METABOLISMO Y ATP

M.C. Omar Ortiz Avila

Rutas Metablicas Carbohidratos Lpidos Protenas cidos nucleicos

Metabolismo

Es el conjunto de reacciones bioqumicas y procesos fsico-qumicos que ocurren en una clula y en el organismo.

Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las clulas: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estmulos, etc

FASES DEL METABOLISMO

Catabolismo Anabolismo Anfibolismo

Catabolismo Es la fase degradativa del metabolismo, en la cual molculas complejas y relativamente grandes como los polisacridos o las protenas son degradadas a moleculas de estructura mas simple y menor tamao. Este proceso va acompaado de la liberacin de energa qumica, es por lo tanto un proceso excergnico. Muchas reacciones del catabolismo se llavan a cabo mediante una oxidacin, es decir, una perdida de electrones, de los sustratos organicos que se degradan.

Anabolismo

Es la fase constructiva o biosinttica del metabolismo, en la cual tiene lugar la sntesis de los componentes moleculares de la clula tales como los cidos nucleicos, protenas, polisacridos y lpidos a partir de moleculas precursoras de estructura mas sencillas y de menor tamao. El anabolismo es un proceso reductor, ya que requiere electrones para reducir a sus precursores. Tambin es un proceso endergnico, ya que requiere energa qumica para poder ser llevado a cabo.

Gluclisis

Endergnica Endergnicas

Exergnicas Exergnicas

Componentes de una reaccin metablica

Sustrato: Es una molcula sobre la que acta una enzima.

Enzimas: Son molculas de naturaleza proteica que catalizan reacciones qumicas. Las enzimas funcionan disminuyendo la energa de activacin (G) de una reaccin, de forma que se acelera sustancialmente la tasa de reaccin.

Cofactor: Es un componente no proteico, termoestable y de baja masa molecular, necesario para la accin de una enzima.

Productos: Son el resultado de una reaccion enzimtica, pueden producirce uno o varios productos dependiendo de la reaccion.

Sustrato Producto

Metabolito intermediario: es cualquier molcula producida durante el metabolismo.

Sustrato A B C D Producto

Enzima + Cofactor

Conexiones energticas del metabolismo

Sistema ADP/ATP

Sistema de coenzimas

transportadoras de electrones

Sistema ADP/ATP

Puesto que las clulas no pueden usar el calor como fuente de energa, lo transforman a energa qumica, la cual es inherente a ciertos enlaces.

ATP + H2O ADP + Pi (7.3 kcal/mol)

ATP + H2O AMP + PPi (7.8 kcal/mol)

La energa libre del ATP

Durante las reacciones exergnicas se libera energa como resultado de los procesos qumicos (Metabolismo).

La energa libre (G0) es un estado organizado de la materia (en forma de ATP), disponible para trabajo biolgico til. Las reacciones endergnicas se llevan a cabo con la energa liberada por las reacciones exergnicas. Las reacciones exergnicas pueden estar acopladas con reacciones endergnicas.

Reacciones de oxidacin-reduccin (redox) son ejemplos de reacciones exergnicas y endergnicas acopladas.

Existen dos mecanismos para acoplar el desprendimiento de energa durante el catabolismo con

la sntesis de ATP:

Fosforilacin a nivel de sustrato

Fosforilacin acoplada al transporte de electrones

Equivalentes reductores

Forma oxidada Forma Reducida

Nicotinamida adenn dinucletido

NAD+ NADH+H+

Nicotinamida adenn dinucletido fosfato

NADP+ NADPH+H+

Flavn adenn dinucletido

FAD FADH2

Flavin mononucletido FMN FMN2

Sistema de coenzimas transportadoras de electrones

Nicotinamida adenn dinucletido

Flavn adenn dinucletido

Sistemas multienzimticos

A B C D E P

Soluble o disociado con los intermediarios

Complejo multienzimtico

Sistema enzimtico unido a la membrana