Metabolismo catabolismo y anabolismo 16 17

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  • MELVIN CALVIN 1911 - 1997

    HANS KREBS 1900 - 1981

    METABOLISMO CATABOLISMO Y ANABOLISMO

  • NDICE 1. CATABOLISMO

    Fases del catabolismo: 1.1. Catabolismo de los glcidos

    1.1.1. Gluclisis o Gliclisis 1.1.2. Fermentacin

    Tipos de fermentacin: a.1. Fermentacin lctica. a.2. Fermentacin alcohlica.

    1.1.3. Respiracin celular 1 etapa: Obtencin del acetil Co A 2 etapa: Ciclo de Krebs 3 etapa: Cadena transportadora de electrones o cadena respiratoria 4 etapa: Fosforilacin oxidativa.

    1.2. Catabolismo de los lpidos 1.2.1. -oxidacin de los cidos grasos o Hlice de Lynen

    1.3. Catabolismo de los prtidos. Aminocidos 1.4. Panormica general del catabolismo

    2. ANABOLISMO 2.1. Fotosntesis 2.1.1. Fases y localizacin

    Fase luminosa o fotoqumica a. El proceso se desarrolla del siguiente modo:

    a.1. Captura de energa luminosa a.2. Transporte de electrones a.3. Fotolisis del agua a.4. Fosforilacin fotosinttica

    Fotofosforilacin acclica Fotofosforilacin cclica

    Fase oscura o Ciclo de Calvin-Benson Factores que influyen en la fotosntesis

    Intensidad luminosa Temperatura Concentracin de CO2 Concentracin de O2 Fotoperodo Humedad ambiental

    3. PREGUNTAS PAU CANARIAS:

  • IES BAADEROS CIPRIANO ACOSTA 2 Bach BIOLOGA TEMA 12. CATABOLISMO Y ANABOLISMO 3

    TEMA 12. CATABOLISMO Y ANABOLISMO

    1. CATABOLISMO Es el conjunto de reacciones metablicas que tienen por objeto obtener energa a partir de compuestos orgnicos complejos que se transforman en otros ms sencillos. La respiracin celular aerobia y las fermentaciones son las vas catablicas ms corrientes para la obtencin de la energa contenida en las sustancias orgnicas. Ambas vas, no obstante, tienen una primera fase comn: la gluclisis. Otras vas catablicas son, la beta-oxidacin de los cidos grasos, el ciclo de Krebs, la fermentacin lctica, la fermentacin actica etc.

    Fases del catabolismo:

    Fase I, fase inicial o preparatoria en ella las grandes molculas de los elementos nutritivos se degradan hasta liberar sus principales componentes (los polisacridos se degradan en monosacridos; los lpidos a c. grasos y glicerina, y las protenas liberan sus aminocidos).

    Fase II o fase intermedia, en ella los

    diversos productos formados en la fase I, son convertidos en una misma molculas, ms sencillas el Acetil-coenzima A (acetil CoA).

    Fase III o fase final, en la que el

    acetil-CoA (se incorpora al ciclo de Krebs) da lugar a molculas elementales CO2 y H2O.

    De estas tres fases, la intermedia y la final son comunes para todos los principios inmediatos orgnicos, glcidos, lpidos y protenas. El catabolismo de cada uno de ellos difiere en la fase inicial, los glcidos (gluclisis) y las protenas (desaminacin y transaminacin), ocurre en el hialoplasma, mientras que para los lpidos ( -oxidacin), ocurre en la matriz mitocondrial. Existen dos tipos de catabolismos segn sea el aceptor final de electrones: Fermentacin. Si se degrada a un compuesto todava

    orgnico pero ms sencillo. En ella el aceptor final de electrones es un compuestos orgnicos.

    Respiracin celular. Si la degradacin del compuesto

    orgnico es hasta CO2 y H2O. El aceptor final de electrones es una sustancia inorgnica.

    Respiracin aerobia, se necesita oxgeno. Respiracin anaerobia, no necesita oxgeno

  • 1.1. Catabolismo de los glcidos

    Bsicamente la degradacin total de la glucosa es similar a una combustin:

    C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + energia

    Esta degradacin tiene lugar, fundamentalmente, en dos etapas Gluclisis, es anaerobia y se desarrolla en el hialoplasma. Respiracin celular, es aerobia y se realiza en las mitocondrias

    1.1.1. Gluclisis o Gliclisis La gluclisis es un conjunto de reacciones anaerobias que tienen lugar en el hialoplasma, en la cual se degrada la glucosa (6 C: 6 tomos de carbono), en dos molculas de cido pirvico (3 C). Cualquiera que sea la fuente de glucosa utilizada, el resultado final ser la obtencin de:

    2 cido pirvico, 2 ATP y 2 NADH + 2 H+

    a. Etapas de la gluclisis. a.1. Etapa de activacin. La glucosa, tras su activacin y transformacin en otras hexosas, se descompone en dos molculas de gliceraldehdo-3-fosfato, es decir, en dos molculas de tres tomos de carbono. Para ello se necesita la energa aportada por dos molculas de ATP

    Glucosa + 2 ATP 2 gliceraldehdo 3 P + 2 ADP

    a.2. Etapa de degradacin. Las dos molculas de gliceraldehdo-3-fosfato se oxidan hasta formar dos molculas de cido pirvico. En esta oxidacin se necesita como enzima NAD+, que se reduce a NADH + H+. La energa liberada en el proceso es utilizada para fabricar cuatro molculas de ATP.

