6.1. Visión general del Metabolismo Celular. 6.2. Importancia de las enzimas en el metabolismo....

6.1. Visión general del Metabolismo Celular.6.2. Importancia de las enzimas en el metabolismo.6.3. Localización subcelular de algunas rutas metabólicas.6.4. Algunos procesos metabólicos en el citoplasma.

6.4.1. Glucólisis6.5. Algunos procesos metabólicos en la mitocondria

6.5.1. Estructura de la mitocondria6.5.2.Descarboxilación oxidativa6.5.3. Ciclo de Krebs6.5.4. Transporte de electrones6.5.5. Fosforilación oxidativa

6.6. Algunos procesos metabólicos en el cloroplasto

UNIDAD 6. METABOLISMO

6.1. Visión general del Metabolismo Celular y Balance Energético.

VISIÓN GENERAL DEL METABOLISMO

METABOLISMO: totalidad de las reacciones químicas que se producen en un organismo. Dichas reacciones están interrelacionadas entre sí generando rutas de reacciones o rutas metabólicas.Las rutas metabólicas pueden clasificarse en dos grandes categorías:

1. RUTAS CATABÓLICAS

2. RUTAS ANABÓLICAS

Las rutas catabólicas (en su conjunto se denominan catabolismo) se encargan, en general, de degradar moléculas orgánicas proporcionando a la célula moléculas más pequeñas, que en muchos casos pueden ser utilizadas por otras rutas, energía química y poder reductor.

Las rutas anabólicas (que constituyen el anabolismo) son, por el contrario, rutas que dan lugar a moléculas de mayor tamaño, partiendo de intermediarios metabólicos y utilizando para ello energía y poder reductor producidos en otras reacciones químicas.


NUTRIENTES: carbohidratos,

lípidos, proteínas , ácidos nucléicos

Moléculas pequeñas o PRECURSORES

MACROMOLÉCULAS CELULARESCarbohidratos,

lípidos, proteínas, ácidos nucléicos

ATPNAD

HNADPH

FADH2

ADP + PO4

-3

NADNADPFAD


ANABOLISMO

EJEMPLO DE CATABOLISMO

EJEMPLO DE ANABOLISMO

ENZIMA

SUSTRATO DE LA ENZIMA(reactivo)

PRODUCTO DE REACCIÓN

MOLÉCULA DE TRANSFERENCIA ENERGÉTICA


Es la principal molécula energética que conecta las reacciones que producen energía con las que la requieren. Donde se necesita energía, el ATP la dona al romper enlaces fosfato. Pero será preciso resintetizar otra vez el ATP y de esta manera efectuar proceso contínuo de ruptura-síntesis de ATP.

REACCIONES ENDERGÓNICASREACCIONES

EXERGÓNICAS


ENZIMASUSTRATO DE LA

ENZIMA(reactivo) PRODUCTO DE

REACCIÓN

MOLÉCULA DE TRANSFERENCIA DE ÁTOMOS DE HIDRÓGENO o molécula portadora de electrones


dinucleótido de nicotinamida adenina; abreviada NAD+

dinucleótido de nicotinamida adenina FOSFATO; abreviada NADP+

Forma reducidaForma oxidada


ENZIMA

SUSTRATO DE LA ENZIMA(reactivo)

PRODUCTO DE

REACCIÓN

MOLÉCULA DE TRANSFERENCIA DE ÁTOMOS DE HIDRÓGENO o molécula portadora de electrones


dinucleótido de flavin adenina; abreviada FADH2

Forma reducida

Forma oxidada


NUTRIENTES: carbohidratos, lípidos,

proteínas , ácidos nucléicos

Moléculas pequeñas o PRECURSORES

MACROMOLÉCULAS CELULARES

Carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos

nucléicos

ATPNADH

NADPHFADH2

ADP + PO4-3

NADNADPFAD

CATABOLISMO ANABOLISMO


6.2.Importancia metabólica de las enzimas

ALDOLASAENOLASA

DESHIDROGENASACINASA

FOSFORILASAFOSFATASAISOMERASA

MUTASATRANSFERASA

SINTASASINTETASAFUMARASAACONITASA

ALGUNAS ACTIVIDADES ENZIMÁTICAS:

Una enzima es una proteína que cataliza reacciones bioquímicas siempre y cuando sean termodinámicamente posibles.

Catalizador: sustancia que altera la velocidad de una reacción química, pudiendo recuperarse sin cambios esenciales en su forma o composición al final de la reacción.


ENZIMAS

ALDOLASA: enzima que cataliza reversiblemente la ruptura de una fructuosa en dos moléculas más pequeñas de 3 carbonos cada una (cetona y aldehído).

