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TEMA 13 CATABOLISMO CATABOLISMO AEROBIO DE LA GLUCOSA Glucolisis. Respiración celular. Formación de acetil CoA Ciclo de Krebs Cadena respiratoria GLUCOLISIS PRIMER PASO DEL CATABOLISMO DE LA GLUCOSA LA LLEVAN A CABO TODAS LAS CÉLULAS (DESDE LAS PROCARIOTAS HASTA LAS EUCARIOTAS MÁS EVOLUCIONADAS, LAS QUE UTILIZAN OXÍGENO Y LAS QUE NO LO UTILIZAN) TIENE LUGAR EN EL CITOSOL CONSTA DE NUEVE REACCIONES QUE SE PUEDEN RESUMIR: Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ 2 Ácido pirúvico + 2 ATP + 2 NADH FORMACIÓN DE ACETIL Co-A TIENE LUGAR EN LA MATRIZ MITOCONDRIAL CONSISTE EN LA DESCARBOXILACIÓN Y OXIDACIÓN DEL ÁCIDO PIRÚVICO SE PUEDE RESUMIR COMO: Ac. Pirúvico + Coenzima A + NAD+ El acetil–CoA ingresa en el ciclo de Krebs El NADH pasa a la cadena respiratoria El CO2 será eliminado Acetil CoA + CO2 + NADH (MATRIZ MITOCONDRIAL) CATABOLISMO DE LOS LÍPIDOS Β-OXIDACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS Ácido graso (n C) + CoA Acil–CoA (n C) CATABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS aminoácido Grupo amino NH4+ Urea Resto del esqueleto carbonado Intermediarios metabólicos Ciclo de Krebs FERMENTACIONES ¿Qué son las fermentaciones? ¿Qué organismos las llevan a cabo? ¿En qué parte de la célula tienen lugar? Moléculas de partida y productos Rendimiento energético Aplicaciones prácticas de las fermentaciones FERMENTACIONES Procesos catabólicos en los que se degrada parcialmente la materia orgánica y en los que no interviene el oxígeno. La realizan microorganismos como levaduras y las bacterias anaerobias. (las células musculares de los vertebrados realizan la fermentación láctica cuando hay un aporte insuficiente de oxígeno) El proceso tiene lugar en el citosol El principal sustrato utilizado en las fermentaciones es la glucosa. El proceso comienza con la glucolisis y los productos finales dependen del tipo de fermentación Los principales tipos de fermentación son la fermentación alcohólica y la fermentación láctica El rendimiento energético es menor que en el catabolismo aerobio ya que la oxidación la materia orgánica es sólo parcial. Desde el punto de vista evolutivo la fermentación es un proceso más antiguo que la respiración celular (la atmósfera primitiva carecía de oxígeno) FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA La llevan a cabo las levaduras del género Saccharomyces y algunas bacterias. Glucosa 2 Ac. Pirúvico 2 Etanal+ 2 NADH Glucosa Glucosa + 2 Pi + 2 ADP 2 Ac. Pirúvico + 2 NADH + 2 ATP 2 CO2 + 2 Etanal 2 etanol 2 etanol + 2 CO2 + 2 ATP 2 etanol + 2 CO2 + 2 ATP Aplicación práctica: obtención de alcohol y fabricación del pan. FERMENTACIÓN LÁCTICA La realizan bacterias como Lactobacillus y las células musculares de los vertebrados cuando no reciben suficiente oxígeno. Glucosa 2 Ac. Pirúvico + 2 NADH Glucosa 2 Ac. Pirúvico + 2 ATP + 2 NADH 2 Ac. Láctico 2 Ac. Láctico + 2 ATP Aplicación práctica: fabricación de yogur y queso CO2 + H2O Respiración Glucolisis GLUCOSA ACIDO PIRÚVICO Fermentación Productos de fermentación Acetaldehído = Etanal 1. Completa y comenta los siguientes esquemas 2 NAD+ 2NADH Glucosa Glucosa 2 ADP + 2 Pi 2NADH 2 Piruvato 2 Piruvato 2 ATP 2 Acetaldehído (CH3–CHO ) 2 NAD+ 2 Lactato (CH3–CHOH–COO- ) 2 Etanol (CH3–CH2OH ) Fosforilación oxidativa Ciclo de Krebs CATABOLISMO http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120071/bio11.swf (fosforilacion oxidativa) http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/metabolism/mido%20e%20tran sport.swf (atp-mitocondria) http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/sbioac/energy/mitochon.htm (Fosforilacion oxidativa –) http://vcell.ndsu.nodak.edu/animations/etc/movie.htm, pelicula, http://www.biorom.uma.es/contenido/biomodel/biomodel-misc/anim/enz/ruta.html (FERMENTACION ALCOHOLICA) http://www.biorom.uma.es/contenido/biomodel/biomodelmisc/anim/metab/atp-sint.html (ATP SINTETASA) (no) http://www.biorom.uma.es/contenido/biomodel/biomodel-misc/anim/metab/t-emitoc.html (TRANSPORTE ELECTRONICO MITOCONDRIA) (IGUAL QUE STOLAF) Oxidación del ácido pirúvico Coa - SH CO2 Piruvato deshidrogenasa CH3 CO CH3 COOH Ácido pirúvico CO SCoA Acetil - CoA NAD + NADH + H+ El ciclo de Krebs Glucosa Acetil-CoA Ácidos grasos Coenzima A Ácido oxalacético Ácido málico NAD + NADH Ácido cítrico Ácido fumárico FADH2 NAD + FAD NADH NADH NAD + Ácido isocítrico Ácido succínico GTP ADP ATP CO2 GDP Succinil-CoA CO2 Ácido -cetoglutárico H2O + + + NAD+ + + + + + + + + 3ADP 3ATP + NADH + Matriz mitocondrial Comp.III e e e e Comp. II Comp. I e e Cresta mitocondrial e e e e Cit C El NADH se oxida cediendo sus electrones al Complejo I. Este traspaso libera energía que se + utiliza+ para bombear protones al espacio + + + +intermembrana. Del Complejo+ I los electrones + + Los electrones captan un átomo de oxígeno y dos La ATP sintetasa + protones pasan alpasan Coenzima Q desdeII el bombea + Los electrones al Complejo y de ahí al + protones y forman una molécula de agua. Ahora espacio intermembrana a la+matriz, a favor de + Citocromo C3 , oxidándose y liberando energía en se encuentran en su estado de máxima oxidación gradiente. La energía + se el emplea en II se cada paso. Alliberada pasar por Complejo y mínima enegía. sintetizar ATP aprotones partir y fosfato. bombean espacio intermembrana Los electrones llegan al Complejo III que, de dealADP nuevo, utiliza la energía liberada en bombear protones en contra del gradiente. Los electrones ahora han liberado casi toda su energía. Espacio intermembrana Balance energético global del catabolismo aerobio de una molécula de glucosa 2 NADH Glucosa 2 NADH Glucólisis 2 ATP Ácido pirúvico 6 NADH AcetilCoA Ciclo de Krebs Cadena respiratoria 2 FADH2 2 ATP 34 ATP