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GENERALIDADES
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GENERALIDADES
METABOLISMO El metabolismo es el
y conjunto procesos ocurren
de reacciones físico-químicos que en una
para célula,
su necesarios supervivencia. Estos complejos procesos
interrelacionados son la base de la
y vida a nivel
molecular, permiten las las diversas
células. actividades de
METABOLISMO El metabolismo celular cumple
las siguientes funciones: • Obtencion de energia del
medio ambiente Conversion de nutrientes en •
sustancias asimilables
reconocibles y
• Proporcionar las moleculas organismo
unidades necesarias para el (polimeros basicas)
/ GTP: guanosin trifosfato
NADH: nicotinamida adenina dinucleótido
El metabolismo de un organismo encontrará tóxicas.
determina qué sustancias nutritivas y cuáles encontrará
Por ejemplo, procariotas sulfuro hidrógeno
algunas utilizan
de como
nutriente, pero este gas es venenoso para los animales.
Procariotas; células sin núcleo. ejm; bacterias
El Metabolismo se divide procesos conjugados:
en dos
1. Catabolismo
2. Anabolismo
El Catabolismo (Degradación)
Consiste transformación
en la de en biomoléculas complejas
moléculas sencillas mediante la liberacion de gran
en los cantidad enlaces forman, químicas
de energía covalentes que la
en reacciones exotérmicas.
Las reacciones catabólicas liberan energía; un de ejemplo es la glucólisis, un proceso
degradación de compuestos como la glucosa, cuya reacción resulta en la liberación de la energía retenida en sus enlaces químicos.
via
ATP
reacciones catabólicas Las son generalmente CONVERGENTES: A partir
una de
final compuestos comun:
diferentes se origina
Glucosa
Trigliceridos
El Anabolismo (Biosíntesis)
Es la encargada de la síntesis de moléculas orgánicas más complejas a partir sencillas
de otras de
más los
con o
nutrientes, requerimiento de energía, al contrario que el catabolismo.
AMONIACO (NH3), Dióxido de carbono (CO2)
Proteína
Las reacciones anabólicas, utilizan la energía liberada para recomponer enlaces químicos y construir componentes de las células como lo son las proteínas y los ácidos nucleicos.
químicos en moléculas orgánica
El Anabolismo es el responsable de:
•La formación de los componentes celulares y
tejidos corporales y por tanto del crecimiento. •El almacenamiento de energía mediante
s. enlaces
El anabolismo se puede clasificar biomoléculas que se sinteticen:
según las
•Replicación o duplicación de ADN. •Síntesis •Síntesis •Síntesis •Síntesis
de de de de
ARN. proteínas. glúcidos. lípidos.
Las vias anabolicas son DIVERGENTES: a partir de un mismo compuesto se originan por distintas vias, moleculas muy diferentes.
Una característica del metabolismo es la similitud de las rutas metabólicas básicas incluso entre especies muy diferentes. Por ejemplo: la secuencia de pasos químicos en el ciclo de Krebs es universal entre células vivientes tan diversas como
coli la y unicelular Escherichia bacteria
organismos pluricelulares como el elefante.
Las reacciones del catabolismo y anabolismo ocurren en secuencia, no aisladamente, por lo que el producto en el sustrato de
de una reaccion se convierte la siguiente.
Las reacciones metabolicas se encuentran reguladas con absoluta precision por la actividad de las diferentes enzimas celulares.
Las células obtienen la energía del medio ambiente mediante tres tipos distintos de fuente de energía que son: •La luz solar, mediante la fotosíntesis en las plantas (autotrofos). •Otros compuestos orgánicos como ocurre en los organismos heterótrofos. •Compuestos inorgánicos como las bacterias quimiolitotróficas que pueden ser autótrofas o heterótrofas.
Energía El término energía, es la habilidad o capacidad de realizar trabajos físicos. Pero esto equivale a tener que explicar todo sobre las diferentes funciones biológicas que dependen de la producción y liberación de energía.
La energía que nuestro cuerpo necesita se obtiene casi por un igual
de la descomposición de
hidratos de carbono y de
grasas. Las proteínas se asemeja a los ladrillos con lo que se construye nuestro cuerpo, proporcionando generalmente poca energía para la función celular.
Energía para la Actividad Celular La energía se almacena en los alimentos
carbono, en forma de hidratos de grasas y proteínas. Estos componentes alimenticios básicos se descomponen en nuestras células para liberar la energía acumulada. Puesto que toda la energía se degrada finalmente en calor, la cantidad de energía biológica
liberada en una reacción se calcula a partir de la
cantidad de calor producido.
En las células se usa alguna energía libre para el crecimiento y la reparación a lo largo del cuerpo. Tales procesos, aumentan la masa muscular dentro del entrenamiento y reparan los daños musculares. También se necesita energía para el transporte activo de muchas sustancias, tales como la glucosa y los carbohidratos, a través de las membranas celulares.
