas celulares según el requerimiento celular.
Hexoquinasas
Isoenzimas I, II, III
Isoenzima IV o Glucoquinasa
-En distintas proporciones según el tejido.- Son inespecificas.- Km Glu = 0.01-0.1 mM
- En hígado y células beta del páncreas.- Es muy especifica, solo D-Glucosa.- Km Glu = >10 mM.
GLUCOSA-6-P
Destinos metabólicos de la glucosa Destinos metabólicos de la glucosa en una célula hepáticaen una célula hepática
Glucógeno-génesis
Glucógeno
Via de las PentosasRibosa-5-P
Piruvato
Via Glicolitica
Glucosa
Glucosa-6-fosfatasa
GLUCOSA-6-P
Destinos metabólicos de la glucosa Destinos metabólicos de la glucosa en una célula vegetalen una célula vegetal
AlmidónSacarosa
Via de las PentosasRibosa-5-P
Piruvato
Via Glicolitica
•FASE I. (Reacciones 1-5). Fase preparatoria en que la glucosa es fosforilada y fragmentada, dando lugar a dos moléculas de gliceraldehido-3-fosfato. Este proceso consume 2 ATPs.
•FASE II (Reacciones 6-10). Las dos moléculas anteriormente formadas se convierten a dos moléculas de piruvato, con la producción de 4 ATPs y 2 NADH.
Vía GlicolVía Glicolííticatica
Citosol celularCitosol celular
-Universal.
-Todos los intermediarios fosforilados.
- No requiere O2
Bibliografía
1- BLANCO A., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 8a edic., Bs. As. (2007).2- LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008).3- LIM M.Y., “ Lo esencial en Metabolismo y Nutrición”, Ed. Elsevier, 3ra. ed., Barcelona (2010).
Bibliografía Complementaria
1- CAMPBELL Y FARREL, “Bioquimica”, Thomson Eds., 4ta. Ed., (2005).2- DONALD NICHOLSON, International Union of Biochemistry & Molecular Biology (IUBMB), IUBMB-Nicholson Metabolic Maps, Minimaps & Animaps. Department of Biochemistry and Microbiology, The University, Leeds, England. (http://www.iubmb-nicholson.org).3- SALISBURY Y ROSS, “Fisiología vegetal”, Grupo Ed. Iberoamericana, (1994).4- HILL, WYSE Y ANDERSON, “Fisiología animal”, Ed. Med. Panamericana,(2006), Madrid, España.