TUTORIA1 SEGUNDO CERTAMENBioenergética y metabolismo copia
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Bioenergética y metabolismo Clase 8
BioquímicaTutor Ulises Reyes
Odontología
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OBJETIVOS:• Bioenergética: Leyes de la termodinámica • Reacciones Acopladas• Ciclo del ATP • Fosforilación a Nivel de Sustrato • Homeostasis • Conceptos metabólicos
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BIOENERGETICACUALQUIER PROCESO REALIZADO EN LA CELULA CONSUME O PRODUCE ENERGIA.
• Los sistemas biológicos capaces de formar biomolecular para producir organismos complejos y los Sistemas Biológicos deben cumplir con:
-Orden (capaces de generar y mantener orden en el universo que siempre tiende a un mayor grado de libertad)
-Complejidad química y organización (tener elevada complejidad química y organización microscópica)
-Sistemas para energía (desarrollar sistemas para extracción, transformación y uso de energía del entorno)
-Funciones definida y regulación (Fd para sus componentes y regulación de interacción entre ellos)
• SB sistemas biológicos Fd Funciones definidasO organización
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BIOENERGETICA ENERGIA:• En célula, miles de reacciones químicas que necesitan fuente de materia y fuente de
energía (FM EN FORMA DE NUTRIENTES Y FE EN FORMA DE E° QUIMICA O PROVENIENTE DEL SOL)
• ENERGIA ES LA CAPACIDAD DE PRODUCIR CAMBIO (SE MIDE POR LA CANTIDDAD DE TRABAJO REALIZADO DURANTE EL CAMBIO)
• ENERGIA EXISTE EN MUCHAS FORMAS:-Energía potencial (CANTIDAD DE TRABAJO QUE SE PUEDE REALIZAR AL LIBERAR E° ALMACENADA EN UN LUGAR)-Energía de combustión (E° CONTENIDA EN LOS ENLACES DE C DE COMBUSTIBLES Y LIBERADA TRAS LA COMBUSTION-OXIDACION-)
• Energía para un organismo heterótrofo proviene de los nutrientes y E° almacenada
• Componentes con valor energético (AZUCARES, LIPIDOS Y PROTEINAS SE UTILIZAN COMO COMBUSTIBLES EN LOS SERES VIVOS)
• FRACCION DE E° UTILIZADA Y ALMACENADA (parte de moléculas son utilizadas según necesidad de CELULA en ese momento y el resto es almacenada forma mas compleja ej. Glucógeno en el musculo e hígado)
E° ENERGIA
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BIOENERGETICAENERGIA• E° según digestión (se obtendrá mayor E° de nut mientras más eficiente sea proceso digestivo y se
produzca mayor absorción)
• E° de un nut es la E°contenida en sus enlaces Químicos• Mientras mas reducido (H) mayor E° en sus enlaces• Almacenar E° liberada en componente celular (evitar perdidas E° en
formas de calor, el que no es útil para la célula)
Nut nutrientes; Quimicos
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BIOENERGETICAEnergía perdida en forma de calor y energía almacenada en la combustión de un mismo compuesto
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BIOENERGETICASISTEMA, AMBIENTE, UNIVERSOSistema (PORCION DE MATERIA CUYAS PROPIEDADES SE ESTUDIAN, PARTE DEL UNIVERSO SEPARADA
MENTALMENTE) Ambiente (TODO LO QUE RODEA AL SISTEMA)Universo (CONJUNTO, SISTEMA + AMBIENTE=UNIVERSO) AISLADOS (A)LOS SISTEMAS PUEDEN SER CERRADOS (B) ABIERTOS (C)A: NO INTERCAMBIAN MATERIA NO E° CON EL ENTORNOB: INTERCAMBIAN E° PERO NO MATERIA CON EL ENTORNOC: INTERCAMBIAN MATERIA Y ENERGIA CON EL ENTORNO CELULA
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BIOENERGETICA• SISTEMA, AMBIENTE, UNIVERSO
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BIOENERGETICAENTALPIA Y ENTROPIA• ENTALPIAContenido de calor interno del sistema reaccionante a presión cte.Refleja numero y tipo de enlaces que tiene una molécula
Entonces, ∆H es la cantidad de energía que el sistema puede intercambiar con su entornoEn reacción química reactivos son diferentes a productos, habrá un cambio de contenido calórico debido a la energía contenida en los enlaces químicos (enlaces también cambian). Endotérmicas absorben calor del entorno ∆H= + Reacciones pueden ser Exotérmicas liberan calor al entorno ∆H= -
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BIOENERGETICA
Contenido calórico (H=entalpía) es mayor en reactivos que en productos, por lo tanto, ∆H=-
Contenido calórico (H=entalpía) es mayor en productos que en reactivos, por lo tanto, ∆H=+
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BIOENERGETICAENTROPIA (S)• ES UNA FUNCION DE ESTADO (DEPENDERA SEGÚN EL ESTADO DEL SISTEMA, SOLIDO, LIQUIDO,
ETC)• DESORDEN ENTROPIA (DIRECTAMEENTE PROPORCIONAL)
• REACIONES EXOTERMICAS S DEL ENTORNO, (LIBERAN CALOR PRODUCIENDO MAYOR DESORDEN)
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BIOENERGETICAENERGIA LIBRE DE GIBBS• PERMITE PREDECIR LA DIRECCION, POSICION EXACTA EN EL
EQUILIBRIO Y CANTIDAD DE TRABAJO QUE PUEDEN REALIZAR LAS REACCIONES QUIMICAS A T Y P° CTES.