Almacenamiento de Energía ATP Una molécula de ATP se compone de adenosina (una molécula de adenina unida a una molécula de con tres grupos de fosfatos (Pi) inorgánicos.
ribosa) combinada
Cuando la enzima ATPasa actúa sobre ellos, el último grupo fosfato se separa de la molécula ATP, liberando rápidamente una gran cantidad de energía (7.6 kcal/mol de esto reduce el ATP a ADP (difosfato de adenosina) y Pi .
Pero, ¿cómo se acumuló originalmente esta energía? El proceso de almacenaje de energía formando ATP a partir de otras fuentes químicas recibe el nombre de
un en
fosforilación. Mediante varias reacciones químicas, grupo fosfato se añade al ADP, convirtiéndose trifosfato de adenosina (ATP).
Cuando estas reacciones se el
de producen sin oxígeno,
el nombre proceso recibe metabolismo anaeróbico.
reacciones la ayuda de
Cuando estas Bacilo Aeróbico tienen lugar con oxígeno, el denomina aeróbico,
proceso global se metabolismo
y la conversión aeróbica de ADP a ATP es la fosforolización oxidativa.
Anaerobio
Las células generan ATP mediante tres métodos: • El sistema ATP-PC
• El sistema del Acido Láctico
• El sistema Oxidativo
Acido Láctico
Metabolismo de Carbohidratos
Son las funciones implicadas en el proceso por el cual los carbohidratos de la dieta se almacenan y degradan en glucosa y posteriormente en dióxido de carbono y agua.
Catabolismo de Carbohidratos (Degradación)
El catabolismo de carbohidratos
Es la degradación de los hidratos de carbono en unidades menores.
Los carbohidratos son usualmente tomados por la célula una vez que fueron digeridos en monosacáridos.
Una vez dentro de la célula, la ruta de degradación es la glucólisis, donde los azúcares como la glucosa y la fructosa son transformados en piruvato y algunas moléculas de ATP son generadas
Glicogenolisis
Es la vía mediante la cual el glucógeno almacenado en el hígado y en el tejido muscular, es fosforilado, para formar finalmente la molécula de glucosa 6 fosfato, la cual tiene varias posibilidades metabólicas.
Glucólisis
Se denomina glucolisis a un conjunto de reacciones enzimáticas en las se metabolizan glucosa y otros azúcares, liberando energía en forma de ATP. La glucolisis aeróbica, que es la realizada en presencia de oxígeno, produce ácido pirúvico, y la glucolisis anaeróbica, en ausencia de oxígeno, ácido láctico.
Importancia de la Glucolisis:
La glucolisis es la principal vía para la utilización de los monosacáridos glucosa,
galactosa, fuentes
las dietas que
fructosa importantes
y energéticas de contienen carbohidratos.
Aunque son muchas las reacciones catalizadas por diferentes enzimas, la glucolisis
enzimas: está regulada,
principalmente, por tres
Hexocinasa •
Fosfofructocinasa
Piruvatocinasa
El piruvato es un intermediario en varias rutas acetil metabólicas, pero la mayoría es convertido en
CoA y cedido al ciclo de Krebs.
Aunque más ATP es generado en el ciclo, el a producto más importante es el NADH, sintetizado
partir del NAD+ por la oxidación del acetil-CoA.
La oxidación libera dióxido de carbono como producto de desecho.
NAD: nicotinamida adenina dinucleótido
RESPIRACION CELULAR
La respiración celular es el conjunto bioquímicas mayoría de
de que
reacciones ocurre en la
las células, en las que el ácido pirúvico producido desdobla carbono
por la glucólisis se a dióxido de
agua (CO2) y (H2O) y se producen 36 moléculas de ATP.
La respiración celular es una parte del metabolismo, concretamente del catabolismo, en la cual la energía contenida en distintas biomoléculas, como los glúcidos, es liberada de manera controlada.
En las células eucariotas la respiración se realiza en las mitocondrias
Ocurre en tres etapas que son: Oxidación del piruvato. Ciclo de los ácidos tricarboxílicos (ciclo de Krebs) Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa del ADP a ATP.
Anabolismo de Carbohidratos
(Síntesis)
Gluconeogénesis Se refiere a que la glucosa puede ser formada en el hígado y en los riñones a partir de moléculas que no son carbohidratos como: •
•
•
lactato glicerol aminoácidos.
•El piruvato es esta vía.
la molécula inicial de
Glucogénesis La glucosa que entra continuamente en las células cuando no se necesita de inmediato para energía se almacena como glucógeno. La vía del glucógeno tiene lugar en el citosol celular lEl Citosol, hialoplasma o matríz citoplásmica es la parte líquida del citoplasma de la célula, está delimitado por la membrana celular y la membrana nuclear. Dentro suyo se encuentran inmersos la mayoría de los organelos celulares
Glucogénesis
Cuando musculares glucógeno,
las células están
hepáticas saturadas
y de se el
la glucosa entonces convierte en grasa en el hígado. Es proceso inverso al de glucogenolisis.
