¡Descarga Metabolisme selectivitat y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity!
METABOLISME
1. Introducció
1.1. CATABOLISME – ANABOLISME
CATABOLISME ANABOLISME
Degradació Síntesi Oxidació Reducció Exergòniques – allibera energia Endergòniques – necessiten energia Convergents ( - molècules) Divergents (+ molècules) Exemples: respiració cel·lular, B- oxidació, etc. Exemples: fotosíntesis, gluconeogènesis, síntesi de proteïnes, etc. L’ATP del catabolisme s’utilitzarà per l’anabolisme.
1.2. VIA METABÒLICA
El producte de la primera reacció serà el substrat de la segona. Cada reacció està catalitzada per un enzim que regla la velocitat de la via metabòlica, de productes entremitjos (metabòlits) i del producte final. Primer metabòlit (reactiu): substrat. Últim metabòlit: producte.
1.3. ESPONTANEÏTAT – VELOCITAT
ESPONTANEÏTAT :
Determina si un procés pot passar o no, no fa cap indicació sobre si passarà o no. És necessària però no és suficient perquè un procés ocorri. No fa cap implicació sobre la velocitat del procés. VELOCITAT : Velocitat a la que es produeix una reacció química. Relació entre el canvi en la concentració dels reactius o productes amb el temps.
1.4. ENZIMS
Definició
Proteïna globular de massa molecular elevada necessària per realitzar reaccions químiques de dins la cèl·lula.
Característiques:
Són catalitzadors de les reaccions químiques Augmenten la velocitat de les reaccions. Són específics per cada substrat i reacció.
Funcionament:
S’uneix per enllaços febles amb el substrat i gràcies als aminoàcids del seu centre actiu fan que la molècula es trobi en estat de transició.
1. Substrats entren i l’enzim canvia de forma. 2. Substrats són fixats en l’enzim per forces febles. 3. Aminoàcids donen energia d’activació al substrat. 4. Substrats es converteixen en productes. 5. Productes són alliberats. 6. L’enzim queda lliure per noves molècules.
Factors que influeixen en l’activitat enzimàtica:
TEMPERATURA :
Cada enzim té una temperatura òptima. A major temperatura, més rapidesa però arriba un moment en el que l’activitat enzimàtica cau perquè els enzims es desnaturalitzen PH: Amb pH massa bàsic o massa àcid es desnaturalitzen els enzims. La majoria tenen un pH òptim neutre. QUANTITAT DE SUBSTRAT: Major substrat, major unió i augment de la velocitat. Quan tots estan units al substrat no es pot augmentar més la velocitat Saturació. QUANTITAT D’ENZIMS: Com més enzims hi hagi, més velocitat (fins que s’esgoti el substrat).
Activadors i inhibidors
Irreversibles: unió amb l’enzim permanent en el centre actiu i alteren l’estructura. Reversibles: unió temporal entre inhibidor i enzim. o Competitius: competeixen amb el substrat per unir- se al centre actiu i es necessitarà més substrat per arribar a la velocitat màxima. o No competitius: s’uneixen a l’enzim en un lloc diferent i canvien la configuració de l’enzim impedint la unió amb el substrat. Disminueix la velocitat de reacció.
Holoenzims
Enzims complexes que contenen una part no proteica. Tenen dues parts: Apoenzim: és la part proteica. Cofactor: part no proteica o Inorgànics: actuen d’activadors. Són els elements químics. o Orgànics: són els coenzims com el NAD i el FAD.
REGULACIÓ ENZIMS AL·LOSTÈRICS
Regulen les vies metabòliques: Regulació per retroinhibició o inhibició feed-back: l’inhibidor serà el producte final de la via metabòlica quan es trobi el producte en excés. Regulació per inducció enzimàtica: el primer substrat de la via metabòlica actua d’activador a l’enzim al·lostèric. De seguida que hi hagi substrat es comença a sintetitzar el producte.
1.5. FLUX DE MATÈRIA I ENERGIA
Fotosíntesi: La fotosíntesi és la porta d’entrada que manté activa la biosfera. Els organismes fotosintetitzadors ( PRODUCTORS ) fan servir aigua, diòxid de carboni i algunes sals minerals com a matèries primeres per obtenir matèria orgànica que acumula energia química en els seus enllaços. L’energia química produïda pels fotosintetitzadors passa als altres organismes per l’alimentació. Respiració cel·lular: S’obté a partir de la matèria orgànica creada per la fotosíntesi.
Flux d’energia i cicle de matèria
En un ecosistema la matèria circula en forma de cicle tancat. La matèria d’una planta passa a formar part d’un herbívor quan es menja la planta. Si l’herbívor és caçat per un carnívor, la seva matèria passa a formar part del carnívor. Quan qualsevol dels organismes es mor, els cossos són transformats en matèria inorgànica pels descomponedors. Aquesta matèria inorgànica serà aprofitada per les plantes i el cicle comença de nou.
ENERGIA LLUMINOSA: Captada per les plantes que l’utilitzen per fer la fotosíntesi. (organismes autòtrofs) Les plantes fabriquen glucosa (matèria orgànica) a partir de substàncies inorgàniques (CO2, H2O). Durant aquesta reacció l’energia lluminosa es transforma en energia química. ENERGIA QUÍMICA: S’emmagatzema als enllaços que uneixen els àtoms de matèria orgànica. Els organismes heteròtrofs fan la respiració. Els organismes cremen la matèria orgànica per obtenir l’energia química. Aquesta és gastada tant en animals com en plantes per fabricar parts del cos, relacionar-se amb l’entorn, mantenir- se viu, mantenir la temperatura, reproduir-se, etc. Una part d’aquesta és transformada en calor que es transforma en energia calorífica.
