Clasificación de los s v • Según la fuente de C • Autótrofos • Heterótrofos • Según la fuente de energía • Fotótrofos (fotosintéticos) • Quimiótrofos (quimiosintéticos)
Clasificación de los s v
• Según la fuente de C• Autótrofos• Heterótrofos
• Según la fuente de energía• Fotótrofos (fotosintéticos)• Quimiótrofos (quimiosintéticos)
METABOLISMO
• Concepto: Conjunto de todas las reacciones químicas que tienen lugar en la célula.
• Las células administran y transforman materia y energía
• Vías metabólicas• Moléculas que intervienen: Metabolitos• Control enzimático
ENZIMAS• Naturaleza química: Proteínas globulares (estr.
3aria). Simples: polipéptido
» Holoenzimas: polipéptido+Cofactor Inorgánico Orgánico:Coenzima
ATP, NADP+, Co-Q
Zn++, Mg++
Enzimas que requieren elementos inorgánicosCitocromo oxidasa
Catalasa, peroxidasa
Fe2+, Fe+,
Citocromo oxidasa Cu2+
DNA polimerasa
Anhídrasa carbónica
Alcohol deshidrogensa
Zn2+
Hexoquinasa
Glucosa 6-fosfatasa
Mg2+
Arginasa Mn2+
Piruvato quinasa K+, Mg2+
Ureasa Ni2+
Nitrato reductasa Mo2+
Coenzimas: Actúan como transportadores eventuales de átomos específicos o de grupos funcionales
Coenzimas Entidad transferida
Pirofosfato de tiamina .
Dinucleótido de flavina y adenina.
Dinucleótido de nicotinamida y de adenina
Coenzima A .
Fosfato de Piridoxal .
5’-Desoxicobalamina (Coenzima B12)
Biocitina .
Tetrahidrofolato .
Aldehídos
Átomos de hidrógeno
Ion hidruro (H-)
Grupos acilo
Grupos amino
Átomos de H y grupos alquilo
CO2
Otros grupos monocarbonados
Adenosine Triphosphate (ATP)
Coenzyme A (CoA)
Flavin Adenine Dinucleotide (FAD)
Nicotinamide Adenine Dinucleotide (NAD+) Nicotinamide Adenine Dinucleotide
Phosphate (NADP+)
Coenzimas
VITAMINAS FUNCIONESEnfermedades
carenciales
•C (ácido ascórbico)
•Coenzima de algunas peptidasas. Interviene en la síntesis de colágeno
•Escorbuto
•B1 (tiamina)•Coenzima de las descarboxilasas y de las enzima que transfieren grupos aldehídos
•Beriberi
•B2 (riboflavina)
•Constituyente de los coenzimas FAD y FMN
•Dermatitis y lesiones en las mucosas
•B3 (ácido pantoténico)
•Constituyente de la CoA•Fatiga y trastornos del
sueño
•B5 (niacina)•Constituyente de las coenzimas NAD y NADP
•Pelagra
•B6 (piridoxina)
•Interviene en las reacciones de transferencia de grupos aminos.
•Depresión, anemia
•B12 (cobalamina)
•Coenzima en la transferencia de grupos metilo.
•Anemia perniciosa
•Biotina•Coenzima de las enzimas que transfieren grupos carboxilo, en metabolismo de aminoácidos.
•Fatiga, dermatitis
Características de enzimas
• No se consumen durante la reacción
• Alta especificidad• Aceleran la reacción• Alta actividad
Transformación de Alimentos
Fermentaciones Quesos Vinos
Medicina Transaminasas
Industria Química Penicilina
Agricultura Rhyzobium
Pepsina 1.5
Tripsina 7.7
Catalasa 7.6
Arginasa 9.7
Fumarasa 7.8
Ribonucleasa 7.8
Enzima pH óptimo
Mamíferos 37
Bacterias y algas aprox. 100
Bacterias Árticas aprox. 0
Enzima Temp. Ópt. (oC)
Bacterias en muestra de hielo antigua
Metabolismo (tipo de reacciones)
• Catabolismo:– Degradación de moléculas complejas en sencillas.– Reacciones de oxidación.– Desprenden energía: se forma ATP
• Anabolismo:– Formación de moléculas complejas a partir de
sencillas.– Reacciones de reducción.– Consumen energía: se gasta ATP
Metabolismo (tipo de reacciones)
• Catabolismo:– Degradación de moléculas complejas en sencillas.– Reacciones de oxidación.– Desprenden energía: se forma ATP
• Anabolismo:– Formación de moléculas complejas a partir de
sencillas.– Reacciones de reducción.– Consumen energía: se gasta ATP
ATP
Origen del ATP
• Fosforilación a nivel de sustrato
• Reacción enzimática con ATP-sintetasas
Catabolismo
• Degradación oxidativa de moléculas orgánicas para obtener la energía que la célula necesita para sus funciones vitales.
• Debe existir una última molécula que capte los electrones o los hidrógenos desprendidos en las reacciones de oxidación. – Si el aceptor de electrones es el oxígeno molecular
la ruta o el catabolismo es aeróbico – Si es otra molécula es catabolismo anaeróbico.
Catabolismo
• Está formado por varias rutas metabólicas que conducen finalmente a la obtención de moléculas de ATP.
• Estas moléculas de ATP serán imprescindibles para dar energía en las rutas anabólicas.
• La energía que no se usa se disipará en forma de calor.
GLUCÓLISIS
• La glucolisis ocurre en el citosol de la célula.
• No necesita oxígeno para su realización
• Una molécula de glucosa (6C) se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico (3C).
GLUCÓLISIS• Se produce en todas las células vivas
(procariotas y eucariotas animales y vegetales).
• Se necesita la energía de 2 moléculas de ATP para iniciar el proceso.
• Se producen 2 moléculas de NADH y 4 de ATP.• 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
Respiración aerobia
• En condiciones aerobias, las moléculas de NADH ceden sus electrones a la cadena de transporte electrónico, que los llevará hasta el oxígeno, produciéndose agua y regenerándose NAD+ que se reutilizará en la glucolisis.
• En estas condiciones el ácido pirúvico entra en la mitocondria y se transformará en Acetil-CoenzimaA que ingresará en la respiración celular.
• Mediante la respiración celular, el ácido pirúvico formado en la glucólisis se oxida completamente a CO2 y agua en presencia de oxígeno. Se desarrolla en dos etapas sucesivas: el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria, asociada a la fosforilación oxidativa.
Descarboxilación del ac. pirúvico• Lo primero que ocurre tras la glucólisis es que el ácido pirúvico pasa desde el citoplasma a la
matriz mitocondrial, atravesando las membranas. • El ácido pirúvico sufre una oxidación, se libera una molécula de CO2 y se forma un grupo acilo
(CH3-CO). En esta reacción se forma una molécula de NADH. Como en la glucólisis el producto final eran dos moléculas de ácido pirúvico, lógicamente se formarán ahora dos de NADH por cada molécula de glucosa.Cada grupo acilo se une a un Coenzima A y se forma acetilCoenzimaA. En este momento empieza el ciclo de Krebs.
Ciclo de Krebs
• En las células eucariotas el ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz de la mitocondria en presencia de oxígeno. La membrana mitocondrial externa es permeable a la mayoría de las moléculas de pequeño tamaño, sin embargo la interna tiene una permeabilidad selectiva y controla el movimiento de iones hidrógeno.