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ELENA FERRER
CATABOLISMO
1.EL CATABOLISMO
Son reacciones químicas degradativas que rompen las moléculas grandes y complejas en otras más sencillas. Se trata de reacciones oxidativas permite obtener E+ acumulable en ATP. ● Conseguir E+ xa formar ATP ● Obtener poder reductor (NADH y FADH) xa su uso en procesos anabólicos. ● Producir precursores metabólicos xa la biosíntesis de compuestos. Son reacciones de oxidación-reducción: una biomolécula org pierde e- y H (donante=oxidada) que son captados x otra molécula aceptora=reducida. Se libera Eª.
RESPIRACIÓN FERMENTACIÓN
Oxidación completa de la molécula org. Oxidación incompleta de la molécula org. El aceptor final de e- es una molécula inorg. (O 2 ) El aceptor final de e- es una molécula org. En las mitocondrias. En el citoplasma. Mayor rendimiento energético: 1 glucosa = 36 ATP. Menor rendimiento energético: 1 glucosa = 2 ATP. La Eª liberada en la oxidorreducción se emplea xa sintetizar ATP. Se consigue por:
● Fosforilación oxidativa: Los e- liberados en las oxidaciones van a un sistema transportador y se genera Eª que la enzima ATP sintetasa utiliza xa unir un grupo fosfato al ADP. ● Fosforilación a nivel de sustrato: es simple. Una molécula que posee un grupo fosfato de gran Eª lo cede al ADP. 2.EL CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS La molécula glucídica más utilizada en estos procesos es la glucosa. Su catabolismo comienza en un proceso llamado glucólisis, en el cual se forman dos moléculas de piruvato(3C) que seguirán dos caminos:
1. Proceso de degradación completa del piruvato hasta formar CO 2 =
Respiración celular.
- Degradación parcial a través de un mecanismo que origina productos org = Fermentación. 3.GLUCÓLISIS ● Tiene lugar en el citoplasma. ● Produce ATP x fosforilación a nivel de sustrato. ● Eficacia energética baja (2 ATP x molécula de glucosa). ● Genera poder reductor (NADH). ● Durante el catabolismo, las reacciones de oxidación arrancan e- y p+ de los sustratos, que van a parar a ciertas coenzimas que se reducen con ellos. Estos coenzimas reducidos poseen ahora poder reductor, ya que acabará cediendo sus e- y p+ procesos imprescindibles xa generar Eª o xa las reacciones anabólicas.
4.LA RESPIRACIÓN AEROBIA El piruvato formado en la glucólisis continúa su degradación hasta su oxidación total que da como resultado CO 2. Se dan reacciones encadenadas. Los e- de la glucosa se transfieren a ciertas coenzimas (FAD+, NAD+), que posteriormente ceden los e- a unos transportadores electrónicos. Destino final: O 2 La respiración la realizan organismos eucariotas y gran parte de organismos procariotas. FASES: 1) FORMACIÓN DEL ACETIL-CoA Xa que el piruvato continúe su oxidación incorporándose al ciclo de lso ácidos tricarboxílicos o Ciclo de Krebs, debe sufrir una descarboxilación oxidativa y convertirse en acetil-CoA. El piruvato es conducido dede el citoplasma hasta el interior de las mitocondrias(matriz mitocondrial). Una vez allí→ descarboxilación oxidativa, una reacción catalizada x un complejo enzimático: piruvato-deshidrogenasa. 2)CICLO DE KREBS O DE LOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS
● Es un conjunto cíclico de reacciones que producen la oxidación
completa del acetil-CoA hasta CO 2 .(tenía 2C, se liberan 2 CO 2 ). ● Se lleva a cabo en la matriz mitocondrial.
● Los e- cedidos en la oxidación son captados x las coenzimas NAD+,
FAD+ liberándose NADH y FADH 2.
