METABOLISMO
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Prof. Dra. Claudia Paguguy M.
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v Suma de todas las transformaciones qumicas, que ocurren en una clula u organismo.
Rutas Metablicas
Metabolismo
Principios de Bioenergtica
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Tipos de Rutas Metablicas
Catabolismo convergente
Anabolismo divergente
Ruta cclica
Principios de Bioenergtica
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v Leyes de la termodinmica;
v Papel del ATP, en los intercambios de energa;
v Importancia de las reacciones de oxidacin-reduccin en las
clulas vivas.
Principios de Bioenergtica
Principios de Bioenergtica
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Respiracin celular
Captacin de O2 por parte de un organismo mul:celular, con liberacin de CO2.
Respiracin celular
v Posee tres fases principales.
Metabolismo Aerbico
Metabolismo
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Las molculas de combusGble orgnico se oxidan para dar lugar a aceGl coenzima-A
Los grupos aceGlo se incorporan al ciclo del cido ctrico, donde son oxidados hasta CO2.
Los coenzimas reducidos son oxidados, liberando H+ y . Fosforilacin oxidaGva.
Etapa 1 Produccin de ace:l Coenzima-A
Etapa 2 Oxidacin del ace:l Coenzima-A
Etapa 3 Transferencia electrnica y fosforilacin oxida:va
Metabolismo
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Destinos de la Glucosa
Carbohidratos
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Gluclisis
Reaccin Neta:
Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ ---> 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O
v La glucosa (6C) y otros monosacridos son degradados hasta piruvato (3C). v Parte de la energa libre liberada se conserva en forma de ATP. v Tiene lugar en el citoplasma. v No interviene el oxgeno molecular.
Carbohidratos
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v Es la ruta central para el catabolismo de la glucosa. Es la ruta con el mayor ujo de carbono.
Tejidos de mamferos y algunas clulas (eritrocitos, mdula renal, cerebros, por ejeemplo)
nica fuente de e n e r g a metablica.
T e j i d o s v e g e t a l e s , c omo tubrculos de papas y algunas plantas acuGcas.
Mayor parte de la energa.
Carbohidratos
Gluclisis
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Fase Preparatoria
Carbohidratos
Gluclisis
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Carbohidratos
Gluclisis. Fase Preparatoria
1. Fosforilacin de la glucosa
2. Conversin de la glucosa 6-fosfato en fructosa 6-fosfato
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Carbohidratos
3. Fosforilacin de la fructosa 6-fosfato a fructosa 1,6-bifosfato
4. Ruptura de la fructosa 1,6-bifosfato
Gluclisis. Fase Preparatoria
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Carbohidratos
4. Ruptura de la fructosa 1,6-bifosfato
5. Interconversin de las triosas fosfato
Gluclisis. Fase Preparatoria
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Fase de benecios
Liberacin de energa
Carbohidratos
Gluclisis
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Carbohidratos
Gluclisis. Fase de Beneficios
6. Oxidacin del gliceraldehdo
7. Transferencia de fosforilo al ADP
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Carbohidratos
Gluclisis. Fase de Beneficios
8. Conversin del 3-fosfoglicerato en 2-fosfoglicerato
9. Deshidratacin del 2-fosfoglicerato a fosfoenolpiruvato.
10. Transferencia del grupo fosforilo desde el fosfoenolpiruvato al ADP
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v El rendimiento neto es de dos molculas de ATP por molcula de glucosa (se invirGeron dos molculas en la fase preparatoria).
v El des:no del piruvato depende de cada clula.
Los Gpos de transformaciones importantes son: - La degradacin del esqueleto carbonado de la glucosa que da piruvato;
- La fosforilacin del ADP a ATP por compuestos fosfato de alta energa, y
- La transferencia de tomos de un ion hidruro con sus electrones al NAD+, formando NADH.
Carbohidratos
Gluclisis
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Rutas alimentadoras de la gluclisis
Carbohidratos
Gluclisis
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v El ujo de glucosa est regulado con el objeGvo de mantener niveles constantes de ATP.
v La velocidad glucolGca se logra mediante regulacin alostrica de dos enzimas glucolGcos: - fosfofructoquinasa-1 - piruvato quinasa
Regulacin de la gluclisis
Carbohidratos
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v Sntesis de glucosa a parGr de precursores ms sencillos, tales como piruvato o lactato.
v En los mamferos Genen lugar en el hgado, y su misin es proporcionar glucosa para exportarla a otros tejidos.
v NO es la ruta inversa a la gluclisis.
