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METABOLSIMO CELULAR: CATABOLISMO - Coggle Diagram
METABOLSIMO CELULAR: CATABOLISMO
METABOLISMO
METABOLITOS:
compuestos químicos que son los
reactivos y productos
de las reacciones químicas del metabolismo
RUTA METABÓLICA
: conjunto de reacciones químicas (lineales, cíclicas), que están encadenadas, y que son concretas de cada metabolismo
Hay metabolitos que pueden ser reactivos y productos a la vez, por eso se dice que son reacciones encadenadas
CATABOLSIMO:
conjunto de reacciones químicas en las que se degrada una molécula compleja con la consecuente liberación de energía y, el producto final son moléculas sencillas normalmente INORGÁNICAS
El catabolismo es sinónimo de
destrucción
. Es un proceso en el que se libera energía, por eso las reacciones que se producen se denominan reacciones exergónicas o exotérmicas
Dentro del catabolismo hay
anfibolismo
donde se libera y acumula mucha energía. Ej: mitrocondrias
El metabolismo es el
conjunto de reacciones químicas
que ocurren o se producen en la célula
ANABOLISMO:
conjunto de reacciones químicas en las que se construyen moléculas complejas (ORGÁNICAS) a partir de moléculas más sencillas. Esto requiere un consumo de energía
El anabolismo es sinónimo de
construcción
. Es un proceso en que el que NO se libera energía sino que se introduce en la reacción. Las reacciones que se producen se llaman reacciones endergónicas o endotérmicas
Esas reacciones químicas del metabolismo ocurren mayoritariamente en el
hialoplasma
. Muchas de ellas empiezan ahí y terminan dentro de orgánulos como
mitocondrias y cloroplastos
Para estudiar el metabolismo se divide en dos temas:
catabolismo y anabolismo
MOLÉCULAS QUE INTERVIENEN EN EL MTEABOLISMO
Metabolitos:
reactivos y productos
Moléculas energéticas:
son las moléculas que almacenan energía en sus enlaces (ATP y GTP)
Aceptores/Dadores de electrones:
aceptan o ceden electrones, es decir, tiene poder reductor (NAD+/NADH - FAD+/FADH - NADP+/NADPH)
Enzimas:
son indispensables ya que catalizan esas reacciones químicas (coenzimas y cofactores)
El
catabolismo celular
se divide en tres fases
FASE 2:
Se centra en la
oxidación del Acetil-CoA
independientemente del origen molecular
FASE 3:
El Acetil-CoA se encoroza a una ruta metabólica llamada
Ciclo de Krebs
en la que se obtiene como desecho/producto
CO2 + H2O
FASE 1:
fase inicial
y en ella se degradan los polímeros para obtener monómeros. Es una fase
variable
porque depende de la naturaleza del polímero
Si entra un
ACILGLICÉRIDO
, tendremos Ác. grasos + glicerina
Si entra una
PROTEÍNA
, tendremos aminoácidos
Si entra un
POLISACÁRIDO
, tendremos monosacáridos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
GLUCÓLISIS
Generalidades:
Molécula que entra (reactivo):
glucosa
Molécula que sale (producto):
2 ácidos pirúvicos
(cada uno tiene 3 carbonos)
ocurre en el
citosol
Poder reductor: se generan
2 NADH
Balance energético: se obtienen
2 ATP
La glucólisis ocurre siempre tanto en eucariotas como en procariotas sin importar la presencia o no del O2.
Bacterias anaerobias facultativas ➺
2 rutas (sin y con O2). Ej: células musculares
Bacterias anaerobias
➺
sin O2
Cuando termina la glucólisis
CON O2: respiración celular
SIN O2: fermentación
Etapas:
Etapa de degradación:
2 GLICERALDEHIDOS 3P + 4ADP + 2Pi
➺
2 ÁC, PIRÚVICO+ 2NADH + 2H+ + 4ATP (al final solo quedan 2ATP porque se consumen 2)
Etapa de activación:
en esta primera etapa es necesario consumir Energía.