● El acetil-CoA (2C) se une a una molécula de 4C (oxalacetato) y se obtiene citrato(6C). A partir del citrato se encadenan varias reacciones y el oxalacetato se regenera al completarse el ciclo. Se obtiene:
● Poder reductor: 3 NADH y 1 FADH 2 que permiten posteriormente la
formación de ATP durante la fosforilación oxidativa. ● Precursores metabólicos.
● Eª en forma de GTP x fosforilación a nivel de sustrato. (convertible
en ATP).
● Se desprende 2 CO2, que corresponden a los carbonos de una
molécula de Acetil-CoA completamente oxidados. Algunas moléculas de ciclo de Krebs sirven como punto de partida xa las rutas biosintéticas. Es una vía anfibólica (que resulta ser clave xa procesos catabólicos y anabólicos). 3) FOSFORILACIÓN OXIDATIVA ● Es el mecanismo de síntesis de ATP en la respiración.
-Xa que este proceso se produzca espontáneamente, las moléculas transportadoras deben estar situadas según un gradiente de potenciales de oxidorreducción, de forma que al pasar de una molécula a la siguiente, los e- desciendan a niveles energéticos inferiores.
FORMACIÓN DEL GRADIENTE QUIMIOSMÓTICO
● La Eª que los e- van perdiendo al pasar x las moléculas transportadoras, se emplea en bombear protones (H+). Estos se acumulan en el espacio intermembranosa. ● La acumulación de p+ → potencial eléctrico de membrana. Carga positiva en una cara y negativa en la otra. ● Entre las dos caras de la M mitocondrial in → diferencia de concentración de p+ y una separación de cargas eléctricas (el protón tiene carga +).
-El gradiente electroquímico de p+ es un almacenamiento temporal de Eª→ fuerza protón-motriz.
SÍNTESIS DE ATP
● La fuerza protón-motriz es el motor energético de la fosforilación del ADP. ● En la M mitocondrial in están las enzimas ATPasas, proteínas que atraviesan la membrana. A través del canal que poseen, los p+ pueden volver a entrar en la matriz. El paso de lo p+ permite que las ATP-sintetasas sinteticen ATP. ● El paso de p+ disipa el gradiente electroquímico , y la Eª acumulada en él, se acopla a la fosforilación de ADP xa dar ATP. 4.RENDIMIENTO ENERGÉTICO DE LAS RESPIRACIÓN AEROBIA
● Las fermentaciones de los glúcidos empiezan con la glucólisis. En este proceso se genera poder reductor (NADH) y ATP x fosforilación a nivel de sustrato. Se consume el NADH obtenido, que se oxida a NAD+, y se reduce el piruvato. ETAPAS:
- Etapa de oxidación: de la glucosa hasta el piruvato. Se consume NAD+ y se producen NADH y ATP.
- Etapa de reducción del piruvato xa dar los productos finales. Se genera el NAD+. La mayoría de fermentaciones son realizadas x bacterias: anaerobias estrictas(viven en ausencia de O 2 ), anaerobias facultativas (se desarrollan en ausencia/presencia de O 2 ).
● FERMENTACIÓN LÁCTICA
El propio piruvato es la molécula aceptora de los e- y p+ contenidos en el NADH. El piruvato queda reducido→ lactato y el NAD+ se regenera. La reacción está catalizada x la enzima lactato deshidrogenasa.
Rendimiento: 2 ATP formados en la glucólisis. La realizan bacterias anaerobias aerotolerantes (pueden vivir con O 2 , pero no lo utilizan xa su metabolismo). El queso, el yogur y la leche se obtienen de esta fermentación. Se da en células musculares cuando NO reciben O 2 suficiente.
● FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
Se produce la rotura del esqueleto carbonatado del piruvato y se origina CO 2 y acetaldehído. Esta molécula se reduce con el NADH gracias a la enzima alcohol deshidrogenasa y como producto final→ etanol. Rendimiento: 2 ATP formados en la glucólisis. La realizan principalmente las levaduras. Elaboración de bebidas alcohólicas (vino, cerveza) y fabricación del pan.