METABOLISMO DE ÁCIDOS GRASOS Los ácidos grasos tienen 3 funciones en la célula:
•Estructural : Acidos grasos que forman las membranas: fosfolípidos, glucolípidos. •Mensajeros secundarios: 1,2-DAG
celular (El diacilglicerol o D-1,2-Diacilglicerol) esta formado por una moleculas de glicerol y dos acido graso
tiene características de señalización
•Energética: Son la mayor reserva de energía en los animales).
Catabolismo de Lipidos
(Degradacion)
La degradación de los ácidos grasos es la degradación de los
se triglicéridos porque es así como almacenan. Implica 3 pasos diferentes: •Movilización de triglicéridos.
•Introducción de los ácidos grasos en el
orgánulo donde se degradarán (sólo en
la mitocondria). •Degradación de la molécula de ácidos grasos grasos).
(β-oxidación de los ácidos
La movilización de los ácidos grasos es por hidrólisis de los triglicéridos mediante lipasas.
Se produce glicerol y los 3 ácidos grasos correspondientes. oEl glicerol no es un componente grande de los ácidos grasos. Es el único componente del triglicérido que puede ser convertido en glucosa. oLos ácidos grasos, en los animales, no pueden generar glucosa, solo pueden oxidarse para producir energia y calor.
Metabolismo de Proteinas
Aminoácidos Son sustancias cristalinas, casi
tienen siempre de sabor dulce; carácter ácido como propiedad básica y actividad óptica. Químicamente son ácidos carbónicos con, por lo menos, un grupo amino molécula.
por
22 aminoácidos diferentes son de
los las componentes
proteínas. (aa esenciales y no esenciaes)
esenciales
El organismo no almacena el exceso de que aminoácidos que provienen de la dieta, lo
ocurre es que los transforma en son
intermediarios metabólicos oxalacetato aminoácidos
comunes como el piruvato, y a-cetoglutarato, es decir, que los van a ser precursores de la glucosa,
ácidos actúan
grasos como
y cuerpos cetónicos, es decir, combustible y precursores
metabólicos.
Metabolismo de aminoácidos. Procedencia. •De •De
proteínas proteínas
de la dieta que se absorben y dan aminoácidos. funcionales de la célula que se recambian.
Muchos aminoácidos se reutilizan para sintetizar proteínas. También pueden siguientes casos:
degradarse para obtener energía en los •Cuando se ingieren muchas proteínas. •Cuando hay déficit de glucosa y hace falta energía.
SINTESIS DE PROTEINAS
Es la traducción de un mensaje genético en la secuencia primaria de un polipéptido (aminoácidos).
Se divide en tres fases:
Iniciación
Elongación
Terminación
1. INICIACION
Cuando la subunidad ribosómica pequeña se une a un
mRNA.
El anticodon de un tRNA especifico forma apareamiento de
bases con
cuando la
subunidad
el codón iniciador (AUG). La iniciación finaliza
subunidad ribosómica grande se combina con la pequeña.
Al unirse estas dos subunidades forma una maquinaria que
polimeriza a los aminoácidos en un secuencia que especifica la secuencia de bases de la molécula del mRNA.
2. ELONGACION
Es la fase de crecimiento de la cadena polipeptida durante la traducción de una Ribosoma
3. TERMINACION
Durante la terminación se libera del ribosoma cadena polipeptídica.
la
Modificación posterior a la traducción :
Es la modificación que pueden tener los
polipéptidos recién sintetizados. la cuarta fase de la traducción.
Se le denomina
El fin de estas modificaciones es:
1. Preparar al polipéptido para su función especifica.
2. Dirigir al polipéptido a una localización
especifica (Direccionamiento)
Esto es importante en las eucariotas debido
que las proteínas deben dirigirse a muchos
destinos.
a
Degradación Proteica Hay 2 etapas: 1. Desaminación
El grupo amino aparece el esqueleto carbonado.
en forma de NH4+y queda
2. Eliminación del grupo amino. El NH4+ es muy tóxico y los vertebrados terrestres lo eliminan transformándolo en urea que
se excreta. NH: grupo amino
El Ciclo de la Urea
Fue estudiado por Krebs y Henseleit y consta de 5 reacciones catalizadas enzimáticamente que se desarrollan las dos primeras en las mitocondrias y las tres restantes en el citoplasma. El ión amonio es un compuesto muy tóxico que se convierte en el hígado y el riñón en urea, en el llamado ciclo de la urea. Ésta pasa al torrente sanguíneo y es eliminada por el riñón en la orina.
