UNIDADES METABOLISMO

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1 UNIDADES METABOLISMO

2 DEFINICIÓN - CONJUNTO DE REACCIONES DE DEGRADACIÓN DE MOLÉCULAS ORGÁNICAS COMPLEJAS. - OCURRE EN TODOS LOS ORGANISMOS. - TIENE COMO FINALIDAD LA OBTENCIÓN DE ENERGÍA, PODER REDUCTOR Y PRECURSORES METABÓLICOS.

3 DEFINICIÓN DEGRADACIÓN DE MOLÉCULAS

4 DEFINICIÓN DEGRADACIÓN DE MOLÉCULAS

5 DEFINICIÓN OCURRE EN TODOS LOS ORGANISMOS El catabolismo es similar en organismos autótrofos y heterótrofos. Son reacciones de oxidación. La materia orgánica se oxida, bien por pérdida de átomos de H que se encuentran unidos al Carbono (deshidrogenación), bien por ganancia de átomos de oxígeno (oxigenación)

6 FINALIDAD -OBTENCIÓN DE ENERGÍA UTILIZABLE POR LA CÉLULA: MEDIANTE DEGRADACIÓN OXIDATIVA. ATP

7 FINALIDAD DEGRADACIÓN OXIDATIVA La oxidación también se produce: ganando oxígeno (oxigenación) perdiendo electrones que acepta otro átomo, el cual se reduce. A estas reacciones de óxidoreducción se les llama reacciones redox.

8 FINALIDAD -OBTENCIÓN DE ENERGÍA UTILIZABLE POR LA CÉLULA: MEDIANTE DEGRADACIÓN OXIDATIVA. ATP La síntesis de ATP se puede realizar de dos formas: a) Fosforilación a nivel de sustrato, mediante quinasas. b) Fosforilación por gradiente quimiosmótico mediante enzimas del tipo ATP-sintetasas. a b

9 FINALIDAD -OBTENCIÓN DE PODER REDUCTOR PARA PROCESOS METABÓLICOS. MEDIANTE NUCLEÓTIDOS REDUCIDOS. NADH, NADPH Y FADH 2 La pérdida de átomos de hidrógeno (deshidrogenación), libera hidrógenos que debe aceptar otra molécula. Estos átomos de hidrógeno son transportados por unas moléculas llamadas transportadoras de hidrógeno (NAD+, NADP+ y el FAD) hasta que llega finalmente a la molécula aceptora de hidrógeno, la cual se reduce.

10 FINALIDAD -OBTENCIÓN DE PODER REDUCTOR PARA PROCESOS METABÓLICOS. El FAD puede ser parcialmente reducido a un radical estable FADH o bien completamente reducido a FADH 2

11 FINALIDAD -OBTENCIÓN DE PODER REDUCTOR PARA PROCESOS METABÓLICOS. El NAD es reducido a un radical estable NADH

12 OXIDACIÓN DE COMPUESTOS 38

13 OXIDACIÓN DE COMPUESTOS

14 OXIDACIÓN DE COMPUESTOS - FERMENTACIÓN: ocurre en el citoplasma. Oxidación incompleta de los compuestos orgánicos y el aceptor final de e - es otro compuesto orgánico. El ATP se forma por fosforilación a nivel de sustrato. - RESPIRACIÓN CELULAR: ocurre en mitocondrias. Oxidación completa de compuestos orgánicos. El ATP se forma por fosforilación oxidativa. Aceptor final de electrones inorgánico: - Si se trata de oxígeno, la respiración es aerobia. - Si se trata de compuestos como sulfatos, nitratos, etc, la respiración es anaerobia.

15 OXIDACIÓN DE COMPUESTOS Fermentación

16 OXIDACIÓN DE COMPUESTOS Respiración celular

17 CATABOLISMO DE BIOMOLÉCULAS Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos

18 CATABOLISMO DE BIOMOLÉCULAS Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos

19 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son: Glucólisis - Citoplasma Respiración celular aerobia Mitocondria Fermentación Citoplasma

20 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son: Glucólisis - Citoplasma Respiración celular aerobia Mitocondria Fermentación Citoplasma

21 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS 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.

