Br. Angel E. Hernandez C.
Tomado de los apuntes de Bioquímica del Dr. Barranco
Metabolismo &
Respiración Celular
▪Conjunto de reacciones enzimáticas que son desencadenadas entre sí, mediante las cuales la célula intercambia materia y energía con su ambiente y da como resultado la vida celular.
▪ Según la forma de síntesis (producción) u obtención de energía, los organismos se clasifican en:
▪Autótrofos
▪Heterótrofos
Metabolismo
▪ Según la fuente para la optención de dicha energía se clasifica en:
Fotótrofos Quimiótrofos Quimioheterótrofos
Metabolismo
▪ El metabolismo tiene dos procesos conjugados
▪Catabolismo: Degradación de moléculas complejas hasta moléculas mas sencillas, con la liberación de energía.
▪Anabolismo: Síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas mas sencillas, con consumo de energía.
▪Anfibolismo: Proceso metabólico que es tanto anabólico como catabólico.
Fases del Metabolismo
Fases del metabolismo
Catabolismo Anabolismo
¿Qué ocurre? Degradación Biosíntesis
Tipo de
procesoConvergente Divergente
Tipo de
reacciónExergónica Endergónica
Naturaleza Oxidante Reductora
ResultadoProducción de
equivalentes reductores
Consumo de
equivalentes reductores
Fases del metabolismo
▪ Son procesos dependientes entre sí.
▪ El acoplamiento entre los proceso interviene gracias al ATP.
▪ Existe un estado estacionario dinámico, siempre habrán proceso anabólicos y catabólicos.
Fases del metabolismo
▪ La homeostasis interna significa mantener dentro de niveles fisiológicos: pH, temperatura, presión, volumen sanguíneo, glicemia, electrolitos séricos, urea sérica, etc.
Estado Estacionario Dinámico
Anabolismo > Catabolismo Anabolismo = Catabolismo Anabolismo < Catabolismo
▪ Trifosfato de Adenosina
▪ Posee dos enlaces éter/fosfodiester anhídrido macroérgicos.
▪ El considerada la moneda energética universal.
▪ Es una molécula de alta energía
▪ Las enzimas del metabolismo tienen afinidad por el ATP.
▪ Existen concentraciones constantes.
El ATP
▪NO SE ALMACENA
▪Otros nucleótidos con contenido energético similar al ATP
▪ UTP, CTP y GTP
▪Otros compuestos tienen mas energía que el ATP
▪ Fofocreatina, acetil-CoA, succinil-CoA, fosfoenol piruvato
▪ Pueden ser utilizados en determinadas situaciones.
El ATP
▪ Libera su energía al hidrolizarse gracias a una ATPasa.
▪ En la célula el ATP se síntesis en las crestas mitocondriales.
EL ATP
Las Enzimas
▪ El destino de los metabolitos de la dieta depende de las necesidades metabólicas de la célula, esto se conoce como la lógica metabólica de la célula.
▪ Si necesita energía oxidará los nutrimentos para producir ATP.
▪ Si la célula no necesita energía, transformará glucosa en glucógeno (glucogénesis), los ácidos grados a triglicéridos y aminoácidos a proteína.
▪ Si tiene aun mas energía se activa la transformación se convierte la glucosa en triglicéridos y los aminoácidos en glucosa (gluconeogénesis).
Destino metabólico de los metabolitos de
la dieta
▪ Fosforilación a nivel del sustrato
▪ Fosforilación oxidativa
▪α, β, ω-oxidación
Procesos oxidativos
Metabolismo intermediario
Lípidos Carbohidratos Proteínas
GlucosaÁcidos
Grasos
Aminoácidos
Piruvato
Acetil CoA
Ciclo de Krebs
Colesterol
Cuerpos Cetónicos
Porfirinas
Metabolismo intermediario
Oxalacetato Citrato Isocitrato
α-cetoglutarato
Succinil~CoASuccinatoFumarato
Malato
NAD
NAD
NAD NADH + H+
NADH + H+
NADH + H+
GDPGTPFADFADH2
▪ 2 NADH + H+
▪ 1 FADH2
▪ 1 GTP -> ATP
▪ 2 CO2
¿Qué se optiene al final?
Cadena respiratoria mitocondrial
Cadena Respiratoria Mitocondrial
NADH: 4 H+ (Complejo I) + 4 H+ (Complejo III) + 2 H+ (Complejo IV) = 10H+/4H+ = 2.5 ATP
FADH2: 4 H+ (Complejo III) + 2 H+ (Complejo IV) = 06H+/4H+ = 1.5 ATP
▪ 2 NADH + H+ x 2.5 ATP = 5 ATP
▪ 1 FADH2 x 1.5 ATP = 3 ATP
▪H2O
¿Qué se optiene al final?
▪ ¿Cuántos ATP se generan en el ciclo de Krebs?
▪ 0 ATP
▪ ¿Una molécula de glucosa, cuantos ATP general al final?
▪ Glucosa → Glucolisis → 2 Piruvatos + 2 ATP
▪ Piruvato → Ciclo de Krebs -> 2 NADH, 1 FADH, 1 GTP
▪ GTP → Fosforilación a Nivel del Sustrato → 1 ATP x 2 = 2 ATP
▪ NADH → Cadena Respiratoria Mitocondrial → 5 ATP x 2 = 10 ATP x 2 = 20 ATP
▪ FADH2 → Cadena Respiratoria Mitocondrial → 3 ATP x 2 = 06 ATP x 2 = 12 ATP
Total: 2 ATP (glucolisis) + 2 ATP (GTP) + 20 ATP (NADH) + 12 ATP (FADH2) = 36 ATP
Consideraciones especiales
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