UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE CIENCIA E INGENIERÍA EN ALIMENTOS

CARRERA DE INGENIERÍA EN BIOQUÍMICA

MODALIDAD PRESENCIAL

MÓDULO FORMATIVO DE

BIOLOGÍA BÁSICA

PRIMER SEMESTRE

Ximena Alexandra Mariño Abarca

Ingeniera en Alimentos - Máster en Gestión de Producción

Metabolismo celular. Catabolismo

MetabolitosMetabolitos

ATP, GTP, NADH...ATP, GTP, NADH...

Funciones vitales(gasto de energía)

Funciones vitales(gasto de energía)

Catabolismo

Anfibolismo

Anabolismo

Mitocondria

Ingreso de moléculas en la célula

BiomoléculasBiomoléculas

Calor

Es el metabolismo de degradación de

moléculas y produce energía

Procesos en los que se almacena gran cantidad de

energía

Son procesos endergónicos en los

que se realiza síntesis de moléculas

Los procesos catabólicos y anfibólicos desprenden

energía libre

ESQUEMA GENERAL DE LA RESPIRACIÓN CELULAR

Cadena respiratoria

Acído pirúvico CITOSOL

MATRÍZ MITOCONDRIAL

CRESTAS MITOCONDRIALES

CELULA MITOCONDRIA

Los seres vivos y la energía

Citosol: Glucólisis, ruta de las pentosas,síntesis de ácidos grasos, síntesis de nucleótidos,reacciones de gluconeogénesis

Gránulos de glucógeno: síntesis y degradación de glucógeno

Lisosoma: enzimas hidrolíticas

Mitocondria: Ciclo de Krebs, fosforilación Oxidativa, oxidación de ácidos grasos, catabolismo de aminoacidos

Golgi: Maduración de glucoproteínas, Formación de membranas

Reticulo endoplasmico: síntesis de lípidos

Ribosomas: síntesis de proteínas

Nucléolo: síntesis de RNA ribosómico

Núcleo: replicación de DNA, síntesis de tRNA, mRNA, y de proteínas nucleares

TOPOGRAFÍA DEL METABOLISMO

Enzimas involucradasENZIMAS LOCALIZACIÓN

LIPASA Páncreas

ISOMERASA Intestino

COLESTEROLASA Páncreas

FOSFOLIPASA A2 Páncreas

La digestión de lípidos ocurre en Intestino

DIGESTIÓN DE LIPIDOS

FUNCIÓN DE LOS ÁCIDOS BILIARES

• Aumentan la función de la Lipasa pancreática.• Reducen la “Tensión Superficial” y con ello favorecen la

formación de una EMULSIÓN de las grasas. Contribuyen a dispersar los lípidos en pequeñas partículas y por lo tanto hay mas superficie expuesta a la acción de la lipasa.

• Favorece la absorción de Vitaminas Liposolubles.• Acción Colerética: estimulan la producción de bilis.

• No es indispensable la digestión total de las grasas neutras debido a que pueden atravesar las membranas si se encuentran en EMULSIÓN FINA.

• Las sustancias sin degradar totalmente el Monoacilglicerol (MAG) que atraviesan las membranas son hidrolizadas totalmente en los enterocitos.

• En las células intestinales se sintetizan nuevamente los Triacilgliceroles (TAG)

• Absorción del Colesterol: se absorbe en el intestino y luego se incorpora a los QUILOMICRONES como tal o como ésteres con Acidos grasos (AG)

ESTRUCTURA DE QUILOMICRONES

FosfolípidosTriacilgliceroles y ésteres de Colesterol.

B-48

C-III

C-II

Apolipoproteínas

Colesterol

La superficie es una capa de Fosfolípidos.

Los Triacilgliceroles secuestrados en el interior aportan mas del 80% de la masa.

Varias Apolipoproteínas (B-48, C-III y C-II) atraviesan la membrana y actúan como señales para el metabolismo de los Quilomicrones.

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DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE LIPIDOS DE LA DIETA

1) Las sales biliares emulsionan las Grasas formando micelas.

4) Los TAG son incorporados con colesterol y Apolipoproteínas en los QUILOMICRONES.

5) Los QUILOMICRONES viajan por el Sistema Linfático y el Torrente sanguíneo hacia los Tejidos.

6) La Lipoproteínlipasa activada por apo-C en los capilares convierten los TAG en AG y Glicerol.

