UNIDADES 16-18

METABOLISMO

CATABOLISMODEFINICIÓN

- CONJUNTO DE REACCIONES DE DEGRADACIÓN DEMOLÉCULAS ORGÁNICAS COMPLEJAS.

- OCURRE EN TODOS LOS ORGANISMOS.

- TIENE COMO FINALIDAD LA OBTENCIÓN DE ENERGÍA,PODER REDUCTOR Y PRECURSORES METABÓLICOS.

CATABOLISMODEFINICIÓN

DEGRADACIÓN DE MOLÉCULAS

CATABOLISMODEFINICIÓN

DEGRADACIÓN DE MOLÉCULAS

+

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CATABOLISMOOXIDACIÓN DE COMPUESTOS

CATABOLISMOOXIDACIÓN DE COMPUESTOS

- FERMENTACIÓN: ocurre en el citoplasma.Oxidación incompleta de los compuestos orgánicos y el aceptorfinal de e- es otro compuesto orgánico. El ATP se forma porfosforilación a nivel de sustrato.

- RESPIRACIÓN CELULAR: ocurre en mitocondrias. Oxidación completa de compuestos orgánicos. El ATP se formapor fosforilación oxidativa. Aceptor final de electronesinorgánico:

- Si se trata de oxígeno, la respiración es aerobia.

- Si se trata de compuestos como sulfatos,nitratos, etc, la respiración es anaerobia.

CATABOLISMOOXIDACIÓN DE COMPUESTOS

CATABOLISMOCATABOLISMO DE BIOMOLÉCULAS

• Glúcidos

• Lípidos

• Proteínas

• Ácidos nucleicos

CATABOLISMOCATABOLISMO DE BIOMOLÉCULAS

• Glúcidos

• Lípidos

• Proteínas

• Ácidos nucleicos

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS

Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:

• Glucólisis - Citoplasma

• Respiración celular aerobia – Mitocondria

• Fermentación – Citoplasma

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS

Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:

• Glucólisis - Citoplasma

• Respiración celular aerobia – Mitocondria

• Fermentación – Citoplasma

CATABOLISMO

• Ruta metabólica muy antigua en los seres vivos.

• No requiere la presencia de oxígeno (anaerobia).

• Ruta universal en la inmensa mayoría de seres vivos.

• Síntesis de ATP por fosforilación a nivel de sustrato.

• Transcurre en 9 etapas agrupadas en 3 fases.

• Se producen 2 moléculas de ácido pirúvico (piruvato),

2 ATP (netos) y 2 NADH.

CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

CATABOLISMO

• Tiene lugar en el CITOPLASMA.

• Produce ATP por fosforilación a nivel de sustrato.

• Baja eficacia energética (2 ATP / glucosa).

• Genera poder reductor (2 NADH).

• Suministra a la célula precursores metabólicos.

• No requiere la presencia de oxígeno (anaerobia).

• Ruta metabólica antigua y universal en los seres vivos

(procariotas y eucariotas).

CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS

Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:

• Glucólisis - Citoplasma

• Respiración celular aerobia – Mitocondria

• Fermentación – Citoplasma

CATABOLISMO• Universal en los seres vivos (procariotas y eucariotas).

• Tiene lugar en las MITOCONDRIAS (eucariotas) o

en CITOPLASMA Y MEMBRANA (procariotas).

• El aceptor final de e- es el oxígeno.

• Requiere la presencia de oxígeno (aerobia).

• Produce la oxidación completa del piruvato (CO2 y H2O).

• Alta eficacia energética (15ATP / piruvato).

• Actúan coenzimas con poder reductor (NADH y FADH2).

• Se produce GTP.

CATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA

Ciclo de Krebs

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA

Ciclo de Krebs

CATABOLISMO

• Formación de acetil-CoA.

• Ciclo de Krebs (ácidos tricarboxílicos).

• Fosforilación oxidativa:

• Transporte electrónico.

• Formación de gradiente quimiosmótico.

• Síntesis de ATP.

CATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA

ETAPAS

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA

BALANCE ENERGÉTICO

EUCARIOTAS

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA

BALANCE ENERGÉTICO

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – RESPIRACIÓN AEROBIA

BALANCE ENERGÉTICO - EUCARIOTAS

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS

Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:

• Glucólisis - Citoplasma

• Respiración celular aerobia – Mitocondria

• Fermentación – Citoplasma

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIÓN

CONCEPTOS CLAVE

• Ocurre en condiciones anaeróbicas (sin O2).

