METABOLISMOMETABOLISMO

ENERGIA, ENZIMAS Y ENERGIA, ENZIMAS Y RESPIRACION CELULARRESPIRACION CELULAR

En términos generales, las células tienen cuatro En términos generales, las células tienen cuatro necesidades esenciales: necesidades esenciales: piezas de construcción piezas de construcción moleculares, catalizadores, un programa de información y moleculares, catalizadores, un programa de información y energíaenergíaCualquier forma de vida depende totalmente de la continua disponibilidad de energía.Las células necesitan energía para realizar, entre otros, trabajos:

- de síntesis- mecánico- de concentración- eléctrico

Como ejemplo de un proceso biológico que requiere principalmente trabajo de síntesis y mecánico, y por lo tanto un suministro continuo de energía, está la división celular que hace posible la mantención y renovación de las células de un organismo multicelular como los humanos.Un eritrocito vive aproximadamente 120 días y en un adulto hay 2,5 x 1023 de ellos. Para mantener este número deben producirse por división celular casi 2,5 millones de eritrocitos por segundo.Si se consideran todas las otras poblaciones celulares que se renuevan continuamente en un adulto, es necesario que para su mantención ocurran 25 millones de divisiones celulares por segundo ( 2x1012 cada 24 horas)

ENTROPÍA

ENTROPÍA Y ENERGÍA

ENERGÍA CINÉTICA Y ENERGÍA DE ACTIVACIÓN

ENERGÍA DE ACTIVACIÓN Y ENZIMAS

MODELO DE ENCAJE INDUCIDO

EFECTOS DE LA CONCENTRACIÓN DE

ENZIMA Y DE LA CONCENTRACIÓN DE SUSTRATO SOBRE LA

VELOCIDAD DE ACCIÓN ENZIMÁTICA

EFECTOS DE LA TEMPERATURA Y EL

pH SOBRE LA VELOCIDAD DE

ACCIÓN ENZIMÁTICA

ObjetivoObjetivo

En la respiración aeróbica ¿Qué reactantes se oxidan y cuáles se reducen?

La respiración aeróbica es un proceso de óxido reducción exergónico en el cual la glucosa y otros nutrientes se oxidan, el oxígeno se reduce y la energía liberada es utilizada para sintetizar ATP

Respiración aeróbica

Es un proceso Es un proceso catabólico– La glucosa y otros nutrientes son

degradados hasta CO2 y H2O.Reacciones de óxido reducción – transfieren electrones desde la glucosa (se

oxida)– Hacia el oxígeno (se reduce)

Energía liberada– produce 36 a 38 moléculas de ATP por glucosa

CADENA RESPIRATORIACADENA RESPIRATORIA

Transporte de electrones y fosforilación Transporte de electrones y fosforilación oxidativaoxidativa

La mayoría de la energía liberada durante la oxidación de La mayoría de la energía liberada durante la oxidación de las sustancias nutritivas (mediante deshidrogenaciones) las sustancias nutritivas (mediante deshidrogenaciones) hasta COhasta CO22 es retenida en las moléculas de NAD y FAD las es retenida en las moléculas de NAD y FAD las cuales se reducen al aceptar los hidrógenos cuales se reducen al aceptar los hidrógenos Durante la respiración los hidrógenos (sus electrones) se Durante la respiración los hidrógenos (sus electrones) se liberan desde las moléculas de NADHliberan desde las moléculas de NADH22 y FADH y FADH22 y son y son transferidos al Otransferidos al O22 para formar H para formar H22OOEsta liberación paso a paso ocurre en la llamada cadena Esta liberación paso a paso ocurre en la llamada cadena respiratoria que genera una gran cantidad de energía respiratoria que genera una gran cantidad de energía durante la transferencia de los hidrógenos al Odurante la transferencia de los hidrógenos al O22

Producto de estas transferencias, y por un mecanismo Producto de estas transferencias, y por un mecanismo electroquímico, se sintetiza ATP a partir de ADP y Pelectroquímico, se sintetiza ATP a partir de ADP y P ii (fosfato inorgánico(fosfato inorgánico))

Oxidación de la glucosa hasta ácido Oxidación de la glucosa hasta ácido Pirúvico (1)Pirúvico (1)

La Glicólisis o Glucólisis constituye la primera La Glicólisis o Glucólisis constituye la primera etapa en el metabolismo de la Glucosa. Ocurre en el etapa en el metabolismo de la Glucosa. Ocurre en el citosol y no requiere de Ocitosol y no requiere de O2 2 para realizarsepara realizarse

La Glicólisis produce una pequeña cantidad de ATP La Glicólisis produce una pequeña cantidad de ATP y dos moléculas de un compuesto de tres carbonos y dos moléculas de un compuesto de tres carbonos llamado Ácido Pirúvicollamado Ácido Pirúvico

