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Metabolismo generalidades, Apuntes de Bioquímica

resumen de generalidades de metabolismo

Tipo: Apuntes

2019/2020

Subido el 01/12/2020

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Metabolismo
El conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en el seno de los tejidos constituye el
llamado metabolismo o metabolismo intermedio. Las reacciones del proceso de digestión previo
a la absorción de sustancias en el tracto gastrointestinal son consideradas atapas premetabolicas.
Los procesos degradativos corresponden al llamado catabolismo y los procesos de biosíntesis al
anabolismo
Objetivos
Obtención de energía útil (ATP) para la célula, a partir de la luz, de las sustancias
inorgánicas (quimiosíntesis)o moléculas orgánicas.
Convertir nutrientes exógenos en precursores de macromoléculas.
Construcción de macromoléculas propias a partir de dichos precursores.
Formación y degradación de las macromoléculas de biomoléculas, como hormonas,
neurotransmisores, proteínas y lípidos de membrana, etc.
Introducción al Metabolismo
Las células intercambian continuamente materia y energía con el entorno, introducen materia y la
transforman con el objetivo de construir, renovar sus estructuras y conseguir la energía necesaria
para
sus funciones.
Estas transformaciones que tienen lugar en la célula ocurren por medio de un conjunto de
reacciones
químicas, catalizadas por enzimas, se denominan metabolismo.
Tipos de metabolismo
Autótrofo fotosintético
La fuente de carbono procede del anhídrido carbónico (CO2) y la energía de la luz solar.
Autótrofo quimio lito trófico
La fuente de carbono también procede del CO2 pero la energía procede de reacciones químicas
exotérmicas inorgánicas
Metabolismo heterótrofo
La fuente de carbono procede de moléculas orgánicas y la energía procede de la oxidación de
estas moléculas orgánicas absorbidas a través de la membrana plasmática
Características del Metabolismo
Es muy frecuente que el producto de una reacción metabólica sea el sustrato de otra u otras, de tal
manera que muchas reacciones se encadenan y forman una secuencia ordenada, que se denomina vía
o ruta metabólica, como por ejemplo la glucólisis, b-oxidación, ciclo de la ornitina, etc.
Sustrato A ----> sustrato B ---->sustrato C
E1 E2
Cada vía metabólica tiene una finalidad, por ejemplo, la glucólisis es la ruta de degradación de la glucosa
para obtener energía, Cada una de las sustancias o moléculas que intervienen en las reacciones
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Metabolismo

El conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en el seno de los tejidos constituye el llamado metabolismo o metabolismo intermedio. Las reacciones del proceso de digestión previo a la absorción de sustancias en el tracto gastrointestinal son consideradas atapas premetabolicas. Los procesos degradativos corresponden al llamado catabolismo y los procesos de biosíntesis al anabolismo Objetivos  Obtención de energía útil (ATP) para la célula, a partir de la luz, de las sustancias inorgánicas (quimiosíntesis)o moléculas orgánicas.  Convertir nutrientes exógenos en precursores de macromoléculas.  Construcción de macromoléculas propias a partir de dichos precursores.  Formación y degradación de las macromoléculas de biomoléculas, como hormonas, neurotransmisores, proteínas y lípidos de membrana, etc. Introducción al Metabolismo Las células intercambian continuamente materia y energía con el entorno, introducen materia y la transforman con el objetivo de construir, renovar sus estructuras y conseguir la energía necesaria para sus funciones. Estas transformaciones que tienen lugar en la célula ocurren por medio de un conjunto de reacciones químicas, catalizadas por enzimas, se denominan metabolismo. Tipos de metabolismo Autótrofo fotosintético La fuente de carbono procede del anhídrido carbónico (CO2) y la energía de la luz solar. Autótrofo quimio lito trófico La fuente de carbono también procede del CO2 pero la energía procede de reacciones químicas exotérmicas inorgánicas Metabolismo heterótrofo La fuente de carbono procede de moléculas orgánicas y la energía procede de la oxidación de estas moléculas orgánicas absorbidas a través de la membrana plasmática Características del Metabolismo Es muy frecuente que el producto de una reacción metabólica sea el sustrato de otra u otras, de tal manera que muchas reacciones se encadenan y forman una secuencia ordenada, que se denomina vía o ruta metabólica, como por ejemplo la glucólisis, b-oxidación, ciclo de la ornitina, etc. Sustrato A ----> sustrato B ---->sustrato C E1 E Cada vía metabólica tiene una finalidad, por ejemplo, la glucólisis es la ruta de degradación de la glucosa para obtener energía, Cada una de las sustancias o moléculas que intervienen en las reacciones