22 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS FASE DE FOSFORILACIÓN (gasto ATP) FASE DE OXIDACIÓN (produce ATP y NADH) FASE DE RESTITUCIÓN DE ENERGÍA (produce ATP)

23 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS x2 (2 moléculas) x2 (2 moléculas) PGAL: gliceraldehído-3-fosfato DHAP: dihidroxiacetona-fosfato Fosfoenolpirúvico :PEP x2 (2 moléculas) (2 moléculas) (2 moléculas)

24 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS FASE DE FOSFORILACIÓN

25 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS FASE DE FOSFORILACIÓN

26 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS FASE DE FOSFORILACIÓN

27 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS FASE DE FOSFORILACIÓN

28 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS FASE DE OXIDACIÓN + H + x2 x2 x2 x2 x2 x2

29 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS FASE DE OXIDACIÓN x2 x2 x2 x2

30 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS FASE DE RESTITUCIÓN DE ENERGÍA x2 x2

31 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS FASE DE RESTITUCIÓN DE ENERGÍA x2 x2 x2

32 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS FASE DE RESTITUCIÓN DE ENERGÍA x2 x2 x2 x2

33 ólisi s

34 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS 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).

35 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

36 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

37 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

38 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

39 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

40 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

41 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

42 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

43 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

44 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

45 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

46 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

47 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

48 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

49 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

50 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

51 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

52 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

53 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

54 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS - GLUCÓLISIS

55 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son: Glucólisis - Citoplasma Respiración celular aerobia Mitocondria Fermentación Citoplasma

56 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA 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 (CO 2 y H 2 O). Alta eficacia energética (15ATP / piruvato). Actúan coenzimas con poder reductor (NADH y FADH 2 ). Se produce GTP.

57 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA

58 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA

59 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA

60 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA ETAPAS Formación de acetil-coa. Ciclo de Krebs (ácidos tricarboxílicos). Fosforilación oxidativa: Transpore electrónico. Formación de gradiente quimiosmótico. Síntesis de ATP.

61 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA ETAPAS Formación de acetil-coa. Ciclo de Krebs (ácidos tricarboxílicos). Fosforilación oxidativa: Transpore electrónico. Formación de gradiente quimiosmótico. Síntesis de ATP.

62 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Formación de acetil-coa

63 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Formación de acetil-coa Complejo Multienzimático Piruvato-deshidrogenasa

64 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Formación de acetil-coa Coenzima A Un grupo adenina, un azúcar ribosa, ácido pantoténico (una vitamina del Comple jo B ) y un grupo sufidrilo o tiol (-SH) que es el grupo activo,que reacciona con los grupos carboxilos (-COOH) para formar moleculas de acil CoA o con grupos acetilos (CH3-COOH) para formar Acetil CoA

65 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Formación de acetil-coa Complejo multienzimático Piruvato-deshidrogenasa

66 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA ETAPAS Formación de acetil-coa. Ciclo de Krebs (ácidos tricarboxílicos). Fosforilación oxidativa: Transpore electrónico. Formación de gradiente quimiosmótico. Síntesis de ATP.

67 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

68 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

69 Ciclo de Krebs

70 Como consecuencia de la unión entre las dos moléculas, el grupo tioéster (CoA) se hidroliza, formando así la molécula de citrato. CATABOLISMO CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs Reacción 1: Citrato sintasa (De oxalacetato a citrato) El succinil-coa es un tioéster a alta energía La citrato sintasa se sirve de un intermediario con tal unión a alta energía para llevar a cabo la fusión entre una molécula con dos átomos de carbono (acetil-coa) y una con cuatro (oxalacetato).

71 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs Reacción 2: Aconitasa (De citrato a isocitrato) La aconitasa cataliza la isomerización del citrato a isocitrato.

72 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs Reacción 3: Isocitrato deshidrogenasa (De isocitrato a alfacetoglutarato) La isocitrato deshidrogenasa mitocondrial es una enzima dependiente de la presencia de NAD+. La enzima cataliza la oxidación del isocitrato a lo que genera una molécula de NADH a partir de NAD+. Se tiene una descarboxilación, es decir, la salida de una molécula de CO2, que conduce a la formación de α-cetoglutarato

73 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs Reacción 4: α-cetoglutarato deshidrogenasa (De alfacetoglutarato a Succinil-CoA) Se produce una segunda reacción de descarboxilación (CO 2 ), que lleva a la formación de succinil CoA. Se consigue un NADH.