Durante este proceso se reducen, porque aceptan Durante este proceso se reducen, porque aceptan hidrógenos, dos moléculas de NAD a NADHhidrógenos, dos moléculas de NAD a NADH22

GLICÓLISIS

Oxidación de la glucosa hasta ácido Oxidación de la glucosa hasta ácido Pirúvico (2)Pirúvico (2)

En las células que respiran En las células que respiran anaeróbicamenteanaeróbicamente, las , las moléculas de NADHmoléculas de NADH2 2 se reoxidan (ceden los se reoxidan (ceden los hidrógenos) entregando sus hidrógenos al ácido hidrógenos) entregando sus hidrógenos al ácido Pirúvico y transformando a éste en ácido Láctico, Pirúvico y transformando a éste en ácido Láctico, cuando este proceso ocurre en células musculares.cuando este proceso ocurre en células musculares.

Cuando este mismo proceso ocurre en levaduras el Cuando este mismo proceso ocurre en levaduras el ácido Pirúvico además de ser reducido es ácido Pirúvico además de ser reducido es decarboxilado (retiro de COdecarboxilado (retiro de CO22) y transformado en Etanol) y transformado en Etanol

El metabolismo El metabolismo anaeróbicoanaeróbico de cada molécula de de cada molécula de glucosa permite que se sinteticen sólo dos moléculas glucosa permite que se sinteticen sólo dos moléculas de ATPde ATP

FERMENTACION ALCOHÓLICA

FERMENTACION LÁCTICA

En las células que respiran aeróbicamente las moléculas de En las células que respiran aeróbicamente las moléculas de NADHNADH2 2 se reoxidan (ceden los hidrógenos) entregando sus se reoxidan (ceden los hidrógenos) entregando sus hidrógenos a los aceptores de hidrógenos de la cadena hidrógenos a los aceptores de hidrógenos de la cadena respiratoria desde donde llegarán finalmente hasta el Orespiratoria desde donde llegarán finalmente hasta el O22 para para formar aguaformar agua

En las células que respiran aeróbicamente el ácido Pirúvico es En las células que respiran aeróbicamente el ácido Pirúvico es transportado a las mitocondrias donde ingresa a un ciclo de transportado a las mitocondrias donde ingresa a un ciclo de reacciones denominado Ciclo de Krebsreacciones denominado Ciclo de Krebs

La oxidación del ácido pirúvico en las mitocondrias comienza La oxidación del ácido pirúvico en las mitocondrias comienza con su transformación en acetil CoA luego de ser con su transformación en acetil CoA luego de ser decarboxilado y deshidrogenadodecarboxilado y deshidrogenado

Oxidación de la glucosa hasta CO2 (1)

INICIO DE CICLO DE KREBSINICIO DE CICLO DE KREBS

CICLO DE KREBSCICLO DE KREBS

OxidaciónOxidación de la glucosa hasta CO2 (2) de la glucosa hasta CO2 (2)

En este ciclo de racciones ocurren En este ciclo de racciones ocurren decarboxilaciones (retiro de COdecarboxilaciones (retiro de CO22) y ) y deshidrogenaciones que reducen moléculas de deshidrogenaciones que reducen moléculas de NAD y FAD a NADHNAD y FAD a NADH22 y FADH y FADH22

Las moléculas de NADHLas moléculas de NADH22 y FADH y FADH22 se reoxidan se reoxidan entregando sus hidrógenos a los aceptores de entregando sus hidrógenos a los aceptores de hidrógenos de la cadena respiratoria desde hidrógenos de la cadena respiratoria desde donde llegarán finalmente hasta el Odonde llegarán finalmente hasta el O22 para formar para formar aguaagua

OxidaciónOxidación de la glucosa hasta CO de la glucosa hasta CO22 (3) (3)Este proceso produce gran cantidad de energía Este proceso produce gran cantidad de energía utilizable para la célula ya que por cada utilizable para la célula ya que por cada NADHNADH22 que que entregue hidrógenos a la cadena respiratoria de entregue hidrógenos a la cadena respiratoria de sintetizan 3 móleculas de ATP. Si la entrega de sintetizan 3 móleculas de ATP. Si la entrega de hidrógenos a la cadena respiratoria es hecha por hidrógenos a la cadena respiratoria es hecha por FADHFADH2 2 se sintetizan sólo dos ATPse sintetizan sólo dos ATP

La membrana interna de las mitocondrias y la matriz La membrana interna de las mitocondrias y la matriz mitocondrial son los sitios en que ocurren las mitocondrial son los sitios en que ocurren las reacciones de la cadena respiratoria y las del ciclo de reacciones de la cadena respiratoria y las del ciclo de Krebs respectivamenteKrebs respectivamente

La oxidación aeróbica de la glucosa hasta COLa oxidación aeróbica de la glucosa hasta CO22 y H y H22O O produce un total de 38 moléculas de ATPproduce un total de 38 moléculas de ATP