Ecuación quimica
Glucosa + 2ATP
➺
2 GLICERALDEHÍDOS 3P + 2ADP
RESPIRACIÓN CELULAR
A diferencia de la fermentación, el aceptor final de electrones es el O2
Se puede dividir en 4 rutas
Ciclo de Krebs
Entra Acetil-CoA + H2O
Se expulsa CO2
Ocurre en la matriz mitocondrial
Balance energético: en cada ciclo se obtiene un GTP (equivalente al ATP a nivel energético)
Es cíclico porque el producto final se une otra vez con el nuevo acetil que entra
Poder reductor: 3NADH y 1FADH2
Son 7 relaciones encadenadas y 8 compuesto
Por cada glucosa, 2 Ciclo de Krebs
También se llama Ciclo del Ácido cítrico
Cadena transportadora de electrones o cadena respiratoria
Entran todos los NADH/FADH2 que se han ido generando en las rutas anteriores y, también entra O2
Sale NAD+, FAD+ y H2O
Ocurre en la membrana mitocondrial interna (crestas mitocondriales)
El objetivo de esta ruta es generar una mayor concentración de protones en el
espacio intermembrana con respecto a la matriz mitocondrial
. Esto se consigue gracias a
bombas de protones
que utilizan la energía de los saltos de los electrones para bombear dichos protones en contra de gradiente
Descarboxilación del ácido pirúvico para obtener Acetil-CoA
Balance energético nulo. No se obtiene energía
Sí presenta balance reductor ya que se obtiene una molécula de NADH
Se obtiene Acetil-CoA y se desprende CO2
Ocurre en la Matriz Mitocondrial. Entra el ácido pirúvico y el CoA-SH (coenzima A)
Fosforilación oxidativa
Se obtiene ATP, en concreto...
Por cada NADH se generan 3ATP
Por cada FADH2 se generan 2ATP
El gradiente de electrones generado en la ruta anterior favorece que ahora esos protones viajen de vuelta a la matriz a través de una proteína que se encuentra en las crestas mitocondriales llamada
ATPsintetaza
. Este proceso genera energía capaz de ser almacenada en las moléculas de ATP
Entran protones H+
Ocurre entre el espacio intermembrana y la membrana mitocondrial interna
Se fosforila el ADP;
ADP + Pi ➺ ATP
Al final de la degradación total se obtiene CO2 y H2O
Ocurre en el interior de la mitocondria
En presencia de O2 es la ruta más rentable para degradar el ÁC.pirúvico. Esto lo llevan a cabo los organismos aerobios y anaerobios facultativos
CATABOLISMO DE LOS LÍPIDOS
Los ácidos grasos antes de entrar en la β-oxidación deben ser activados
Los lípidos con reserva energética son los acilglicéridos que para ser catabolizados deben separarse en sus respetivos monómeros. En esta hidrólisis interviene un grupo de enzimas llamadas
lipasas
Triglicérido ➺ glicerina + 3 ácidos grasos
Una vez en el interior de la célula, la glicerina se incorpora a la glucólisis y, los ácidos grasos serán catabolizados a través de una ruta llamada
β-oxidación de los ácidos grasos o Hélice de Lynen
ACTIVACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS
Se una a una molécula de Coenzima A a ese ácido graso dando lugar a un ACIL-CoA como resultado de esa combinación
Se consumen 2 ATP para esa activación
Ocurre en el paso desde el citosol al interior de la mitocondria
β-OXIDACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS
Ocurre en la matriz mitocondrial
Entra en la ruta el ACIL-CoA
Se llama hélice porque da la sensación de que está dando vueltas y, en cada vuelta se pierden 2 carbonos de esos ácidos grasos
Sale de la ruta moléculas de Acetil-CoA
No se obtiene ATP en esta ruta, pero si mucho poder reductor que luego irá a la cadena respiratoria: NADH/FADH2
CATABOLISMO DE LAS PROTEÍNAS
Estos grupos aminos se metabolizan como urea en el hígado y se expulsan a través de la orina. Y, las cadenas carbonadas restantes se incorporan a diferentes puntos del catabolismo degradándose hasta CO2.
De manera poco frecuente se pueden utilizar los aminoácidos para obtener energía. Un paso previo necesario es eliminar los grupos aminos. Nombraremos 2 vías: la
desaminación
y la
transaminación