74 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs Reacción 5: Succinil-CoA sintetasa (De Succinil-CoA a succinato) La enzima succinil-coa sintetasa se sirve de la energía desprendida para fosforilar un nucleótido difosfato purinico como el GDP a GTP

75 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs Reacción 6: Succinato deshidrogenasa (De succinato a fumarato) La parte final del ciclo consiste en la reorganización de moléculas a cuatro átomos de carbono hasta la regeneración del oxalacetato. La primera reacción de oxidación es catalizada por el complejo enzimático de la succinato deshidrogenasa, la única enzima del ciclo que tiene como aceptor de hidrógeno al FAD en vez de al NAD+. Se obtiene FADH2

76 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs Reacción 7: Fumarasa (De fumarato a L-malato) La fumarasa cataliza la adición en trans de un protón y un grupo OH- procedentes de una molécula de agua. La hidratación del fumarato produce L-malato.

77 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs Reacción 8: Malato deshidrogenasa (De L-malato a oxalacetato) La última reacción del ciclo de Krebs consiste en la oxidación del malato a oxalacetato. La reacción, catalizada por la malato deshidrogenasa, utiliza otra molécula de NAD+ como aceptor de hidrógeno, produciendo NADH.

78 Ciclo de Krebs

79 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

80 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

81 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

82 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

83 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

84 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

85 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

86 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

87 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

88 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

89 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

90 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

91 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

92 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

93 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

94 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

95 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

96 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

97 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA Ciclo de Krebs

98 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA ETAPAS Formación de acetil-coa. Ciclo de Krebs (ácidos tricarboxílicos). Fosforilación oxidativa: Transporte electrónico. Formación de gradiente quimiosmótico. Síntesis de ATP.

99 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

100 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

101 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

102 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

103 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

104 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

105 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

106 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

107 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

108 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA - Transporte electrónico

109 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA - Transporte electrónico Complejo I El "complejo I" o NADH deshidrogenasa capta dos electrones del NADH y los transfiere a un transportador denominado ubiquinona (Q). El Complejo I transloca cuatro protones a través de membrana, produciendo un gradiente de protones.

110 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA - Transporte electrónico Ubiquinona (complejo II) El siguiente transportador de electrones es la ubiquinona generando una forma reducida QH 2 (ubiquinol). Durante este proceso, cuatro protones son translocados a través de la membrana interna mitocondrial, desde la matriz hacia el espacio intermembrana.

111 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA - Transporte electrónico Citobromo b-c1(complejo III). El complejo citocromo b-c 1 obtiene dos electrones desde QH 2 y se los transfiere a dos moléculas de citocromo-oxidasa, que es un transportador de electrones hidrosoluble que se encuentra en el espacio intermembrana de la mitocondria. Al mismo tiempo, transloca dos protones a través de la membrana por los dos electrones transportados desde el ubiquinol.

112 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA - Transporte electrónico Citocromo oxidasa (Complejo IV). El complejo citocromo oxidasa capta los electrones de las moléculas de citocromo c y se transfieren al oxígeno (O2), para producir dos moléculas de agua (H 2 O). Al mismo tiempo se translocan cuatro protones al espacio intermembrana, por los cuatro electrones. Además "desaparecen" de la matriz 4 protones que forman parte del H 2 O.

113 DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA CATABOLISMO FOSFORILACIÓN OXIDATIVA - Transporte electrónico ATP Sintetasa

114 DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA CATABOLISMO FOSFORILACIÓN OXIDATIVA - Transporte electrónico ATP sintetasa En la mitocondria es un complejo enzimático de más de 10 subunidades de, al menos, cuatro tipos diferentes. Puede verse en microfotografías electrónicas de la membrana interna. SEmejante en membrana de bacterias respiradoras

115 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA BALANCE ENERGÉTICO

116 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA BALANCE ENERGÉTICO - PROCARIOTAS

117 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA BALANCE ENERGÉTICO EUCARIOTAS

118 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA BALANCE ENERGÉTICO - EUCARIOTAS

119 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS RESPIRACIÓN AEROBIA BALANCE ENERGÉTICO - COMPARATIVA

120 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son: Glucólisis - Citoplasma Respiración celular aerobia Mitocondria Fermentación Citoplasma

121 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN CONCEPTOS CLAVE Ocurre en condiciones anaeróbicas (sin O 2 ). 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.

