CATABOLISMO ANABOLISMO
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- Rubén Bustamante Naranjo
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1 ANABOLISMO Comprende las rutas metabólicas encaminadas a la síntesis de materia compleja a partir de otra más sencilla, implica gasto de energía, formación de enlaces y reducción de substancias. Comparte en ocasiones parte de las rutas con el catabolismo, las mismas reacciones pero en sentido inverso. Los productos de algunas reacciones catabólicas son sustratos de otras anabólicas.
2 CATABOLISMO ANABOLISMO
3 En el anabolismo se diferencian dos etapas: Autótrofo:paso de moléculas inorgánicas(h2o, CO2, NO3 ), a moléculas orgánicas sencillas (glucosa, aminoácidos, ácidos grasos). Heterótrofo:de estas últimas a otras más complejas como: glucógeno, proteínas Es común a todos los organismos. Dentro del anabolismo autótrofo, según la energía utilizada se diferencian: Fotosintético: si usa la energía luminosa, plantas, algas, cianobacterias y bacterias fotosintéticas. Quimiosintético: usa energía de oxidación de compuestos inorgánicos, solamente algunas bacterias.
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6 ANABOLISMO HETERÓTROFO -Propio tanto de autótrofos como de heterótrofos. -Forma moléculas orgánicas complejas (polímeros)desde otras orgánicas más sencillas (monómeros). -Las moléculas iniciales tienen su origen:.organismos autótrofos: en la fotosíntesis o quimiosíntesis, o del catabolismo de sustancias de reserva..organismos heterótrofos: en el catabolismo de sustancias de reserva o de digestión de alimentos. - Es un proceso de reducción y conlleva gasto de energía.
7 ANABOLISMO DE GLUCIDOS En las células animales y vegetales se obtiene glucosa a partir de piruvato del catabolismo por GLUCONEOGÉNESIS. (en autótrofas también del ciclo de Calvin) El piruvato se obtiene - De la glucólisis - Del catabolismo de ciertos aminoácidos - De la transformación del lactato de las fermentaciones - En los vegetales puede obtenerse de los ácidos grasos. Se realiza sobre todo en el hígado y el riñón. Transcurre en el citosol, pero una etapa es mitocondrial. Parte de la ruta es común a la glucólisis, pero tiene tres pasos de control, irreversibles.
8 GLUCONEOGÉNESIS
9 Origen del piruvato
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11 GLUCONEOGÉNESIS -Se lleva a cabo en el citosol y la matriz de la mitocondria -Consume 6 ATP por glucosa -Necesita dos moléculas de Piruvato
12 ANABOLISMO DE LÍPIDOS Una vez que los requerimientos energéticos de la célula han sido satisfechos y la concentración de substratos oxidables es elevada, estos últimos son almacenados en forma de triacilglicéridos, que son la reserva energética a largo plazo más importante de las células y los organismos en general. Se realiza en tres etapas: - Síntesis de ácidos grasos - Síntesis de glicerina - Síntesis de triacilglicéridos
13 SÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS La síntesis de ácidos grasos es un proceso hialoplásmico que llevan a cabo sobre todo las células hepáticas y las del tejido adiposo. Se inicia a partir de moléculas de acetil-coa procedentes de : Degradación del piruvato obtenido en la glucólisis (los glúcidos pueden acabar convirtiéndose en grasas). Catabolismo de aminoácidos,pueden transformarse en piruvato o en acetil-coa y entrar en la vía de la síntesis de ácidos grasos. Beta oxidación de ácidos grasos
14 El proceso depende de un complejo enzimático: ácido graso sintetasa. El mecanismo de síntesis requiere una molécula de acetil- CoA, que actuará como punto de crecimiento de la cadena y sobre que se irán fijando de manera sucesiva nuevas unidades de dos carbonos procedentes de moléculas de malonil-coa (molécila de 3 C). La formación de los nuevos enlaces implica poder reductor (que proporciona el NADPH) y energía química (que proporciona el ATP). La síntesis de ácidos grasos supone una serie de reacciones prácticamente inversas a la β-oxidación, diferenciándose de ella en la localización celular y en los enzimas que participan,
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16 Transcurre en el citosol, y en las células vegetales fotosintéticas, en el estroma del cloroplasto
17 ANABOLISMO DE AMINOÁCIDOS Son rutas citosólicas. En las plantas se sintetizan todos, en los seres humanos los diez amonoácidos esenciales han de ser ingeridos. La síntesis se lleva a cabo a partir de un ácido orgánico de tres a cinco átomos de carbono, al que se le une un grupo amino. Este último se obtiene por transaminación, desde otro aminoácido, o desde un grupo amonio libre retirado previamente por desaminación. Las plantas lo pueden obtener del suelo, del amoníaco del ión amonio, o bien de los nitratos. Se necesita el ácido cetoglutárico (Krebs), se combina con el ión amonio,generando ácido glutámico, este da glutamina y prolina directamente, o por transaminación otros aminoácidos.