Un aldol es un β-hidroxialdehído o una β-hidroxicetona.

β-hidroxicetona

C α

ENOLASA: enzima que cataliza la deshidratación reversible del sustrato.

Un enol es un alqueno que posee un grupo hidroxilo unido a uno de los átomos de carbonos del doble enlace.

ENZIMAS

DESHIDROGENASA: enzima que cataliza la oxidación o reducción de un sustrato por sustracción o adición de átomos de hidrógeno, empleando un par de coenzimas que actúan como aceptores o como donadores de electrones y protones.Las principales coenzimas implicadas en estas reacciones redox son los pares NAD+/NADH, NADP+/NADPH, FAD/FADH2 y FMN/FMNH2; en cada par, la primera es la forma oxidada y la segunda la forma reducida del coenzima.

Forma oxidada

Forma reducida

+

Forma oxidadaForma reducida

Dependiendo del transportador de hidrogenos, pueden quitar uno o dos atomos.

+

ENZIMAS

CINASA O QUINASA: enzima que transfiere grupos fosfato desde el ATP a un sustrato específico. O transfiere grupo fosfato del sustrato al ADP para formar ATP. ESTA ÚLTIMA REACCIÓN BIOQUÍMICA ES CONOCIDA COMO FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO.

ENZIMAS

FOSFORILASA: enzima que cataliza la adición de un grupo fosfato que proviene de una fosfato inorgánico. Realiza la actividad opuesta a la fosfatasa.

ENZIMAS

FOSFATASA: enzima que cataliza la eliminación de grupos fosfatos de algunos sustratos, dando lugar a la liberación de una molécula de ion fosfato y la aparición de un grupo hidroxilo en el lugar en el que se encontraba esterificado el grupo fosfato.

ENZIMAS

ISOMERASA: enzima que cataliza el reacomodo de una molécula en su isómero estructural o de posición.

Los isómeros son compuestos que tienen la misma fórmula molecular pero diferente estructura molecular.

ENZIMAS

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bf/Isomeros.png

MUTASA: es un tipo de enzima ISOMERASA que cataliza el cambio de un grupo funcional de la molécula de un sitio a otro de la misma molécula, sin modificación del grupo funcional.

ENZIMAS

TRANSFERASA: enzima que cataliza la transferencia de un grupo funcional de una molécula donadora a otra aceptora.

ENZIMAS

SINTASA: enzima que cataliza la unión química de 2 moléculas sin que exista una ATP o GTP involucrada.

ENZIMAS

SINTETASA: enzima que cataliza la unión química de 2 moléculas en donde existe la participación de ATP o GTP.

ENZIMAS

ACONITASA: enzima que cataliza la isomerización de citrato a isocitrato

CITRATO ISOCITRATO

ENZIMAS

FUMARASA: enzima que cataliza la hidratación-deshidratación reversible del fumarato a malato.

ENZIMAS

PROTEÍNAS

CO2

ACETIL COENZIMA A

PIRUVATO

GLUCOSA

AMINOÁCIDOS NUCLEÓTIDOS MONOSACÁRIDOS GLICEROL ÁC.GRASOS

LÍPIDOSGLUCÓGENOÁC.NUCLÉICOS

NH3

H2O

CICLO DE KREBS

TRANSPORTE ELECTRÓNICO Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

O2

electrones

ADP

ATP


lactato

http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=6yCie3eSKm0VpM&tbnid=MBD2Mkip-ex2ZM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.docstoc.com/docs/123164067/MT201-CH14-glycolysis&ei=G4rLUfyPFIy29gSQ9YGIAQ&bvm=bv.48340889,d.eWU&psig=AFQjCNFCpSauXWH32ZADTn-jh-5BGdXItA&ust=1372380007721717

PROTEÍNAS

CO2

ACETIL COENZIMA A

PIRUVATO

GLUCOSA

AMINOÁCIDOS NUCLEÓTIDOS MONOSACÁRIDOS GLICEROL ÁC.GRASOS

LÍPIDOSGLUCÓGENOÁC.NUCLÉICOS

NH3

H2O

CICLO DE KREBS


O2

electrones

ADP

ATP


lactato

CO2

ACETIL COENZIMA A

PIRUVATO

GLUCOSA

MONOSACÁRIDOS ÁC.GRASOS

GLUCÓGENO

H2O

CICLO DE KREBS


O2electronesADP

ATP

GLUCÓLISIS GLUCONEOGÉNESIS

GLUCOGENÓLISIS GLUCOGENOGÉNESIS

β-OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS

DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA


lactato

fermentación

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