122 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN CONCEPTOS CLAVE

123 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN TIPOS

124 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN TIPOS FERMENTACIÓN LÁCTICA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

125 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN Fermentación láctica El NAD + acepta e - para reducirse hasta NADH + H +. Posteriormente el NADH se oxida para regenerar NAD +. El piruvato acepta los dos e - desde el NADH y se reduce hasta dar lactato. Es realizada por bacterias. Puede ser homoláctica (sólo da láctato) o heteroláctica (produce lactato y otros compuestos).

126 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN Fermentación láctica

127 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN Fermentación láctica

128 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN Fermentación láctica

129 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN Fermentación láctica HOMOLÁCTICA Ocurre en bacterias lácticas (Lactobacillus y Lactococcus) que son aerotolerantes (no lo usan pero lo resisten). Se producen por este tipo de procesos productos tan importantes como el queso, yogur y fermentos lácticos.

130 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN Fermentación láctica Lactobacillus Lactococcus

131 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN Fermentación láctica Lactobacillus Lactococcus

132 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN Fermentación láctica

133 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN Fermentación láctica HETEROLÁCTICA Ocurre en géneros bacterianos como Leuconostoc y algunos de Lactobacillus. Leuconostoc Se utiliza industrialmente para obtener fermentados de la leche: como el chucrut o sauerkraut (col fermentada).

134 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN TIPOS FERMENTACIÓN LÁCTICA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

135 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN Fermentación alcohólica El NAD + acepta e - para reducirse hasta NADH + H +. Posteriormente el NADH se oxida para regenerar NAD +. El piruvato sufre descarboxilación para dar acetaldehído (similar a la respiración aerobia). El acetaldehído acepta los dos e - desde el NADH y se reduce hasta dar etanol. Es realizada por levaduras.

136 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN Fermentación alcohólica

137 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN Fermentación alcohólica

138 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN Fermentación alcohólica

139 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN Fermentación alcohólica

140 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN Fermentación alcohólica

141 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIÓN Fermentación alcohólica

142 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIONES BALANCE ENERGÉTICO ANAEROBICO

143 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIONES BALANCE ENERGÉTICO

144 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS

145 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FERMENTACIONES BALANCE ENERGÉTICO

146 CATABOLISMO 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 1 mol de glucosa = 180 g de glucosa 9 g glucosa = 0,05 moles = 13 Kcal 100 g glucosa = 0,55 moles = 144 Kcal

147 CATABOLISMO DE BIOMOLÉCULAS Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos

148 CATABOLISMO DE LÍPIDOS Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son: Digestión química: hidrólisis intestinal Degradación de la glicerina β-oxidación de ácidos grasos

149 CATABOLISMO DE LÍPIDOS Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son: Digestión química: hidrólisis intestinal Degradación de la glicerina β-oxidación de ácidos grasos

150 LIPASAS CATABOLISMO CATABOLISMO DE LÍPIDOS HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA

151 LIPASAS CATABOLISMO CATABOLISMO DE LÍPIDOS HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA

152 CATABOLISMO DE LÍPIDOS Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son: Digestión química: hidrólisis intestinal Degradación de la glicerina β-oxidación de ácidos grasos

153 CATABOLISMO DE LÍPIDOS DEGRADACIÓN GLICERINA

154 CATABOLISMO DE LÍPIDOS Los procesos clave del metabolismo de glúcidos son: Digestión química: hidrólisis intestinal Degradación de la glicerina β-oxidación de ácidos grasos

155 CATABOLISMO 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).

156 CATABOLISMO DE LÍPIDOS β-oxidación a. grasos CARACTERÍSTICAS β α β α β α β α

157 CATABOLISMO DE LÍPIDOS β-oxidación a. grasos Activación de ácidos grasos El segundo carbono (carbono beta) contando a partir del grupo ácido (carbono alfa) se oxida mediante el siguiente proceso. En primer lugar, la coenzima A se une al extremo del ácido graso mediante gasto de una molécula de ATP, (utiliza la energía disponible en sus dos enlaces). Ocurre en el citosol. La reacción transcurre en 2 etapas. La degradación de ácidos grasos ocurre en la mitocondria. Para poder entrar en la mitocondria es por lo que ha de activarse. Se requiere 1 molécula de ATP, pero como esta es hidrolizada a AMP + 2 (P), energéticamente se considera que se necesitan 2 ATP.

