Clasificación de los s v

• Según la fuente de C• Autótrofos• Heterótrofos

• Según la fuente de energía• Fotótrofos (fotosintéticos)• Quimiótrofos (quimiosintéticos)

METABOLISMO

• Concepto: Conjunto de todas las reacciones químicas que tienen lugar en la célula.

• Las células administran y transforman materia y energía

• Vías metabólicas• Moléculas que intervienen: Metabolitos• Control enzimático

ENZIMAS• Naturaleza química: Proteínas globulares (estr.

3aria). Simples: polipéptido

» Holoenzimas: polipéptido+Cofactor Inorgánico Orgánico:Coenzima

ATP, NADP+, Co-Q

Zn++, Mg++

Enzimas que requieren elementos inorgánicosCitocromo oxidasa

Catalasa, peroxidasa

Fe2+, Fe+,

Citocromo oxidasa Cu2+

DNA polimerasa

Anhídrasa carbónica

Alcohol deshidrogensa

Zn2+

Hexoquinasa

Glucosa 6-fosfatasa

Mg2+

Arginasa Mn2+

Piruvato quinasa K+, Mg2+

Ureasa Ni2+

Nitrato reductasa Mo2+

Coenzimas: Actúan como transportadores eventuales de átomos específicos o de grupos funcionales

Coenzimas Entidad transferida

Pirofosfato de tiamina .

Dinucleótido de flavina y adenina.

Dinucleótido de nicotinamida y de adenina

Coenzima A .

Fosfato de Piridoxal .

5’-Desoxicobalamina (Coenzima B12)

Biocitina .

Tetrahidrofolato .

Aldehídos

Átomos de hidrógeno

Ion hidruro (H-)

Grupos acilo

Grupos amino

Átomos de H y grupos alquilo

CO2

Otros grupos monocarbonados

Adenosine Triphosphate (ATP)

Coenzyme A (CoA)

Flavin Adenine Dinucleotide (FAD)

Nicotinamide Adenine Dinucleotide (NAD+) Nicotinamide Adenine Dinucleotide

Phosphate (NADP+)

Coenzimas

VITAMINAS FUNCIONESEnfermedades

carenciales

•C (ácido ascórbico)

•Coenzima de algunas peptidasas. Interviene en la síntesis de colágeno

•Escorbuto

•B1 (tiamina)•Coenzima de las descarboxilasas y de las enzima que transfieren grupos aldehídos

•Beriberi

•B2 (riboflavina)

•Constituyente de los coenzimas FAD y FMN

•Dermatitis y lesiones en las mucosas

•B3 (ácido pantoténico)

•Constituyente de la CoA•Fatiga y trastornos del

sueño

•B5 (niacina)•Constituyente de las coenzimas NAD y NADP

•Pelagra

•B6 (piridoxina)

•Interviene en las reacciones de transferencia de grupos aminos.

•Depresión, anemia

•B12 (cobalamina)

•Coenzima en la transferencia de grupos metilo.

•Anemia perniciosa

•Biotina•Coenzima de las enzimas que transfieren grupos carboxilo, en metabolismo de aminoácidos.

•Fatiga, dermatitis

Características de enzimas

• No se consumen durante la reacción

• Alta especificidad• Aceleran la reacción• Alta actividad

Transformación de Alimentos

Fermentaciones Quesos Vinos

Medicina Transaminasas

Industria Química Penicilina

Agricultura Rhyzobium

Pepsina 1.5

Tripsina 7.7

Catalasa 7.6

Arginasa 9.7

Fumarasa 7.8

Ribonucleasa 7.8

Enzima pH óptimo

Mamíferos 37

Bacterias y algas aprox. 100

Bacterias Árticas aprox. 0

Enzima Temp. Ópt. (oC)

Bacterias en muestra de hielo antigua

Metabolismo (tipo de reacciones)

• Catabolismo:– Degradación de moléculas complejas en sencillas.– Reacciones de oxidación.– Desprenden energía: se forma ATP

• Anabolismo:– Formación de moléculas complejas a partir de

sencillas.– Reacciones de reducción.– Consumen energía: se gasta ATP

Metabolismo (tipo de reacciones)

• Catabolismo:– Degradación de moléculas complejas en sencillas.– Reacciones de oxidación.– Desprenden energía: se forma ATP

• Anabolismo:– Formación de moléculas complejas a partir de

sencillas.– Reacciones de reducción.– Consumen energía: se gasta ATP

ATP

Origen del ATP

• Fosforilación a nivel de sustrato

• Reacción enzimática con ATP-sintetasas

Catabolismo

• Degradación oxidativa de moléculas orgánicas para obtener la energía que la célula necesita para 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 – Si es otra molécula es catabolismo anaeróbico.

Catabolismo

• Está formado por varias rutas metabólicas que conducen finalmente a la obtención de moléculas de ATP.

• Estas moléculas de ATP serán imprescindibles para dar energía en las rutas anabólicas.

• La energía que no se usa se disipará en forma de calor.

GLUCÓLISIS

• La glucolisis ocurre en el citosol de la célula.

• No necesita oxígeno para su realización

• Una molécula de glucosa (6C) se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico (3C).

GLUCÓLISIS• Se produce en todas las células vivas

(procariotas y eucariotas animales y vegetales).

• Se necesita la energía de 2 moléculas de ATP para iniciar el proceso.

• Se producen 2 moléculas de NADH y 4 de ATP.• El balance final es de: 2 NADH y 2 ATP por

molécula de glucosa:• Glucosa + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+ ==>2 Acido

pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 Agua

Respiración aerobia

• En condiciones aerobias, las moléculas de NADH ceden sus electrones a la cadena de transporte electrónico, que los llevará hasta el oxígeno, produciéndose agua y regenerándose NAD+ que se reutilizará en la glucolisis.

• En estas condiciones el ácido pirúvico entra en la mitocondria y se transformará en Acetil-CoenzimaA que ingresará en la respiración celular.

• 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.

Descarboxilación del ac. pirúvico• Lo primero que ocurre tras la glucólisis es que el ácido pirúvico pasa desde el citoplasma a la

matriz mitocondrial, atravesando las membranas. • El ácido pirúvico sufre una oxidación, se libera una molécula de CO2 y se forma un grupo acilo

(CH3-CO). En esta reacción se forma una molécula de NADH. Como en la glucólisis el producto final eran dos moléculas de ácido pirúvico, lógicamente se formarán ahora dos de NADH por cada molécula de glucosa.Cada grupo acilo se une a un Coenzima A y se forma acetilCoenzimaA. En este momento empieza el ciclo de Krebs.

Ciclo de Krebs

• 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.