OBTENCIÓN DE ENERGIA Y METABOLISMO EN LOS SERES VIVOS Blga. Noemí Zuta Arriola.
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OBTENCIÓN DE ENERGIA Y METABOLISMO EN LOS
SERES VIVOS
Blga. Noemí Zuta Arriola
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REACCIONES REDOXREACCIONES REDOX
Las reacciones químicas implican
transferencia de electrones desde un Dador hasta un Aceptor
La molécula que CEDE O PIERDE Se Oxida
La molécula que gana o recibe Se reduce
REACCIÓN
REDOX
Generalmente en las células, LAS MOLECULAS SE OXIDAN POR SUSTRACCIÓN DE ATOMOS DE HIDROGENO CON SU RESPECTIVO ELECTRÓN
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AGENTES DE TRANSFERENCIA DE ELECTRONES
Forma Oxidada:NAD+NADP+FAD+
Forma reducida
NADH+H+
NADPH+H+
FADH2
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ADENOSIN TRIFOSFATO (ATP)
• Es la “UNIDAD MONETARIA DE ENERGIA DE LA CELULA”. Es decir es la fuente inmediata de Energía.
• Es un NUCLEOTIDO; consta de: Adenina: (base nitrógenada) Ribosa (Azucar de 5 carbonos 3 grupos Fosfatos
ATP + H2O ADP + P
∆ G = -7.6 Kcal/mol.
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Adenosin Trifosfato (ATP)
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GLUCOLISIS
ó ruta de Embden-Meyerhof
• Catabolismo o degradación de moléculas orgánicas para la Obtención de Energía
• No hay intervención del Oxigeno, se lleva a cabo en el CITOPLASMA
GLUCOSA PIRUVATO(HEXOSA) (TRIOSA)
Comprende 2 Etapas:Primera Etapa : SE GASTA MOLECULAS DE ATP PARA FOSFORILAR, formandose finalmente dos triosas de GLICERALDEHIDO 3- FOSFATOSegunda Etapa: Por cada gliceraldehido 3-fosfato se forma un piruvato y la energía libre de las reacciones, es utilizada en la fosforilación del ADP o síntesis de ATP
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GLUCOLISISGLUCOLISIS
. – Este proceso da como resultado un rendimiento
neto de dos moléculas de ATP (a partir de ADP y fosfato inorgánico) y dos moléculas de NADH (a partir de NAD+).
– La glucólisis se lleva a cabo virtualmente en todas las células vivas, desde las células procarióticas hasta las células eucarióticas de nuestros propios cuerpos.
Glucosa + 2ATP + 4ADP + 2Pi + 2NAD+ =>2 Ácido pirúvico + 2ADP + 4ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O
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Oxidación del piruvato
Nota: La Acetil-CoA puede también producirse a partir de lípidos
( por beta oxidación) o del metabolismo de ciertos aminoácidos. Su formación es un nodo importante del metabolismo central.
El piruvato pasa al interior de la mitocondria, donde, mediante una reacción irreversible, se une a un coenzima y sufre una descarboxilación (pérdida de CO2) y una oxidación, formándose: CO2, NADH y acetil-CoA.
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CICLO DE KREBS, CICLO DE KREBS,
•Se realiza en la Matriz Mitocondrial.•Mediante 8 pasos sucesivos, los grupo acetilo que entran al ciclo de krebs son oxidados hasta moléculas de CO2.•La mayoría de los átomos de hidrógeno son aceptados por el NAD+ pero en un punto del ciclo son tomados por el FAD. Algo de energía liberada en el proceso es usada de inmediato para formar GTP molécula equivalente al ATP
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Representación esquemática del ciclo de krebsRepresentación esquemática del ciclo de krebs
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La cadena respiratoria • Los transportadores de electrones NADH y FADH2,
originados en la glucolisis y en el ciclo de krebs, albergan el poder reductor que les confieren los electrones “energéticos” que transportan.
• Esa energía será liberada, poco a poco, a lo largo de la cadena respiratoria que tiene lugar en las crestas y en la membrana mitocondrial interna.
• En dicha membrana existen tres complejos enzimáticos transportadores de electrones: - El complejo NADH deshidrogenasa- El complejo citocromo b-c- El complejo citocromo oxidasa.
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Teoria quimiosmótica
– De acuerdo con la teoría quimiosmótica, los protones son bombeados hacia afuera de la matriz mitocondrial, a medida que los electrones descienden a lo largo de la cadena de transporte electrónico, que se encuentra en la membrana mitocondrial interna.
– El movimiento de protones a favor del gradiente electroquímico, a medida que pasan a través del complejo de la ATP sintetasa , suministra la energía por medio de la cual se regenera el ATP a partir del ADP y el fosfato inorgánico.
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Las Lanzaderas
• Las moléculas de NAD+ y NADH no pueden atravesar la membrana mitocondrial interna, que es una barrera selectiva.
• Por ello el NADH generado durante la glicolisis y por otras deshidrogenasas citosólicas no puede atravesar dicha membrana para llegar a la matriz mitocondrial y dar su par de electrones al complejo I de la cadena transportadora.
• Para poder transferir ese " poder reductor " generado en el citosol hasta la cadena transportadora de electrones existen en las células de mamífero dos sistemas de lanzadera de solutos que permiten la transferencia de pares de electrones y protones ( pares de átomos de hidrógeno ) bien directamente hasta la cadena transportadora, bien hasta la matriz mitocondrial.
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La lanzaderas
Existen 2 lanzaderas:1) Lanzadera de glicerol-3-P : permite la
transferencia de pares de electrones y protones ( pares de átomos de hidrógeno ) directamente hasta la cadena transportadora de electrones.Su actividad varía en diferentes tejidos, siendo especialmente activa en cerebro.
2) Lanzadera Malato aspartato: permite la transferencia de pares de electrones y protones ( pares de átomos de hidrógeno ) directamente hasta la matriz mitocondrial . Esta lanzadera es especialmente activa en hígado y músculo cardiaco
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Lanzadera de glicerol-3-P
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Lanzadera Malato aspartato
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Rendimiento energético globalRendimiento energético global
• La producción total a partir de una molécula de glucosa es un máximo de 38 moléculas de ATP.
• Aproximadamente 266 kilocalorías por mol (7 kilocalorías por cada uno de los 38 moles de ATP) han sido capturadas en los enlaces fosfatos de las moléculas de ATP, que equivale a una eficiencia de casi un 40 por ciento.
• Las moléculas de ATP, una vez formadas, son exportadas a través de la membrana de la mitocondria por un sistema de cotransporte que al mismo tiempo ingresa una molécula de ADP por cada ATP exportado.
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Las vías anaerobiasLas vías anaerobias
El ácido pirúvico puede convertirse en :
• Etanol (alcohol etílico)
• En ácido lactico
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Las levaduras transforman el jugo de fruta en vino, convirtiendo la glucosa en etanol.
Se desprende CO2, se oxida el NADH y se reduce acetaldehido
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El ácido láctico se forma a partir del ácido pirúvico, por acción de una variedad de microorganismos y también por algunas células animales cuando el O2 es escaso
o está ausente.
, el NADH se oxida y el ácido pirúvico se reduce
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Vias principales del catabolismo y anabolismo de la célulaVias principales del catabolismo y anabolismo de la célula
Otros alimentos son degradados y convertidos a moléculas que pueden entrar al ciclo de krebs.