18 FOTOSÍNTESIS Balance energético de la fotosíntesis: La fase luminosa de la fotosíntesis produce ATP y NADPH. Si se sintetiza una molécula de glucosa (C6H12O6) se necesitan 6 CO2 y 12 de Agua. El agua libera 6 O2 a la atmósfera y aporta 12 hidrógenos de la glucosa y los 12 hidrógenos necesarios para pasar los 6 O2 sobrantes del CO2 a Agua. Intervienen 24 Hidrógenos. Aparecen así 24 protones y 24 electrones y, como cada electrón precisa dos fotones (uno en el PSI y otro en el PSII), se necesitan 48 fotones. El ciclo de Calvin necesita por cada CO2 incorporado, 2 NADPH y 3 ATP. Para una molécula de glucosa se necesitan 12 NADPH y 18 ATP.
19 6 CO H 2 O + luz C 6 H 12 O O H 2 O
20 ANABOLISMO AUTÓTROFO: FOTOSÍNTESE
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23 FASE LUMINOSA ACÍCLICA: MEMBRANA TILACOIDAL
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25 FASE LUMINOSA CÍCLICA
26 FOTOFOSFORILACIÓN ACÍCLICA: representado en la membrana y según potencial redox. Se obtiene ATP NADPH y oxígeno, hay fotolisis del agua.
27 FOTOFOSFORILACIÓN CÍCLICA. Sólo actúa fotosistema I, sólo se produce ATP. No hay fotolisis del agua ni producción de oxígeno ni NADPH. En muchos procariotas es la única que se realiza, obtienen entonces ATP a partir de la energía luminosa. En los vegetales se realiza junto con la acíclica para producir la cantidad de ATP necesaria para la fase oscura. Las cianobacterias realizan un proceso similar al de los vegetales
28 ESQUEMA EN Z DE LA FASE LUMINOSA
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30 Etapas: fijación, reducción y regeneración de la ribulosa
31 FASES DO CICLO DE CALVIN
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34 A quimiosíntese consiste na síntese de ATP a partir da enerxía que se desprende de determinadas sustancias inorgánicas nas reaccións de oxidación. Os organismos que realizan estes procesos denomínanse quimioautótrofos. Todos son bacterias. Son microorganismos que pechan os ciclos bioxeoquímicos, posibilitando a vida no planeta e devolvendo ao substrato as sustancias procedentes da oxidación de materia de descomposición dos organismos mortos. Deste xeito, os restos dos seres vivos transfórmanse en sales minerais de nitróxeno ou xofre que poden ser de novo absorbidas polos vexetais.
35 Nuha primeira fase oxidan materia inorgánica obtendo obtendo enerxía e coencimas reducidos Na segunda fase utilizan esas substancias para formar materia orgánica a partir de outras inorgánicas, por exemplo do CO₂ mediante o ciclo de Calvin
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