METABOLISME És el canvi o transformació d’unes molècules en altres mitjançant un conjunt de reaccions químiques que tenen lloc dins de la cèl·lula FINALITAT: -Obtindre i renovar les biomolècules i bioelements que formen les estructures cel·lulars créixer, reparar... -Obtindre energia per al manteniment de la vida
60
Embed
METABOLISME · 2018-11-08 · Metabolisme •CATABOLISME reaccions que transformen molècules orgàniques complexes en altres més senzilles, alliberant energia •ANABOLISME reaccions
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
METABOLISME
És el canvi o transformació d’unes molècules en
altres mitjançant un conjunt de reaccions
químiques que tenen lloc dins de la cèl·lula
FINALITAT:-Obtindre i renovar les biomolècules i bioelements que
formen les estructures cel·lulars créixer, reparar...
-Obtindre energia per al manteniment de la vida
• Tipus de metabolismes als èssers vius:
Metabolisme
• CATABOLISME reaccions que transformen molècules orgàniques complexes en altres més senzilles, alliberant energia
• ANABOLISME reaccions que transformen molècules senzilles en molèc orgàniques complexes, requereixen energia
Característiques de les reaccions químiques
• 1. Les reaccions químiques s’organitzen en rutes (unes a continuació de les altres) de forma que els productes d’una són els substrats de l’altra
ABCDEF
• 2. En moltes reaccions hi ha un pas d’electrons d’uns àtoms o molècules a altres reaccions oxidació-reducció (redox)
• 3. L’alliberament o consum d’energia està acoplat a la sintesi o hidròlisi (trencament) d’una molècula anomenada ATP.
L’E captada pels éssers vius (autòtrofs o heteròtrofs) NO s’utilitza directament sino que s’emmagatzema en forma d’ATP
ATP (adenosín TRIfosfat)ADP (adenosín DIfosfat)
AMP (adenosín
MONOfosfat)
E E
• 4. Per a que una reacció tinga lloc s’han d’activar els substrats, és a dir, hi ha que donar-los energia = energia d’activació.
Hi han unes substàncies que faciliten que es done la reacció perquè disminueixen l’E d’activació catalitzadors = ENZIMS
ACCELEREN LES REACCIONS
ANABOLISME
Les cèl.lules duen a terme un gran nombre de processos anabòlics: biosíntesi de glucosa per gluconeogènesi, biosíntesi d’aa no essencials, d’àc.grassos, glucògen a partir de glc...
ANABOLISME AUTÒTROF FOTOSÍNTESI
E llum E química (ATP i NAPDH)
aigua compostos
CO2 + sals minerals orgànics + O2senzills (glc,aa)
L’E de la llum es captada pels pigments fotosintètics
alliberaran e-
passaran per una cadena de transport d’e-
Reduiran el NADP+ a NADPH Síntesis d’ATP (fotofosforilació)
Pigments:
– Clorofil·la a i b absorbeixen llum roja i blava
– Carotenoides absorbeixen llum verda i blava
– Ficobilines llum groga i verda (sols en algues i bact)
• Els pigments s’agrupen formant fotosistemes (PS) que es troben a la memb del tilacoide
• Formats per:
Complexe antena centenars de pigments units que dirigixen l’E cap a
Centre de reacciómolec de clorofil.la (s’excita i transferixe-)
Dador d’e- Acceptor primari d’e-
• 2 tipus de PS:
– PSI (PS700)
– PSII (PS 680)
• Quan un fotó de llum es captat per una molècula del complex antena, un e- és impulsat cap a un orbital més energètic açò afavoreix la transferència d’E a una molècula propera reacció en cadena fins que l’E arribe a la clorofil·la del centre de reacció allibera un e- que és captat per l’acceptor primari i d’ahí a la cadena de tte d’e-
• La clorofil·la del centre de reacció rebrà un e- (ja que ha quedat en un menys) d’un dador d’e-
Transport lineal
2 e- que passen pel complex b-f 2H+
3H+ 1 ATP Fotofosforilació
Transport cíclic
• No obtenim NAPDH, però sí ATP
2. Fase
obscura (no
depen de la
llum)
Estroma
Factors que influeixen a la fotosíntesi
1) [CO2] si la llum és constant:
- El CO2 és un factor limitant si no hi ha, la fotosíntesi s’atura ja que és un substrat fonamental al C. Calvin
- A més CO2 més intensitat en la fotosíntesi, ja que més
es fixarà al C. Calvin Fins a un límit on s’estabilitza.