Gluconeognesis. Sntesis de la glucosa
Carbohidratos
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Carbohidratos
Gluconeognesis. Sntesis de la glucosa
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Fermentacin alcohlica
Fermentacin lc:ca
Respiracin celular
Destinos del piruvato
Carbohidratos
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Ciclo de Cori
Carbohidratos
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Las molculas de combusGble orgnico se oxidan para dar lugar a aceGl coenzima-A
Los grupos aceGlo se incorporan al ciclo del cido ctrico, donde son oxidados hasta CO2.
Los coenzimas reducidos son oxidados, liberando H+ y . Fosforilacin oxidaGva.
Etapa 1 Produccin de ace:l Coenzima-A
Etapa 2 Oxidacin del ace:l Coenzima-A
Etapa 3 Transferencia electrnica y fosforilacin oxida:va
Metabolismo
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Metabolismo
Oxidacin de los cidos grasos
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Metabolismo
Oxidacin de los cidos grasos
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Metabolismo
Oxidacin de los cidos grasos. cidos grasos saturados
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Palimitil-CoA + CoA + FAD + NAD+ + H2O Miristil-CoA + acetil-CoA + FADH2 + NADH + H+
Ecuacin correspondiente a un ciclo:
Palimitil-CoA + 7 CoA + 7 FAD + 7 NAD+ + 7 H2O 8 acetil-CoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+
Ecuacin global:
Metabolismo
Oxidacin de los cidos grasos. cidos grasos saturados
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Palimitil-CoA + 7 CoA + 7 O2 + 28 Pi + 28 ADP 8 acetil-CoA + 28 ATP + 7 H2O
Ecuacin global incluyendo la transferencia electrnica y fosforilacin oxidativa:
Metabolismo
Oxidacin de los cidos grasos. cidos grasos saturados
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Enzima auxiliar
Otro enzima: una reductasa, se utiliza para cidos
poliinsaturados.
Metabolismo
Oxidacin de los cidos grasos. cidos grasos insaturados
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Metabolismo
Oxidacin de los cidos grasos. Regulacin
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Oxidacin del piruvato
Reaccin global catalizada por el complejo de la piruvato deshidrogenasa.
Metabolismo Aerbico
Metabolismo
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Metabolismo
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Ciclo de cido ctrico
El ciclo del cido ctrico: posee 8 pasos
1. Formacin de citrato
Citrato sintasa
Metabolismo
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2. Formacin de isocitrato va cis-aconitato
aconitasa aconitasa
Ciclo de cido ctrico
Metabolismo
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3. Oxidacin del isocitrato a -cetoglutarato y CO2
Isocitrato deshidrogenasa
1
2 3
Ciclo de cido ctrico
Metabolismo
4. Oxidacin de -cetoglutarato a succinil-CoA y CO2
Complejo de la -cetoglutarato deshidrogenasa
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5. Conversin del succinil-CoA en succinato
Succinil-Co-A sintetasa
Ciclo de cido ctrico
Metabolismo
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6. Oxidacin del succinato a fumarato
Succinato deshidrogenasa
Ciclo de cido ctrico
Metabolismo
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7. Hidratacin del fumarato a malato
Fumarasa
Fumarasa
Altamente especca
Ciclo de cido ctrico
Metabolismo
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8. Oxidacin del malato a oxalacetato
Malato deshidrogenasa
Ciclo de cido ctrico
Metabolismo
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Productos finales del ciclo de cido ctrico
Metabolismo
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Reacciones de transferencia de electrones en la mitocondria.
Fosforilacin Oxidativa
Metabolismo
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v Las deshidrogenasas ligadas a nucleGdos de nicoGnamida catalizan reacciones reversibles de los siguientes Gpos :
v La mayora de deshidrogenasas son especcas para el NAD+, como aceptor electrnico. Algunas estn en el citosol y otras en la mitocondria.
Fosforilacin Oxidativa
Metabolismo
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Fosforilacin Oxidativa
v Adems del NAD y de las
flavoprotenas, hay otros 3 tipos de
g r u p o s t r a n s p o r t a d o r e s d e
electrones que funcionan en la
cadena respiratoria:
- Una qu inona h id ro fb ica
(ubiquinona)
- dos tipos diferentes de protenas
con hierro (citocromos y protenas
ferro-sulfuradas).
Metabolismo
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Modelo QuimiosmGco
Sntesis de ATP
Metabolismo
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Complejo I: NADH deshidrogenasa
Sntesis de ATP. Modelo Quimiosmtico
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Complejo II: Succinato deshidrogenasa
Sntesis de ATP. Modelo Quimiosmtico
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Complejo III: Complejo del citocromo
Sntesis de ATP. Modelo Quimiosmtico
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El ciclo Q: ruta de los electrones a travs del complejo III
Sntesis de ATP. Modelo Quimiosmtico
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Complejo IV: Citocromo c oxidasa
Sntesis de ATP. Modelo Quimiosmtico