METABOLISMO GENERALIDADES

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1 METABOLISMO GENERALIDADES

2 BLOQUE II. CÓMO SON Y CÓMO FUNCIONAN LAS CÉLULAS? ORGANIZACIÓN Y FISIOLOGÍACELULAR I.PRINCIPALES TEMAS DEL CURRICULUM Organización y fisiología celular 5. Célula eucariótica. Función de nutrición Metabolismo Concepto de metabolismo, catabolismo y anabolismo Aspectos generales del metabolismo: reacciones de oxidorreducción y ATP Estrategias de obtención de energía: energía química y energía solar. II.ORIENTACIONES 14. Explicar el concepto de metabolismo, catabolismo y anabolismo. Diferenciar entre catabolismo y anabolismo. Realizar un esquema de las fases de ambos procesos. 15. Reconocer y analizar las principales características de las reacciones que determinan el catabolismo y el anabolismo. 16. Describir las distintas rutas metabólicas de forma global, analizando en qué consisten, dónde transcurren y cuál es su balance energético. 17. Destacar el papel de las reacciones de óxido-reducción como mecanismo general de transferencia de energía. 18. Destacar el papel del ATP como vehículo en la transferencia de energía. 19. Resaltar la existencia de diversas opciones metabólicas para obtener energía.

3 Reacciones intermedias, ni rinden ni consumen energía

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5 ATP: MONEDA DE CAMBIO ENERGÉTICO

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7 ATP: MONEDA DE CAMBIO ENERGÉTICO El ATP impulsa tres tipos de trabajo en la célula, trabajo químico, de transporte y mecánico. ü El trabajo químico se refiere a suministrar energía de activación en las reacciones e impulsar reacciones endergónicas. ü El trabajo de transporte mueve moléculas a través de las membranas. ü El trabajo mecánico implica el movimiento de la célula o de partes de la misma (ej., célula muscular).

8 HAY PROCESOS CATABÓLICOS Y ANABÓLICOS En su conjunto, las reacciones metabólicas se pueden dividir en dos tipos principales: el catabolismo para producir energía y el anabolismo para formar materia propia. El catabolismo comprende reacciones que sirven para: Ø descomponer o degradar sustancias, Ø y como al hacerlo se rompen enlaces, se libera energía; Ø por tanto todas las reacciones catabólicas implican una ganancia de ATP y suelen ser exergónicas. Ø En definitiva, se transforman sustancias más complejas en otras más sencillas. El anabolismo es un conjunto de reacciones que sirven para: q sintetizar sustancias, q y como al hacerlo se forman enlaces, se necesita energía; q por tanto todas las reacciones anabólicas implican un gasto de ATP y suelen ser endergónicas. q En definitiva, se transforman sustancias sencillas en otras más complejas.

9 HAY PROCESOS CATABÓLICOS Y ANABÓLICOS En general las reacciones catabólicas son convergentes, porque a partir de diferentes compuestos iniciales se forman siempre los mismos productos finales, que son moléculas sencillas, como CO 2, H 2 O, NH 3, desprovistas de energía. Por su parte, las reacciones anabólicas siguen caminos divergentes, porque se forman una gran variedad de productos finales a partir de pocos precursores iniciales.

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13 LA CÉLULA INTERCAMBIA MATERIA Y ENERGÍA Todos los seres vivos necesitan materia y energía para vivir. La función de nutrición celular tiene como objeto incorporar materia para crecer o renovarse y energía a la célula necesaria para realizar cualquier actividad. La materia y energía los seres vivos la pueden incorporar: v por separado como en la fotosíntesis donde el CO 2, sales minerales y el H 2 O aportan la materia y la luz solar aporta la energía; v o la pueden incorporar al mismo tiempo, como al incorporar glucosa que es un nutriente que tiene materia (átomos de C, H y O) y energía almacenada en sus enlaces químicos, que será liberada al oxidarla (quitarle los H).

14 LA CÉLULA INTERCAMBIA MATERIA Y ENERGÍA En función de la fuente de energía y de la fuente de carbono utilizadas (el carbono es el principal elemento que constituye las moléculas orgánicas), se distinguen los siguientes tipos de células: 1. Según la fuente de energía, las células son: Ø Fotótrofas: son las que captan la energía lumínica del sol y la transforman en energía química. Ø Quimiótrofas: son las que utilizan energía química, bien de reacciones de oxidación-reducción entre compuestos inorgánicos, como en las bacterias quimiosintéticas, o de la oxidación de moléculas orgánicas que provienen de otros organismos, como lo hace la gran mayoría de seres vivos. 2. Según la fuente de carbono, las células son: v Autótrofas: son las que utilizan como fuente de carbono un compuesto inorgánico, el CO 2, que captan de la atmósfera y con el que construyen moléculas orgánicas. v Heterótrofas: son las que utilizan moléculas orgánicas ya elaboradas por otras células.

15 CLASIFICACIÓN DE LOS ORGANISMOS SEGÚN SU METABOLISMO Combinando los dos, los organismos se clasifican según su metabolismo en: ü Fotoautótrofos o fotolitótrofos: utilizan el CO 2 como fuente de C y la luz como fuente de energía, para realizar la fotosíntesis, almacenando la energía en forma de biomoléculas orgánicas. Ej.: las plantas, las algas y las cianobacterias. ü Fotoheterótrofos o fotoorganótrofos: utilizan como fuente de C biomoléculas orgánicas y como fuente de energía la luz. Son un pequeño grupo de bacterias, (las bacterias purpúreas no sulfurosas). ü Quimioheterótrofos o quimioorganótrofos: utilizan como fuente de C las biomoléculas orgánicas y como fuente de energía la obtenida por respiración celular o fermentación de esa materia orgánica. Ej.: los animales, los hongos, los protozoos, y muchas bacterias. ü Quimioautótrofos o quimiolitótrofos: utilizan como fuente de C el CO 2 y como fuente de energía la obtenida de reacciones redox entre compuestos inorgánicos. Realizan la quimiosíntesis. Son un pequeño grupo de bacterias, las bacterias nitrificantes y las bacterias incoloras del azufre.

16 CLASIFICACIÓN DE LOS ORGANISMOS SEGÚN SU METABOLISMO

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20 TIPOS DE RUTAS METABÓLICAS

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24 LAS REACCIONES REDOX PRODUCEN ENERGÍA

25 PROCESOS REDOX Y COENZIMAS IMPLICADOS Compuesto A reducido Coenzima oxidado Compuesto B reducido Compuesto A oxidado Coenzima reducido Compuesto B oxidado En las reacciones redox que ocurren en la célula intervienen, por un lado glúcidos y lípidos que se van oxidando progresivamente, y son dadores de e - y H +. Por otro los coenzimas NAD +, NADP + y FAD actúan como sustancias receptoras de estos e - y H +, reduciéndose y transformándose en NADH, FADH 2, y NADPH. Estos coenzimas van a transportar los e - y H + a los lugares donde se fabrica el ATP.

26 PAPEL DE LOS COENZIMAS EN EL METABOLISMO

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28 coenzimas

29 REACCIONES DEL CATABOLISMO DE LA GLUCOSA

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