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L A S R E A C C I O N E S Q U Í M I C A S Q U E A C O N T E C E N E N N U E S T R O C U E R P O …

METABOLISMO

Colegio San Gabriel- Profesora: Raquel Pérez CURSO 2011-12

Consideraciones generales

El metabolismo comprende una serie de transformaciones químicas y procesos energéticos que ocurren en el ser vivo. Para que sucedan cada una de esas transformaciones se necesitan enzimas que originen sustancias que sean a su vez productos de otras reacciones. El conjunto de reacciones químicas y enzimáticas se denomina ruta o vía metabólica. El catabolismo es el metabolismo de

degradación de sustancias con liberación de energía.

El anabolismo es el metabolismo de construcción de sustancias complejas con necesidad de energía en el proceso.


Moléculas que intervienen

En las rutas metabólicas se necesitan numerosas y específicas enzimas que van conformando los pasos y productos intermedios de las rutas. Pero, además, son necesarios varios tipos de moléculas indispensables para su desarrollo final: metabolitos (moléculas que ingresan en la ruta para su degradación o

para participar en la síntesis de otras sustancias más complejas),

nucleótidos (moléculas que permiten la oxidación y reducción de los metabolitos),

moléculas energéticas (ATP y GTP o la Coenzima A que, al almacenar o desprender fosfato de sus moléculas, liberan o almacenan energía),

moléculas ambientales (oxígeno, agua, dióxido de carbono, etc. que se encuentran al comienzo o final de algún proceso metabólico).


CATABOLISMO

El catabolismo comprende el metabolismo de degradación oxidativa de las moléculas orgánicas, cuya finalidad es la obtención de energía necesaria para que la célula pueda desarrollar 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 y si es otra molécula es catabolismo anaeróbico.


El catabolismo aerobio está formado por varias rutas metabólicas que conducen finalmente a la obtención de moléculas de ATP. Estas moléculas de ATP más tarde serán imprescindibles para dar energía en las rutas anabólicas. La energía que no se usa se disipará en forma de calor.


Cuestiones

1. ¿Cómo se llama la ruta catabólica inicial de los glúcidos? GLUCÓLISIS

2. ¿Cómo se llama la ruta catabólica de las proteínas? DESAMINACIÓN

3. ¿Cómo se llama la ruta catabólica de las grasas? BETA-OXIDACIÓN

4. ¿Cuál es el metabolito intermediario de todas las rutas del esquema?

ÁCIDO PIRÚVICO

5. ¿Cómo se denominan las rutas de degradación final, en las que entrarán finalmente todos los metabolitos procedentes de todos los compuestos orgánicos iniciales?

CICLO DE KREBS Y RESPIRACIÓN CELULAR.


Glucólisis

En condiciones aerobias, las moléculas de NADH ceden sus electrones a la cadena de transporte electrónica, que los llevará hasta el oxígeno, produciéndose agua y regenerándose NAD+ que se reutilizará en la glucolisis. Así, en estas condiciones el ácido pirúvico entra en la mitocondria y se transformará en Acetil-CoenzimaA que ingresará en la respiración celular.

En condiciones anaerobias, sin oxígeno, el NADH se oxida a NAD+ mediante la reducción del ácido pirúvico. Así se produce energía de forma anaeróbica, denominándose fermentaciones y ocurren en el citosol.


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.

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.


Fosforilación oxidativa

La molécula de glucosa que inició la glucólisis está completamente oxidada. Parte de su energía se ha invertido en la síntesis de ATP. Sin embargo, la mayor parte de la energía está en los electrones capturados por el NAD+ y el FAD.

Los electrones procedentes de la glucólisis, de la oxidación del ácido pirúvico y del ciclo de Krebs se encuentran en un nivel energético aún muy alto. En el transporte de electrones éstos son conducidos a través de una cadena con múltiples y sucesivos aceptores. Cada uno de los cuales es capaz de aceptar electrones a un nivel ligeramente inferior al precedente. Los transportadores pueden existir en dos estados de oxidación próximos, pasando del uno al otro según acepten o desprendan electrones.

