CATABOLISMO IEl CATABOLISMO comprende el metabolismo de degradación oxidativade las moléculas orgánicas.La finalidad es la obtención de energía necesaria para que la célulapueda desarrollar sus funciones vitales Siempre debe existir una última molécula que capte los electrones o los hidrógenos desprendidos en las reaccionesde oxidación

Aceptor de electrones es el oxígeno molecular→CATABOLISMO AERÓBICOAceptor de electrones es otra molécula distinta del oxígeno.→ CATABOLISMO ANAERÓBICO CATABOLISMO AEROBIO

CATABOLISMO AEROBIO•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.

EL Gliceraldehído 3 P y la Dihidroxicetona P se transforman espontáneamente una en otra. Por tanto a partir del 5º paso todo se multiplica por 2.

BALANCE ENERGÉTICO DE LA GLUCOLISIS

SIGNIFICADO BIOLÓGICO DE LA GLUCOLISIS

•Se realiza tanto en procariotas como en eucariotas.• En los eucariotas se realiza en el hialoplasma.• Se trata de una degradación parcial de la glucosa.• Es un proceso anaerobio que permite la obtención de energía a partir de los compuestos orgánicos en ausencia de oxígeno.•La cantidad de energía obtenida por mol de glucosa es escasa (2 ATP).•Probablemente fue uno de los primeros mecanismos para la obtención de energía a partir de sustancias orgánicas en la primitiva atmósfera sin oxígeno de la Tierra

DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL ÁCIDOPIRÚVICO (FORMACIÓN DE ACETIL CoA)DESCARBOXILACIÓN: El ácidopirúvico (PYR) pierde el grupo CO2

correspondiente al primer carbono,En condiciones aeróbicas elácido pirúvico (PYR) obtenidoen la glucolisis y en otrosprocesos catabólicos atraviesa lamembrana de la mitocondria y enla MATRIZ MITOCONDRIAL vaa sufrir un proceso químico quetiene dos vertientes

(el carbono que tiene la funciónácido).OXIDACIÓN: El segundo C seoxidará a grupo ácido (ácidoacético) por acción del NAD+. En el

proceso interviene una sustancia, lacoenzima-A (HS-CoA) que se uniráal ácido acético para dar acetil-

coenzima A (ACA).

CICLO DE KREBS (O DE LOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS = CAT)Krebs (1938), denominó ciclo del ácido cítrico, conocido hoy como ciclo de Krebs, a la ruta metabólica a través de la cual el ácido acético unido a la coenzima-A (Acetil CoA) va a completar su oxidación en la matriz mitocondrial.

El proceso se tiene que considerar para 2 moléculas de Acetil CoA que son las que proceden de 1 molécula de glucosa

Al ciclo de Krebs van a incorporarse, además de las sustancias resultantes del catabolismo de los glúcidos, otras que provienen del catabolismo de otras las sustancias orgánicas.

Algunas moléculas del ciclo sirven como punto de partida para rutas biosintéticas. El ciclo de Krebs es por tanto una VÍA ANFIBÓLICA lo que significa que resulta clave en procesos catabólicos y anabólicos

CADENA RESPIRATORIAConsiste en un transporte de electrones desde las coenzimas reducidas, NADH+H+ o FADH2, hasta el oxígeno.Este transporte se realiza en la membrana de las CRESTAS MITOCONDRIALESEs en este proceso donde se obtendrá la mayor parte de la energía contenida en la glucosa y otros compuestos orgánicos, que será almacenada en forma de ATP. Al mismo tiempo se recuperarán las

BALANCE DEL

CICLO DE

KREBS

Por cada molécula de Acetil CoA1 molécula de GTP(equivalente a 1ATP)

2 molécula de GTP

3 moléculas de 1 moléculaNADH + H+ de FAD

Por cada molécula de GLUCOSA6 moléculas de

2 moléculasde CO2

NADH + H+(equivalente a 2ATP)

2 molécula 4 moléculasde FAD de CO 2

coenzimas transportadoras de electrones en su forma oxidada, lo que permitirá la oxidación de nuevasmoléculas de glucosa y de otras sustancias orgánicas. Como producto de desecho se obtendrá agua.

