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Bioenergia y Catabolismo de combustibles biológicos, image, image, image,…

- - - - La mayor parte de la energía metabolica tiene su origen en la reacciones de oxidoreduccion (redox) en las mitocondrias.
        
        La mitocondria es la central energética de la célula y la principal fuente de ATP celular. El 40% de los alimentos se conserva en forma de ATP y el 60% restante se libera en forma de calor.
        
        Metabolismo basal
        
        El metabolismo basal es una medida del gasto diario total de energía por parte del cuerpo en reposo.
        
        Las reacciones que ocurren en el organismo son exotermicas. La suma de todas ellas en reposo se denomina metabolismo basal.(BMR) Puede medirse por dos métodos básicos
        
        Calometria directa mediante la cual se determina el calor liberado durante un tiempo determinado
        
        Calometria indirecta se calcula a partir del oxigeno consumido
        
        El BMR puede variar entre individuos, según la edad, el sexo, la masa y la composición corporal.
        
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        La oxidación de los combustibles puede dividirse en dos estadios generales.
        
        La producción de coenzimas de nucleotidos reducidos durante la oxidación de combustibles
        
        Empleo de la energía libre obtenida de la oxidación de las coenzimas reducidas para producir ATP
- - - - Las unidades de la energía libre son Kcal/mol (Kj/mol)
        
        La energía libre estándar se representan por medio del símbolo ΔG
        
        Y se puede calcular a partir de su constante de equilibrio mediante la ecuación de Gibbs
        
        Si la Kep es mayor a uno, significa que hay una liberación de energía (la conversión de los reactivos es mayor que la de los productos)
        
        Por eso la reacción procede de izquierda a derecha por lo tanto Si la Keq es igual a uno significa que no hay cambio de energía es decir ΔG es negativo, a esta reacción se le denomina Exergonónicas que son las mas comunes en el cuerpo
        
        Si la Kep es menor a uno, es necesario proporcionar energía a la reaccion.
        
        La reacción predomina de derecha a izquierda por lo tanto ΔG es positivo, a esta reacción se le denomina reacción ergonónica
        
        Si la Keq es igual a uno significa que no hay cambio de energía es decir ΔG= 0
  - - - El ATP esta formado por la basa púrica adenina, el azúcar de 5 carbonos ribosa y grupos fosfatos α, β y γ. Posee dos enlaces fosfo- anhidrico que se denomina de alta energía
        
        Cuando se utiliza el ATP en el trabajo metabólico, estos enlaces de alta energia se rompen y el ATP se convierte en ADP o AMP
        
        Los enlaces fosfo-anhidricos de ATP, pueden utilizarse para impulsar o favorecer reacciones.
  - - - Las mitocondrias son esenciales para el metabolismo aerobio de los organismos ecuariotas. Su principal función es la oxidación de los combustibles metabólicos y la conservación de energía libre mediante la síntesis de ATP
        
        Están delimitadas por un sistema de dos membranas.
        
        Membrana mitocondrial externa
        
        Contiene enzimas y proteínas de transporte y, gracias a la proteína porina (P) formadora de poros, es permeable a todos iones, moléculas y proteínas pequeñas
        
        Membrana mitocondrial interna
        
        Esta replegada, formando unas estructuras conocidas como crestas, es impermeable a la mayor parte de los iones, moléculas, coenzimas, fosfato y protones.
        
        Contiene componentes de fosforilacion oxidativa, el proceso por el que la oxidacion de las coenzimas nucleotidicas reducidas de acopla a la síntesis de ATP
- - - - En todos los casos se transfieren 2 electrones pero el numero de protones es distinto
        
        NAD+
        
        Acepta un ion Hidruro formando 2 electrones y un proton
        
        Nicotinamida-Adenina-Dinucleotido
        
        En su forma reducida NADH
        
        Están formados por adenina, 2 unidades de ribosa, 2 de fosfato y nicotina
        
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        FAD y FMN
        
        Aceptan dos electrones y dos protones
        
        FAD
        
        Flavina- Adenina- Dinucleotido
        
        En su forma reducida: FADH2
        
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        FMN
        
        Flavina-mononucleotido
        
        En su forma reducida FMNH2
        
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- - - - Cada paso de la cadena de transporte de electrones implica una reacción redox en la que los electrones son transferidos desde los componentes que tienen potenciales de reducción mas negativos a los componentes con potenciales de reducción mas positivos
        
        Los electrones son canalizados por diversas flavoproteinas
        
        Hay 2 flavoproteinas en la cadena: El complejo I que contiene FMN y otras tres que contienen FAD
        
        Estas flavoproteinas reducen la pequeña molécula lipofilica ubiquinona, localizada al inicio de la cadena de transporte de electrones común formada por Q, el complejo lll, el citocromo c y el complejo IV
        
        Los protones son bombeados desde la matriz hasta el espacio intermembranoso por los complejos I, III Y IV, al final de la cadena el aceptor final de electrones es el oxigeno, que es reducido hasta formar dos moléculas de agua
        
        Flavproteinbnas con grupos prosteticos FAD o FMN
        
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        Ubiquinona (coenzima Q10)
        
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        Transferencia de Eletrones de NAD a las mitocondrias
        
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- - - - Existen dos modalidades básicas de catabolismo: La respiración y la fermentación.
        
        Respiración
        
        La respiración celular se entiende como un proceso degradativo del catabolismo en el que moléculas orgánicas se oxidan de modo que el último aceptor de electrones de las moléculas que se oxidan,es una molécula inorgánica que a su
        vez se reduce
        
        El ATP que se sintetiza, además de producirse a nivel de sustrato, se produce en
        la cadena respiratoria mediante fosforilación oxidativa.
        
        Se produce degradación total de la molécula que se oxida,por lo que los
        productos son: CO2, H2O y ATP. La energía en forma de ATP que se libera es
        mucho mayor que en un proceso fermentativo.
        
        El proceso se completa en sus dos últimas fases en las mitocondrias.
        
        El aceptor final de electrones es una molécula inorgánica.. Si es el O2 se habla de
        respiración aerobia.
        
        Fermentación
        
        es una modalidad de catabolismo que
        se caracteriza por que la degradación,de moléculas también
        se lleva a cabo por un proceso de oxidación
        
        Es un proceso de degradación anaerobia de la glucosa u otros
        nutrientes orgánicos a diversos productos (característicos de
        los distintos organismo, lactato, alcohol etílico, etc.) para
        obtener energía en forma de ATP
        
        Los productos finales son moléculas orgánicas ,CO2 y ATP, no se
        produce degradación total, de la molécula que se oxida,por lo que la cantidad de energía que se libera es menor que
        en la respiración
        
        Sólo se produce ATP a nivel de sustrato (no se produce fosforilación oxidativa)
        
        El aceptor final de electrones del proceso oxidativo es una molécula orgánica
        
        El proceso se lleva a cabo en condiciones anaerobias en el citosol