• Produce la oxidación incompleta de la glucosa.

• Síntesis de ATP por fosforilación a nivel de sustrato.

• Actúan coenzimas con poder reductor (NADH).

• Da distintos productos finales (ácido láctico etanol).

• Mecanismo de regeneración del NAD+ necesario en

la glucólisis.

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIÓN

CONCEPTOS CLAVE

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIÓN

TIPOS

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIÓN

Fermentación láctica

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIONES

BALANCE ENERGÉTICO

ANAEROBICO

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIONES

BALANCE ENERGÉTICO

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS – FERMENTACIONES

BALANCE ENERGÉTICO

CATABOLISMOCATABOLISMO DE GLÚCIDOS BALANCE ENERGÉTICO

+ 7,3 Kcal/mol

1 mol de glucosa 36 moles ATP

1 mol de glucosa 2 moles ATP

262,8 Kcal

14,6 Kcal

100 g glucosa = 0,55 moles = 144 Kcal1 mol de glucosa = 180 g de glucosa 9 g glucosa = 0,05 moles = 13 Kcal

CATABOLISMOCATABOLISMO DE BIOMOLÉCULAS

• Glúcidos

• Lípidos

• Proteínas

• Ácidos nucleicos

CATABOLISMOCATABOLISMO DE LÍPIDOS

Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:

• Digestión química: hidrólisis intestinal

• Degradación de la glicerina

• β-oxidación de ácidos grasos

CATABOLISMOCATABOLISMO DE LÍPIDOS

Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son:

• Digestión química: hidrólisis intestinal

• Degradación de la glicerina

• β-oxidación de ácidos grasos

CATABOLISMOLIPASAS

CATABOLISMO DE LÍPIDOS – HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA

CATABOLISMOLIPASAS

CATABOLISMO DE LÍPIDOS – HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA

CATABOLISMOCATABOLISMO DE LÍPIDOS – β-oxidación a. grasos CARACTERÍSTICAS

• Rinden más cantidad de ATP que la glucosa.

• Tiene lugar en la matriz mitocondrial.

• Produce acetil-CoA.

• El acetil-CoA se incorpora al ciclo de Krebs y da lugar

a fosforilación oxidativa.

• Los ácidos grasos atraviesan la membrana

mitocondrial unidos al aminoácido carnitina.

• Se basa en la oxidación del carbono β antes de la escisión del carbono α.• Se requiere ATP para activar los ácidos grasos (2).

La oxidación completa del ácido palmítico (que contiene 16 átomos decarbono), involucra siete vueltas de la oxidación, lo cual produce:

7FADH2

7NADH

8acetil-CoA

La oxidación de estos acetil-CoA a su vez produce en el ciclo de krebs:

8GTP

24NADH

8FADH2

Por lo tanto, la fosforilación oxidativa de 31 NADH producen 93 ATP y la de 15FADH2 otros 30 ATP. Se restan 2 ATP EQUIVALENTES de la formación del acil-CoA (activación), Por tanto, la oxidación completa de una molécula depalmitato produce:

129 ATPs.

CATABOLISMOCATABOLISMO DE LÍPIDOS – β-oxidación a. grasos BALANCE ENERGÉTICO - EJEMPLO

Calcula el balance energético de la β-oxidacióncompleta del ácido esteárico (18 C):

CATABOLISMOCATABOLISMO DE LÍPIDOS – β-oxidación a. grasos BALANCE ENERGÉTICO - EJEMPLO

8FADH2 x 2 ATP = 16 ATP

8NADH x 3 ATP = 24 ATP

9acetil-CoA

La oxidación de estos acetil-CoA a su vez produce en el ciclo de krebs:

9GTP= 9 ATP

(9x3) 27 NADH x 3ATP = 81 ATP

9FADH2 x 2 ATP = 18 ATP

Por lo tanto, se produce 148 ATP; restando los 2ATP equivalentes necesariospara la formación del acil-CoA, la oxidación completa de una molécula de ácidoesteárico produce 146 ATPs.