ENERGÉTICA CELULAR Y METABOLISMO

Reacciones endergónicas y exergónicas

La energía debe ser suministrada

Energía liberada

Reacciones de oxidación-reducción

Las reacciones químicas son transformaciones de energía. Reacciones REDOX La pérdida de un electrón se denomina oxidación y el átomo o

molécula que pierde el electrón se dice que se ha oxidado. La reducción es, por el contrario, la ganancia de un electrón. La oxidación y la reducción siempre ocurren simultáneamente

REDOX EN SISTEMAS BIOLÓGICOS

Las reacciones que capturan energía como la fotosíntesis y las que liberan

energía glucólisis y respiración, son reacciones de oxidación-reducción.

La oxidación completa de un mol de glucosa libera 686 kilocalorías de energía libre.

La reducción del dióxido de carbono para formar un mol de glucosa almacena 686 kilocalorías de energía libre en los enlaces químicos de la glucosa.

Si esta energía fuera liberada de una sola vez, la mayor parte se disiparía como calor.

GlucosaC6 H12 O6 + O2

Respiración Celular

6CO2 + 6H2O Energía+

6CO2 + 6H2O Energía+Glucosa

C6 H12 O6 + O2

Fotosíntesis

OXIDACIÓN

REDUCCIÓN

¿Qué es el ATP?

Adenosín trifosfato

Todas las actividades biosintéticas requieren energía.

La clave del almacenamiento de la energía está en el ATP

Cuando se rompen pueden transferir una buena cantidad de energía 7.3 kcal/mol

Para reacciones endergónicas

Nucléotidos y coenzimas importantes en la respiración

GTP: El Guanosín trifosfato también guanosina-5'-trifosfato

NAD+: La dinucleótido de nicotinamida adenina es una coenzima (vitamina B3) NADH

FAD El dinucleótido de flavina-adenina es una coenzima compuesta por una unidad de riboflavina (vitamina B2)

FADH2

Metabolismo Es el conjunto de reacciones con las que los seres

vivos adquieren, producen y utilizan energía para sus diferentes funciones 

FUNCIONES:

1. Obtener energía química de la degradación de los nutrientes.

2. Convertir las moléculas nutrientes en precursores.

3. Sintetizar o degradar biomoléculas, necesarias para ciertas funciones celulares.   

RUTAS METABÓLICAS

CATABOLISMO: conjunto de reacciones por las que la célula degrada los nutrientes

ANABOLISMO: reacciones mediante las que la célula sintetiza sus biomoléculas

  Las moléculas reaccionantes, intermediarios y

productos, se denominan METABOLITOS o, también intermediarios metabólicos.  Las rutas metabólicas pueden ser lineales o cíclicas

Las células acoplan las reacciones endergónicas que requieren energía con la energía liberada por las r. exergónicas.

Las células regulan las reacciones químicas utilizando enzimas para reducir la energía de activación

Respiración celular

El proceso mediante el cual la glucosa es subdividida para liberar la energía química almacenada en sus enlaces, se conoce como respiración celular

A CONTINUACIÓN VEREMOS COMO OCURRE

Ciclo deKrebsGlucólisis Transporte de

electrones

2 ATP 2 ATP 32 ATP

En el citoplasma En la mitocondria

Moléculas de NADH y FADH2

GLUCÓLISIS

La glucólisis tiene lugar en el citoplasma celular.

Consiste en una serie de diez reacciones, cada una por una enzima determinada

Transformar una molécula de glucosa en dos moléculas de tres carbonos, el ácido pirúvico.

Se obtiene un total de 2 ATP 2 NADH

Hexoquinasa o Glucoquinasa

Fosfoglucoisomerasa

Fosfofructoquinasa

Aldolasa

Triosafosfato deshidrogenasa

Fosfoglicerato quinasa

Enolasa

Fosfogliceromutasa

Piruvato quinasa

CICLO DE KREBS

Recordemos que la glucólisis ocurre en el citoplasma y como producto final se produce ácido pirúvico (piruvato).

El piruvato es transportado a la matriz mitocondrial donde pierde una molécula de CO2 , reacciona con la coenzima A y se transforma en acetil coenzima A ó ACETIL CoA

El acetil CoA ingresa al ciclo de Krebs Veamos las reacciones que ocurren

Cic

lo d

e kr

ebs

Cadena de transporte de electrones

En la glucólisis se produjeron 2 moléculas de ATP y otras 2 moléculas de ATP en el ciclo de Krebs por cada molécula de glucosa rota.

Pero aún la célula no ha podido utilizar la mayor cantidad de la energía que estaba contenida en la glucosa, esa energía está almacenada provisionalmente en los pares de electrones de los enlaces del NADH y el FADH2.

El proceso mediante el cual esa energía se transfiere del

NADH y el FADH2 para formar ATP, se conoce como cadena de transporte de electrones. En esta fase de la respiración aeróbica SE NECESITA oxígeno (O2).

La cadena de transporte de electrones ocurre en la membrana de la mitocondria.

Libera una enorme cantidad de energía, que se convierte en 32 moléculas de ATP.

No obstante los organismos con respiración aeróbica consiguen suficiente energía de este proceso para vivir.

Los organismos aeróbicos, liberan además algunos desperdicios del proceso de respiración, además de la energía en forma de calor, se libera agua y dióxido de carbono (CO2).

Fotosíntesis

Reacciones dependientes de la luz: En los tilacoides la clorofila capta luz solar, las convierten en energía química almacenada en (ATP y NADPH) y se libera oxígeno.

Reacciones independientes de la luz: enzimas del estroma utilizan la energía (ATP y NADPH) para formar la glucosa.

Clorofila absorbe luz violeta, azul y roja y refleja la verde

Carotenoides, pigmentos accesorios. Absorben verde, azul y reflejan amarillo – naranja

Cada tilacoide contiene miles de copias de dos tipos de fotosistemas: fotosistema I (FS I) y fotosistema II (FS II).

Cada fotosistema está asociado con una cadena transportadora de electrones diferente.

Ciclo de Calvin