    2 Gliceraldehdo 3 P + 2 NAD+ + 4 ADP + 2 Pi 2 cido pirvico + 2 NADH + 2 H+ + 4 ATP b. La formulacin de la reaccin global (balance) de la gluclisis.

    Glucosa + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi 2 cido pirvico + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP

    Vas del catabolismo del pirvico Para evitar que la gluclisis se detenga por un exceso de cido pirvico y NADH + H+ o por falta de NAD+, se necesitan otras vas que eliminen los productos obtenidos y recuperen los substratos imprescindibles. Esto va a poder realizarse de dos maneras:

    En condiciones anaerobias (ausencia de oxigeno) lo hace por fermentacin que tiene lugar en el hialoplasma.

    En condiciones aerobias, lo hace mediante la respiracin celular que tiene lugar en las mitocondrias.

  • IES BAADEROS CIPRIANO ACOSTA 2 Bach BIOLOGA TEMA 12. CATABOLISMO Y ANABOLISMO 5

    1.1.2. Fermentacin Se llama fermentacin a un conjunto de rutas metablicas, que se realizan en el hialoplasma, por las cuales ciertos organismos obtienen energa por la oxidacin incompleta de compuestos orgnicos. Los electrones liberados en esta oxidacin no son llevados al oxgeno molecular (tal como ocurre en la respiracin celular), sino que son aceptados por un compuesto orgnico sencillo que es el producto final de la fermentacin. As, la oxidacin de la materia orgnica no es completa (no se transforma totalmente en materia inorgnica) y el rendimiento energtico es bajo. El combustible que con ms frecuencia se utiliza es algn tipo de azcar, pero pueden ser utilizados otros compuestos orgnicos en estos procesos. La fermentacin la llevan a cabo diferentes tipos de bacterias capaces de vivir sin oxgeno, pero tambin se da en clulas aerobias como las musculares, que la utilizan como mecanismo complementario de la respiracin celular al faltar el oxgeno.

    Tipos de fermentacin: a. Fermentacin anaerobia, son las ms tpicas; no requieren oxgeno.

    a.1. Fermentacin lctica. El producto final que se obtiene es cido lctico. La realizan ciertas bacterias como las del gnero Lactobacillus (utilizadas para la obtencin de yogur y queso) y las clulas musculares cuando el aporte de oxgeno es insuficiente.

    NADH+H+ NAD+ CH3-CO-COO cido pirvico cido lctico CH3-CHOH-COOH Lactato deshidrogenasa

    a.2. Fermentacin alcohlica. En la que se obtiene alcohol etlico. La realizan ciertas levaduras (gnero Saccharomyces) utilizadas para fabricar gran variedad de bebidas alcohlicas (vino, cerveza, etc.) a partir de diversos azcares (de uva, de cereales, etc).

    CO2 NADH + H+ NAD+

    cido pirvico Acetaldehdo Etanol Piruvato descarboxilasa Alcohol deshidrogenasa

    b. Fermentacin oxidativa. Requieren oxgeno (son aerobias) pero ste no acta como ltimo aceptor de electrones sino como oxidante del sustrato. La ms conocida es la fermentacin actica (se produce vinagre a partir del vino) y en la cual, el alcohol etlico es oxidado a cido actico (vinagre).

    O2

    Etanol cido actico

  • 1.1.3. Respiracin celular Las clulas aerobias obtienen la mayor parte de su energa de la respiracin celular, que supone la oxidacin del cido pirvico hasta formar CO2 y H2O. La respiracin celular se realiza en la matriz de las mitocondrias y comprende cuatro etapas:

    1. Obtencin del acetil CoA. 2. Ciclo de Krebs

    3. Cadena transportadora de electrones 4. Fosforilacin oxidativa.

    Etapas de la respiracin celular.

    o 1 etapa: Obtencin del acetil Co A. Se obtiene fundamentalmente por dos caminos diferentes:

    A partir del cido pirvico. El cido pirvico obtenido en la gluclisis entra en la mitocondria y en

    presencia del Coenzima A (Co A) sufre una descarboxilacin oxidativa, obtenindose Acetil-Co A (CH3CO-S-CoA), se desprende CO2 y se reduce una molcula de NAD+ a NADH + H+.

    HS CoA CO2

    CH3-CO-COOH c. pirvico Acetil-CoA CH3-CO-S-CoA NAD+ NADH + H+

    A partir de cidos grasos procedentes de las grasas: los cidos grasos penetran en la matriz

    mitocondrial despus de ser activados con CoA. Los cidos grasos activados son transformados en acetil-CoA en una ruta metablica