2) Al augmentar la intensitat de llum augmenta la fotosíntesi fins a un màxi que és característic de cada espècie.
3) Color de llum Si s'il·lumina amb llum >680nm el PSII no actuarà ↓ act fotosintètica
• 4) Temperatura:
– Hi ha plantes adaptades a climes càlids i a climes freds.
Si la intensitat de llum és adequada, el valor de Tª a la que la fotosíntesi serà màxima dependrà del valor òptim d’activitat dels EZ que intervenen
– Amb Tª majors o menors d’aquest valor òptim, l’activitat EZ disminueix i per tant el rediment energètic
– A més un ↑de Tª suposa ↑ de l’act oxigenasa de la rubisco
5) Humitat quan el temps és molt sec els estomes es tanquen ↓ *CO2] ↓ act fotosint
6) [O2] a major
concentració d’O2
menor serà la intensitat
fotosintètica degut a
que es produirà
fotorrespiració
Genera un problema en les
plantes que viuen en
ambients càlids
• En plantes tropicals, per evitar la pèrdua d’aigua per transpiració, les plantes tanquen els estomes
augmente la [O2] dins la cèl.lula
Problema:
• El enzim RUBISCO que catalitza la fixació del CO2 en el C.Calvin, si la [O2] és alta deixa de catalitzar aquesta reacció(s’atura el C.Calvin) i comença a fer una reacció anomenadaFOTORRESPIRACIÓ
Si [CO2] > [O2] fixa CO2 al C. Calvin
• RUBISCO
Si [O2] > [CO2] fa la fotorrespiració
SOLUCIÓ en PLANTES C4 (dacsa, cereals,...)
- Tenen una estructura foliar particular que permet captar el
CO2 en unes cèl·lules (mesòfil) i passar-li’l a les cèl·lules
que envolten la beina (on es farà el cicle de Calvin) per a
que en aquestes la [CO2] no baixe no fotorrespiració
Cèl.lules del
mesòfil (en
pallissada)
Feix vascular Feix vascular
Cèl.lules
mesòfil
Cèl.lules
envolvents
de la beina
Cèl.lules
envolvents
de la beina
Cèl.lules
mesòfil
• El CO2 es captat a les cèl.lules del
mesòfil (mentre els estomes estan
oberts) i es fixen en una molec de PEP
per a formar AOA (4 at de C)
• Aquest es redueix a àc. màlic, entra en
les cèl.lules envoltants de la beina on
es tranforma en àc. pirúvic i allibera un
CO2
• Aquest CO2 serà reduït al cicle de
Calvin
• L’àc. pirúvic torna a les cèl.lules del
mesòfil on es transforma en PEP
consumint un ATP
Per això es diuen
plantes C4
• SOLUCIÓ en PLANTES CAM (crassulàcies del desert)
- En aquest cas la separació entre la fixació de CO2 i el cicle de Calvin no és en l’espai, sinó en el temps:
Tipus de fotosíntesi
• Fotosíntesi oxigènica:
– el dador d’e- és l’aigua
– es genera O2
– en plantes i cianobacteris
• Fotosíntesi anoxigènica
– Al no tindre cloroplasts es produeix a la memb plasm
– Els pigments són bacterioclorofil·les que s’agrupen en un sol PS (equivalent en pot redox al PSI)
– el dador d’e- és un compost inorgànic com el H2S o el lactat per tant NO es genera O2
– en: bactèries verdes del sofre dador d’e-: H2S o H2
bactèries porpres del sofre dador d’e-: H2S
bactèries porpres no del sofre dador: lactat, piruvat..
La que acabem
d’explicar
Avantatge evolutiu!!