7) Los AG entran a la célula.

8) Los AG son Oxidados como combustible o re-esterificados para almacenamiento.

2) Lipasas intestinales degradan los Triglicéridos

3) Los Ácidos Grasos y otros productos de la digestión son tomados por la mucosa intestinal y convertidos en TAG.

β-Oxidación de Ácidos Grasos• Ocurre en tejidos como: Hígado, músculo esquelético,

corazón, riñón, tej. Adiposo, etc.• Comprende la oxidación del carbono β del ácido graso.• Ocurre en las MITOCONDRIAS.• Antes debe ocurrir:

• Activación del ácido graso (requiere energía en forma de ATP)

• Transporte al interior de la mitocondria

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CATABOLISMO DE LOS ÁCIDOS GRASOS

1) Activación del ácido graso

• Ocurre en el Citosol.• La reacción es

catalizada por la TIOQUINASA.

• El pirofosfato es hidrolizado por una PIROFOSFATASA (esto hace que la reacción sea irreversible)

R CH2 CH2 C

O

OH

+

CoA SH

ATP

AMP + PPi

Mg++TIOQUINASA

R CH2 CH2 C

O

S CoA

Acil CoA

2 PiPirofosfatasa

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2) Transporte de Acil-CoA al interior de la mitocondria.

Ciclo de Krebs

Transportadorde carnitina

Acil-carnitina

Carnitina HSCoA

Acil-CoA β - oxidación

Acetil - CoA

Acil-carnitina

Carnitina

Carnitina

Espacio intermembrana

Citosol

Matriz mitocondrial

Acetil - CoA

HSCoA

2) Transporte de Acil-CoA al interior de la mitocondria.

β- Oxidación de Ac. GrasosDespués de la activación, los ésteres de ac. Grasos

con CoA entran a la mitocondria para ser procesados.

β-Oxidación• Se remueven 2 carbonos por ciclo• Se produce una molécula de Acetil-CoA en cada

ciclo.• El acetil-CoA producido entra en el ciclo de Krebs

para producir energía.

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Esquema general de la β - oxidación

Acil -CoAcon dos

carbonosmenos

NADH + H+

NAD+

Oxidación

FADH2

FAD

Oxidación

R - CH2 - CH2 - CO~S-CoA

Acil-CoA

Acetil-CoA

HS-Coa

Tiólisis

R - CO - CH2 - CO~S-CoAβ - cetoacil-CoA

R - CH - CH2 - CO~S-CoA

OH|

β - hidroxiacil-CoA

R - CH = CH - CO~S-CoAEnoil-CoA

β - hidroxiacill-CoAdeshidrogenasa

Acil-CoAdeshidrogenasa

Tiolasa

Enoil-CoAhidratasa H2O

INTERRELACION CON EL CICLO DE KREBS

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•Los acetilos formados en la b-OXIDACIÓN ingresan al CICLO DE KREBS para su oxidación total a CO2.

•Los NADH y FADH2 producidos en el CICLO DE KREBS forman ATP en la mitocondria (FOSFORILACIÓN OXIDATIVA)

•En cada ciclo se pierden 2 átomos de C en forma de Acetil-CoA.

•Para degradar completamente un ac. Graso de 16 C hacen faltan 7 ciclos de β-Oxidación.

Nº de ciclos = (nº de C) – 1

2

•En cada ciclo se produce 1 molécula de FADH2 y otra de NADH:

FADH2= (1.5) 2 ATP

NADH= (2.5) 3ATP

Un ácido graso de 14 carbonos da 6 CICLOS de b-oxidación y produce 7 moléculas de acetilCoA.

B-oxidación se produce:6 FADH2 1.5 ATP = 15 6 NADH+H 2.5 ATP = 9

Por molécula de acetil CoA que entra al ciclo de Krebs se producen:

10 ATP X 7 = 70 ATP Se gastan 2 enlaces ricos en energía en la activación del ácido graso -2 ATP

En total son 92 ATP los que se generan por la oxidación total

Balance neto de EnergíaÁcido

Caprilico(8 carbonos)

Ácido Palmítico

(16 carbonos)

Cantidad de ciclos 3 7

Consumo para activación inicial -2 -2

ATP producidos en la β-Oxidación +12 28

ATP producidos en Ciclo de Krebs +40 70

ATP Totales 50 96

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