158 CATABOLISMO DE LÍPIDOS β-oxidación a. grasos Transporte hasta la matriz mitocondrial

159 CATABOLISMO DE LÍPIDOS β-oxidación a. grasos ETAPAS Deshidrogenación: reacción de oxidación mediante formación de doble enlace entre los carbonos α y β. Se produce FADH 2 Hidratación: adición de agua al doble enlace anterior y formación de grupo hidroxilo en carbono β. Oxidación: oxidación del grupo alcohol a grupo ceto y formación de β-ceto-acil-coa. Se produce NADH Tiolisis: Ruptura de enlace entre carbono α y β con entrada de CoA. Se produce un acetil-coa y un acil-coa con dos carbonos menos.

160 CATABOLISMO DE LÍPIDOS β-oxidación a. grasos ETAPAS - Deshidrogenación A continuación se produce una deshidrogenación, liberándose un átomo de H de cada uno de los C alfa y beta. Los incorpora el FAD, pasando a FADH2, que los cede en la cadena respiratoria.

161 CATABOLISMO DE LÍPIDOS β-oxidación a. grasos ETAPAS - Hidratación H 2 O H 2 O Hidratación del doble enlace (se añade una molécula de agua) por la enoil-coa hidratasa para formar 3-L-hidroxiacil-CoA.

162 CATABOLISMO DE LÍPIDOS β-oxidación a. grasos ETAPAS - Oxidación Nueva deshidrogenación. Se pierden los átomos de H del carbono beta. Los dos electrones son tomados (en forma de H) por el NAD +, que pasa a NADH, el cual los cede en la cadena transportadora de electrones.

163 Cada acetil-co-a entra en el ciclo de krebs. CATABOLISMO CATABOLISMO DE LÍPIDOS β-oxidación a. grasos ETAPAS Tiolisis Finalmente se añade otra molécula de coenzima A al carbono beta. Se producen dos fragmentos, uno el acetil-co-a, y el otro un acil- co- A que tiene dos átomos de C menos que el ácido graso original. Este último sufre nuevas beta oxidaciones formando sucesivas moléculas de acetilco-a.

164 CATABOLISMO DE LÍPIDOS β-oxidación a. grasos ETAPAS

165 CATABOLISMO DE LÍPIDOS β-oxidación a. grasos ETAPAS

166 CATABOLISMO DE LÍPIDOS β-oxidación a. grasos BALANCE ENERGÉTICO La función de la oxidación de los ácidos grasos es generar energía metabólica. Cada vuelta de la β oxidación produce un NADH, un FADH 2 y un acetil-coa. La oxidación del acetil-coa en el ciclo de Krebs genera NADHs y FADHs adicionales que son reoxidados a través de la fosforilación oxidativa para formar ATP. Por lo tanto la oxidación completa de una molécula de ácido graso es un proceso altamente exergónico, produce un número elevado de ATPs.

167 CATABOLISMO DE LÍPIDOS β-oxidación a. grasos BALANCE ENERGÉTICO - EJEMPLO La oxidación completa del ácido palmítico (que contiene 16 átomos de carbono), involucra siete vueltas de la β oxidación, lo cual produce: 7FADH 2 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 15 FADH 2 otros 30 ATP. Se restan 2 ATP EQUIVALENTES de la formación del acil- CoA (activación), Por tanto, la oxidación completa de una molécula de palmitato produce: 129 ATPs.

168 CATABOLISMO DE LÍPIDOS β-oxidación a. grasos BALANCE ENERGÉTICO - EJEMPLO Calcula el balance energético de la β-oxidación completa del ácido esteárico (18 C): 8FADH 2 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 9FADH 2 x 2 ATP = 18 ATP Por lo tanto, se produce 148 ATP; restando los 2ATP equivalentes necesarios para la formación del acil-coa, la oxidación completa de una molécula de ácido esteárico produce 146 ATPs.

169 CATABOLISMO DE BIOMOLÉCULAS Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos LEER EN LIBRO DE TEXTO

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CATABOLISMO DE GLÚCIDOS.

CATABOLISMO DE GLÚCIDOS. CATABOLISMO DE GLÚCIDOS. El Catabolismo de glúcidos consiste en reacciones de oxidación de monosacáridos y consta de los siguientes procesos: 1. Glucólisis. 2. Respiración celular. Respiración aerobia.

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