Altre procés anabòlic: Quimiosíntesi
L’energia per al cicle de Calvin NO ve de la llum sino de
reaccions químiques redox:
Compost inorg reduït CO2 + H2O
ATP + NADPH C. Calvin
Compost inorg oxidat glucosa
NH3 NO2- : Nitrosomones
NO2 NO3- : Nitrobacter
H2S S : Sulfobactèries
Fe+2 Fe+3 : Ferrobactèries
-Sols en procariotes
- Són aeròbis: utlitzen O2 com a
últim acceptor d’e-
-Utilitzen el C.Calvin
CATABOLISME
• La degradació de qualsevol biomolècula pot subministrar energia; l’elecció no depèn tant de la seua capacitat energètica com de la facilitat que supose la seua utilització
La molècula més emprada és la glucosa
CATABOLISME DE GLÚCIDS
Visió general del CATABOLISME DE GLÚCIDS
2ATP
2 ADP
2 G3P
2 NAD+ + 4 ADP
2 NADH + 4 ATP
2 piruvat
BALANÇ: 1 glucosa 2 piruvats + 2 ATP + 2 NADH
Al citoplasma
Glicòlisi
FASE
PREPARATÒRIA
Degradació de glicogen
Gluconeogènesi
Cicle de Calvin
Degradació de midó
GLUCOSA
• Per a que la glicolisi continue el NAD+ s’ha de regenerar Per a açò el pirutvat s’haurà de degradar per diferents camins, segons la disponibilitat d’oxígen i el tipus de cèl.lula:
– En condicions aeròbies respiració aeròbia
– En concicions anaeròbies fermentacions o respiració anaeròbia (sols en microorg)
3. Totes les molècules de poder reductor (NADH i FADH2) generades en la glicolisi i a les 2 primeres fases de la respiració aeròbia s’oxidaran (es transformaran en NAD+ i FADH+) gràcies a la cadena de transport d’e-
2 H+ 1 ATP
1 NADH 6 H+ 3 ATP 1FADH2 4H+
2 ATP
Via 2: RESPIRACIÓ ANAERÒBIA
• En alguns grups de bacteris l’acceptor final NO és l’O2 sinó que és una altra molècula inorgànica del medi:
– nitrat nitrit, amoníac o nitrogen gasos
– sulfat sofre o sulfhídric
– CO2 metà
• Es generen menys ATP que en la respiració aeròbia
Via 3: FERMENTACIONS En cond anaeròbies i normalment en microorganismes
• Les cèl.lules musculars poden fer una fermentació làctica quan fem un esforç prolongat i hi ha una manca d’aire (d’O2)
Cicle
de
Cori
• Els glòbuls rojos al no tindre mitocòndries obtenen l’energia fent fermentació làctica
• Les cèl.lules del parènquima NO poden fermentar, per tant si no poden fer la respiració, moren
CATABOLISME DE LÍPIDS
• Es troben emmagatzemats en forma de triglicèrids al TXT ADIPÒS
triglicèrids
Àcids grassos glicerina
MÚSCULS FETGE
Àc. grassos glicerina
Acetil-CoA Cicle de Krebs glucòlisi
Β-oxidació
gluconeogènesi
SANG
LIPÒLISI
(Lipases)
G3P
Catabolisme ac grassos
1. Activació dels ac grassos unió de l’àc gras a una molec de CoA per a donar Acil-CoA
2. Entrada a la matriu mitocondrial La molècula Acil CoA ha de travessar la memb mit ext i int fins a la matriu mitocondrial gràcies a una molècmediadora del transport: carnitina
ATP AMP
Conta com a
2 ATP!!
3. β-oxidació degradació per etapes dels àc grassos:
- cels animals matriu mit o peroxisomes
- cels vegetals i llevats peroxisomes Acil-CoA
1. Deshidrogenació
3. Deshidrogenació
2. HidratacióCadena
de
transport
d’e-
Cicle
de
Krebs
Tornarà a entrar en el
cicle fins a que tot l’àcid
gras s’haja degradat
Quantes voltes donarà ??
(Nº at de C /2 ) -1
Quantes molècules d’Acetil-CoA
generarà?
Nº at de C / 2
Balanç energètic net??
CATABOLISME DE PROTEÏNES
• Solament actuaran com a combustible quan les cèl.lules no disposen d’altres biomolèc de les que obtindre energia (dejú, exercici molt prolongat)
• Es produeix en lisosomes o proteosomes
PROTEÏNES
proteases
aa
Formar altres rutes degradació per a
proteïnes metabòliques produir energia
Degradació d’aa
1. Separar els grups NH2 de la resta del aa
- Transaminació: passant el grup NH2 al àcid α-cetoglutàric que formarà àc glutàmic
- Desaminació oxidativa: li lleva el grup NH2 al ac glutàmic per a reciclar l’àc α-cetoglutàric
aa cetoàcid
NH2
àcid α-cetoglutàric àcid glutàmic
NH4+
NADH
S’excreta en forma de:
NH4+ (amoniotèlics),
urea (ureotèlics) o
àcid úric (uricotèlics
C. Krebs
+
2. Els cetoàcids resultants es degraden i donen lloc a piruvat, Acetil-CoA o intermediaris del Cicle de Krebs, per tant es degraden en aquest cicle