Cuando los electrones se mueven por la cadena transportadora salen a niveles energéticos inferiores y van liberando energía. Esta energía se emplea para fabricar ATP, a partir de ADP, en el proceso de fosforilación oxidativa.


Fermentación

El piruvato formado en la glucólisis no siempre sigue la vía de la respiración celular; en determinadas circunstancias puede pasar a la vía alternativa de las fermentaciones. Las fermentaciones genuinas son procesos anaerobias, realizados por microorganismos que no toleran el oxígeno o por ciertas células animales o vegetales cuando no disponen de suficiente oxígeno. Son poco rentables desde el punto de vista energético, ya que la oxidación de la materia orgánica es incompleta y se forma mucho menos ATP que en la respiración celular aerobia. En general, únicamente 2 ATP por cada molécula de glucosa. Tipos de fermentaciones. Las más importantes son: Fermentación alcohólica. En ella el piruvato se transforma en etanol y se desprende

CO2. La realizan, sobre todo, levaduras del género Saccharomyces que tienen interés en la industria alimenticia por los productos residuales de su metabolismo: el CO2 para esponjar la masa en la fabricación del pan; y el etanol para producir diferentes bebidas alcohólicas (vino, sidra, cerveza...).

Fermentación láctica. En ella el piruvato se transforma en lactato. La realizan diversas bacterias (Lactobacillus...) que fermentan la leche, y se utilizan para obtener derivados lácteos. Por otro lado, también la pueden llevar a cabo las células musculares cuando no reciben suficiente oxígeno. Así, cuando se realiza un esfuerzo intenso y prolongado, los músculos obtienen un poco de energía extra sin necesidad de oxígeno, recurriendo a la fermentación; pero las consecuencias de este proceso serán, posteriormente, las agujetas.


ANABOLISMO

La construcción de biomoléculas propias exclusivas sólo pueden llevarla a cabo los seres vivos a base de capturar determinadas sustancias del medio en que viven. En muchos seres vivos la nutrición solo puede realizarse mediante la ingestión de otros seres vivos.

Nuestra vida en el planeta tierra depende de la función de unos seres

vivos muy especiales, que son capaces de fabricar su propia materia a partir de la luz. Se trata de plantas verdes y algas que realizan la fotosíntesis. Los organismos fotosintéticos utilizan la luz del sol y transforman su energía luminosa en energía para formar glúcidos y otras moléculas orgánicas. Estas moléculas orgánicas forman sus tejidos que sirven de alimento a los seres vivos no fotosintetizadores.


Fotosíntesis

La fotosíntesis permite que las células capten la energía luminosa del sol y la transformen en energía química, la única energía útil para cualquier ruta metabólica. La energía es aprovechada para la síntesis de moléculas y la que no se utiliza se almacena en moléculas energéticas. El proceso de transformación de energía del sol en energía química se realiza en los cloroplastos.

Para que la energía de la luz sirva para algo en el ser vivo, debe ser capturada por moléculas que sean capaces de absorberla. Estas sustancias que capturan la luz se llaman pigmentos y se encuentran en los tilacoides de los cloroplastos.


Fases de la fotosíntesis

La fase lumínica que depende de la luz y se realiza en los tilacoides de los cloroplastos. Los electrones liberados tras la incidencia de la luz en los fotosistemas se usa para formar NADPH. En la cadena transportadora de electrones la energía de esos electrones se usa para sintetizar ATP.

La fase oscura, independiente de la luz. Se realiza en el estroma y en ella se usa la energía de la fase luminosa para fijar dióxido de carbono y obtener moléculas orgánicas.


EXAMEN SEPTIEMBRE 2010


JUNIO 2009-10


MITOSIS VERSUS MEIOSIS

L A D I V I S I Ó N C E L U L A R Y L A P R O D U C C I Ó N D E G A M E T O S


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