ENERGIA CALORÍFICA: No pot ser aprofitada per cap organisme viu. És considerada pèrdua d’energia i passa cada vegada que hi ha una transferència d’energia d’un nivell a un altra. REGLA DEL 10%: Només un 10% de l’energia d’un nivell tròfic passa al nivell superior, l’altra part és energia calorífica. La quantitat total de matèria i energia que hi ha en un determinat nivell tròfic és molt menor que la del nivell tròfic següent.
PIRÀMIDE TRÒFICA:
Com a conseqüència d’aquesta pèrdua progressiva les cadenes alimentàries es representen com na piràmide en la qual els superiors (més petits) es nodreixen dels inferiors (més grans).
2.1. CATABOLISME – RESPIRACIÓ AERÒBICA
Receptor final: oxigen Substrat: o Lípids o Proteïnes o Glúcids o Àcids nucleics 2.1.1. CATABOLISME DE GLÚCIDS GLICOLISIS Via catabòlica d’oxidació de la glucosa. Exergònica Anaeròbica (no requereix oxigen). Realitzada al citosol A partir d’una molècula de glucosa s’obtenen dues molècules de piruvat. S’obtenen 2 molècules d’ATP. S’obtenen 2 molècules de NADH+ +H+
Primera fase – activació
Es consumeixen 2 ATP. S’acaba quan la fructosa 1,6-difosfat es divideix e dues molècules de 3 carbonis que seran dos gliceracildehids 3- fosfat.
Segona fase
Es produeix energia i coenzims reduïts. El gliceraldehid s’oxida i forma NADH reduït. Es formen 2 ATP per fosforilització de substrat.
Final
Obtenim 2 piruvats. L’àcid pirúvic podrà seguir dues vies: o Fermentació o Respiració aeròbica
BALANÇ ENERGÈTIC
C6H12O6 = 2 a. pirúvics + 2 H20 + 2 NADH+H + 2AT
OXIDACIÓ PIRUVAT Catabolisme Es produeix a la matriu mitocondrial L’àcid pirúvic entra al mitocondri per una proteïna de transport. Descarboxilació: s’allibera un CO2. Deshidrogenització: el piruvat passa a piruvat deshidrogenasa perquè perd un H. NAD NADH El piruvat s’oxida. Entra el coenzim A, unit a un sofre i aquest activa la molècula perquè entri al cicle de Krebs. CICLE DE KREBS Es produeix a la matriu mitocondrial Aeròbic Via comuna per l’oxidació d’àcids grassos i aminoàcids. Oxida l’Acetil CoA per obtenir coenzims reduïts que aniran a la cadena transportadora d’electrons.
Condensació
S’uneix l’Acetil CoA amb l’Oxalacètic/Oxalacetat (4C). Així hi ha 6 carbonis i es forma l’àcid cítric.
Oxidació
L’àcid cítric passa a Isocitrat per un canvi de funció. S’alliberen dos CO2 i es produeixen dos processos de NADH
Generació
Hi segueix havent oxidació perquè segueixen reduint-se AD. Es forma un FADH2 i un NADH.
BALANÇ ENERGÈTIC
Genera 1 ATP per produir 3 NADH i un FADH A. pirúvic = 3 CO2 + FAH2 + 1 GTP + 3 NADH+H Una glucosa necessita oxidar 2 piruvats, per tant, haurà de fer dos vegades la volta al CK, per tant: 2 A. pirúvics = 6 CO2 + 2 FAH2 + 2 ATP + 6 NADH+H
2.1.2. CATABOLISME DE LÍPIDS Els triacilglicèrids s’hidrolitzen i formen àcids grassos i glicerina. Els àcids grassos han d’entrar als mitocondris per oxidar-se, s’activen unint-se a l’Acetil CoA i a la carnitina que els transportarà. Dins el mitocondri es degraden fins a obtenir CO2 al Cicle de Krebs. β – OXIDACIÓ Aeròbic La realitzen els àcids grassos. Obtenen Acetil CoA, FADH i NADH. Utilitzen 1 ATP al citosol, que equival a la utilització de 2ATP. S’uneix al coenzim A i queda un àcid gras: Acilcoenzim A. L’Acetil CoA s’incorporarà al Cicle de Krebs i després a la cadena respiratòria.
BALANÇ ENERGÈTIC
Ex. l’àcid palmític: 7 voltes B-oxidació 8 Acetil CoA - CK (16c) 7 NADH+H+ i 7 FADH 2 - CR
LIPOPROTEÏNES Complexes macromoleculars compostos per proteïnes i lípids que transporten les grasses per l’organisme. Es troben a la membrana cel·lular i en els mitocondris. Com que els lípids són hidròfils, han de viatjar amb lipoproteïnes i entren a la cèl·lula per endocitosi mitjançant un receptor. Quan s’absorbeixen àcids grassos, s’uneixen a proteïnes i formen els quilomicrons que es transformen en altres proteïnes com:
LDL
Transporta triacilglicèrids i colesterol a les cèl·lules. Entra a través d’un receptor que s’invagina la membrana. Quan es troba en excés, s’acumula a la sang degut a la resistència dels receptors.
HDL
Transporta triacilglicèrids i èsters de colesterol al fetge pel seu reciclatge. Evita ateroma (- dens + continguts lípids)