• RELACION ENTRE ENERGIA QUIMICA Y DESORDEN, SEGÚN ECUACION
∆G= ∆H-T ∆S• IMPORTANTE, NOS INDICA SI LOS REACTIVOS SE TRANSFORMARAN
ESPONTANEAMENTE EN PRODUCTOSPROCESOS ESPONTANEOS ∆G= - Y LA REACCION ES EXERGONICAPROCESOS NO ESPONTANEOS ∆G= + Y LA REACCION ES ENDERGONICA
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BIOENERGETICA• REACIONES ACOPLADAS Y CICLO DEL ATP
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BIOENERGETICACICLO DEL ATP
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BIOENERGETICA• Las células usan el ATP para capturar, transferir y almacenar
energía libre necesaria para realizar el trabajo químico.
• La función del ATP es suministrar energía hidrolizándose a ADP y Pi. Esta energía puede usarse para:
-Obtener energía química: por ejemplo para la síntesis de macromoléculas -Transporte a través de las membranas -Trabajo mecánico: por ejemplo la contracción muscular, movimiento de cilios y flagelos, movimiento de los cromosomas, etc.
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METABOLISMO• METABOLISMO CELULAR, DOS GRANDES VIAS:-CATABOLISMO -DEGRADACION CONECTADAS A TRAVES DE MOLECULAS TRANSPORTADORAS DE ENERGIA (ciclo del ATP)-ANABOLISMO -SINTESIS Y MOLECULAS DE TRANSFERENCIA DE eˉ(NADH, etc)
• EN AMBAS VIAS SE PRODUCEN REACCIONES DE OXIDACION-
REDUCCION
• RUTAS CATABOLICAS CONVERGENTES Y ANABOLICAS DIVERGENTES
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METABOLISMO• PROPIEDADES DE LAS RUTAS METABOLICAS (RM):
-LAS RM SON IRREVERSIBLES, NO ASI SUS REACCIONES
-CADA RM TIENE UNA ETAPA OBLIGADA
-RM SE ENCUENTRAN REGULADAS (disp. de sustrato, regulación alostérica, etc)
• El metabolismo es un proceso de transformación de energía, donde el catabolismo proporciona la energía para el anabolismo.
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METABOLISMO• MOLECULAS TRANSPORTADORAS DE ENERGIA:• ALMACENAN ENERGIA EN FORMA FACIL DE INTERCAMBIAR (GRUPO
FOSFORILO O ELECTRONES)• MOLECULAS TRANSPORTADORAS DIFUNDEN RAPIDAMENTE POR LA
CELULA (LLEVAR ENERGIA DESDE DONDE SE FORMARON HASTA EL LUGAR DONDE SE NECESITA)
• PRINCIPAL MOLECULA TRANSPORTADORA DE ENERGIA ES EL ATP
• MOLECULAS TRANSPORTADORAS DE ELECTRONES:SON NUCLEOTIDOS COMO EL NADH, FADH2 Y EL NADHP, ESTAS MOLECULAS SE CONOCEN COMO COENZIMAS.LOS PRINCIPALES TRANS. DE ELECTRONES SON EL NAD+ Y NADP+
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METABOLISMO• EN UNA RUTA CATABOLICA SE PRODUCE OXIDACION DE UNA
MOLECULA,COMO GLUCOSA, QUE TRANSFIERE SUS ELECTRONES A UNA MOLECULA FINAL ACEPTORA DE ELECTRONES COMO EL OXIGENO.• PERO ESTE PASO NO ES DIRECTO YA QUE LOS ELECTRONES
CONTENIDOS EN LA GLUCOSA PASARAN DE UNA MOLECULA A OTRA, DE FORMA QUE SUS CARBONOS PERDERAN TODOS LOS ELECTRONES POSIBLES HASTA LLEGAR A CO2 ESTADO DE OXIDACION FINAL.• EN EL PROCESO ESTOS ELECTRONES SERAN CAPTADOS POR
MOLECULAS OXIDADAS, QUE SE IRAN REDUCIENDO.• MUCHAS DE LAS RECCIONES DE OXIDACION SE DARAN GRACIAS A
COENZIMAS O MOLECULAS QUE SE OXIDAN EN LAS VIAS CATABOLICAS.
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METABOLISMO
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METABOLISMO• LOS PRINCIPALES TRANSPORTADORES DE ELECTRONES SON NAD+ Y
NADP+• EL ANILLO NICOTINAMIDA DE LA MOLECULA OXIDADA PUEDE
ACEPTAR DOS ELECTRONES Y UN PROTON (equivalente a un ion hidruro H+) PASANDO A LA FORMA REDUCIDA NADH
• NAD+ AYUDA A CATALIZAR REACCIONES IMPLICDAS EN EL CATABOLISMO ACEPTANDO ELECTRONES DE LAS MOLECULAS QUE SE OXIDAN
• NADPH ACTUA EN LAS REACCIONES ANABOLICAS DONANDO ELECTRONES RICOS EN ENERGIA PARA LA SINTESIS DE NUEVAS MOLECULAS
• EN LA CELULA LA REALACION NAD+/NADH ES MUY ALTA Y POR EL CONTRARIO LA DE NADP+/NADPH ES BAJA
• OTRAS COENZIMAS QUE DESEMPEÑAN UN PAPEL IMPORTANTE EN EL METABOLISMO CELULAR SON EL FAD Y EL FMN
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FIN• MUCHAS GRACIAS, ESPERO QUE HAYAN ENTENDIDO Y ACLARADO
DUDAS• LES DESEO MUCHO EXITO
ATENTAMENTE ULISES..
“NUNCA CONSIDERES EL ESTUDIO COMO UNA OBLIGACION, SINO COMO UNA OPORTUNIDAD PARA ENTRAR EN
EL BELLO Y MARAVILLOSO MUNDO DEL SABER”