metabólicas se denomina metabolitos, como el ácido pirúvico, glucosa-6-fosfato, Gliceraldehido, etc. En el metabolismo tienen lugar muchas reacciones (vías o rutas), que tienen lugar de forma simultánea, y para evitar interferencias entre ellas cada una ocurre en un compartimiento celular ,es decir, las rutas están compartimentalizadas, y con ello la actividad enzimática es más eficaz. Citoplasma: Glucólisis, gluconeogénesis, glucógeno génesis, síntesis de triglicéridos y de proteínas (traducción). Mitocondria: Ciclo de krebs, b-oxidación, fosforilación oxidativa. Retículo endoplasmático: síntesis de lípidos y de proteínas. Núcleo: Duplicación y trascripción. El metabolismo está regulado por enzimas, que son específicas de cada metabolito o sustrato y actúan sobre cada reacción o etapa de cada ruta metabólica Vías Metabólicas Generalmente las transformaciones metabólicas, tanto de degradación como de síntesis, se realizan a través de series de reacciones catalizadas por enzimas, ordenadas en una secuencia definida. Cada una de esas series de reacciones, convierte un compuesto precursor o inicial en un producto final. Las vías metabólicas se distinguen en catabólicas y anabólicas. Vías catabólicas: la molécula del sustrato inicial es reducida a compuestos mas simples. Comprende reacciones oxidativas y su resultante es exergónica. Vías anabólicas : Forman nuevos enlaces químicos y productos finales mas complejos q los iniciales. Comprende reacciones endergónicas, y tienen carácter reductivo Anabolismo y Catabolismo La actividad vital se manifiesta a través del metabolismo, las reacciones pueden ser de dos tipos:  Reacciones anabólicas  Reacciones catabólicas Rutas AnabólicasGlúcidos: Gluconeogénesis y glucógeno génesis.  Lípidos: Síntesis de ácidos grasos, glicerina y triglicéridos.  proteínas: Traducción.  Ácidos nucleicos: Replicación y trascripción Rutas Catabólicas Anaeróbica: En el citoplasma glucólisis, rotura de triglicéridos, desaminación y transaminación. En la mitocondria transporte electrónica y β oxidación. Aeróbica: En la mitocondria Fosforilación oxidativa. Rutas diferenciadas para la biosíntesis y la degradación

Resumen del rendimiento energético máximo obtenido por la oxidación

completa de la glucosa.

Producción de moléculas en: Proceso Citosol Matriz mitocondrial Transporte electrónico Glucolisis 2 ATP 2 NADH 6 ATP

2 ATP

6 ATP

Respiración Acido Piruvico a acetil CoA 2 x 1(1 NADH) 2 X (3 ATP) 6 ATP Ciclo de krebs

2 X (1 ATP)

2 X (3 NADH)

2 X (1 FADH2)

2 X (9 ATP)

2 X (2 ATP)

2 ATP

18 ATP

4 ATP

Total: 38 ATP

Estructura del ATP

PAPEL DEL ATP

 Es un nucleótido que, aparte de su papel estructural como componente de los

ácidos nucleicos, desempeña un papel crucial en el metabolismo, ya que es

la manera más eficaz de almacenar y transportar energía.

 Por ello se le denomina moneda energética de la célula , aunque también se

utilizan otros nucleótidos como el GTP, UTP, CTP. Este papel lo hace así:

 Hidrolizando el primer fosfato (rompiendo el primer enlace éster-fosfórico),

el ATP se desfosforila o se hidroliza.

 La energía liberada en esta hidrólisis es utilizada en las reacciones

anteriores. Se dice que ambos procesos están acoplados.

 Si lo necesita, de la misma manera el ADP también puede hidrolizar el

segundo fosfato, y convertirse en AMP, liberando la misma cantidad de

energía.

 Al hidrolizarse cada fosfato del ATP libera mucha energía, unas 12

Kcal./mol en las condiciones celulares, y en condiciones experimentales,

unas 7,3 Kcal./mol.

 Otra función del ATP es la activación de un metabolito para que pueda

reaccionar en una vía metabólica.

 Se hace con la fosforilación del metabolito, consiste en la adición de un

grupo fosfato., como ocurre en el paso de la glucosa a glucosa-6.fosfato para

iniciar la glucólisis.

 Suministra energía para reacciones no espontáneas (biosíntesis, como la

traducción, replicación)

 Funciones celulares como la contracción muscular, movimiento de cilios o

el

transporte activo.

PAPEL DEL NADH Y NADPH

 Muchas reacciones del metabolismo son procesos redox u

oxidorreducción, es decir, una molécula se oxida y otra se reduce.

 Como un átomo de hidrógeno está formado por un electrón, perder un

electrón equivale a perder un átomo de hidrógeno, y reducirse a

ganarlo.

 NADPH principal fuente de electrones para la biosíntesis reductora, es

el cofactor de las mayoría de las reductasas

 NAD es el cofactor de la mayoría de las deshidrogenasas que oxidan