MECANISMO DE LA CADENA RESPIRATORIAEn la membrana de las crestas mitocondriales se va a realizar un transporte de electrones desde el NADH o el FADH2 hasta el oxígeno que junto con 2 protones del medio darán una molécula de agua 2H+ + 1/2O2 + 2e- H2OEste transporte de electrones va a generar un transporte de protones por parte de los complejos I, III y IV desde la matriz hacia el espacio intermembrana.Cada complejo será capaz de bombear dos protones La salida de estos protones a través de las ATPasas servirá para sintetizar ATP, 1 ATP por cada dos protones -El NADH es capaz de reducir al Complejo I por lo que se obtendrán 3ATP por cada molécula de NADH-El FADH2 no puede reducir al complejo I, y cede sus dos electrones al Complejo II que los pasa a la Coenzima Q (CoQ). Como el Complejo II no bombea protones, el FADH2 sólo genera 2 ATP

CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOSCADENA RESPIRATORIA:1. Ecuación global2. En qué consiste básicamente el proceso3. Localización del proceso en su compartimento celular correspondiente4. Tipo de células en las que se realiza esta ruta5. Importancia biológica: qué significa esa ruta dentro del catabolismo o del anabolismo general

· Es una cadena de transporte electrónico en la cual los electrones van pasando de una molécula a otra. Las moléculas que ceden los electrones son las coenzimas reducidas: NADH+H O FADH2 (que quedarán oxidadas) y el último aceptor de los electrones es el oxígeno, formándose H2O.·En esta cadena se obtiene el máximo de la energía química en forma de ATP.·Como producto final se obtiene agua (H20).· El objetivo de la cadena respiratoria no es solo obtener energía química sino también recuperar las coenzimas oxidadas de forma que puedan volver a actuar en procesos catabólicos como la glucolisis y el ciclo de Krebs.· Se produce en la membrana mitocondrial interna.·Se produce tanto en células eucarióticas autótrofas como en heterótrofas. También en muchas procarióticas (aerobias)

TEORÍA QUIMIOSMÓTICA● Peter Mitchell propuso la "hipótesis quimiosmótica” La teoría propone que la mayor parte de la síntesis de ATP en la respiración celular, viene de un gradiente electroquímico existente entre la membrana interna y el espacio intermembrana de la mitocondria.● Este gradiente es originado por el paso de e- desde las moléculas de NADH y FADH2 que se han formado por la ruptura de moléculas ricas en energía, como la glucosa.

BALANCE DE LOS PROCESOS DE LA RESPIRACIÓN CELULAR EN EUCARIOTAS

Proceso

Glucolisis

Descarboxilacióndel ácido pirúvico

Ciclo de Krebs

Sustancia inicial

Glucosa

2 ácid. pirúvico

2 acetil-Co A

Sustancia final

2 ácid. pirúvico

2 acetil-Co A2 CO2

4 CO2

CoenzimasReducidas y ATP

2 NADH + H+2 ATP

2 NADH + H+

6 NADH + H+2 FADH

Moles deATP(totales)

4 ATP *2 ATP

6 ATP

18 ATP4 ATP

Balance globalGlucosa 6 CO 2

6 O2 6 H 2 O

22

ATP2 GTP

36 ATP**

* 6 ATP en procariotas** 38 ATP enprocariotas

En eucariotas, el NADH que se origina en el hialoplasma, en la glucolisis, sólo puedeoriginar 2 ATP. Esto es debido a que este NADH no puede atravesar la membranamitocondrial y debe ceder sus electrones a una sustancia intermediaria que a su vezlos cede al FAD que hay en el interior de la mitocondria, lo que no sucede en los

procariotas.