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Bioenergética y metabolismo Las células necesitan energía para realizar trabajos Disponen de mecanismos transformadores de energía Bioenergética y metabolismo La solar es la fuente principal de energía primaria en los ecosistemas Bioenergética y metabolismo Los organismos necesitan incorporar bioelementos para construir sus estructuras Bioenergética y metabolismo La conversión de energía y la transformación de materia constituyen el metabolismo Tipos de metabolismo Fuente de energía fototrofo (plantas, algas y algunas bacterias) quimiotrofo (animales, hongos, protozoos y algunas bacterias) Fuente de carbono autótrofo (Ci) (plantas, algas y algunas bacterias) heterótrofo (comp. orgánico) (animales, hongos, protozoos y algunas bacterias) Relación con el oxígeno aerobio anaerobio (fermentativo) Fuente de nitrógeno orgánico (animales, hongos, protozoos y algunas bacterias) inorgánico (NH3, NO3-, NO2-) (plantas, algas y algunas bacterias) molecular (N2) (algunas bacterias) Bioenergética y metabolismo El metabolismo es una red de rutas con reacciones acopladas de degradación (catabolismo) y síntesis (anabolismo) Bioenergética y metabolismo El metabolismo es una red de rutas con reacciones acopladas El acetil CoA y el ciclo de Krebs son los puntos de enlace entre catabolismo y anabolismo Bioenergética y metabolismo Independientemente de la fuente primaria, los ribonucleótidos trifosfato aportan la energía metabólica a las reacciones biológicas Bioenergética y metabolismo Las rutas catabolicas obtienen energía, las anabólicas la usan Bioenergética y metabolismo El metabolismo es una red de rutas con reacciones acopladas El catabolismo obtiene energía, el anabolismo la usa Bioenergética y metabolismo Síntesis de ATP Bioenergética y metabolismo Síntesis anaerobia de ATP Fosforilación a nivel de sustrato Bioenergética y metabolismo Síntesis de ATP Fosforilación quimiosmótica Cadenas transportadoras de electrones Bioenergética y metabolismo Síntesis de ATP Fosforilación quimiosmótica Cadenas transportadoras de electrones La energía electrónica liberada se aprovecha para generar un gradiente quimiosmótico a ambos lados de una membrana Cadena respiratoria mitocondrial Aparato fotosintético cloroplastidial Los H+ vuelven a favor de gradiente a su compartimento original activando a la ATP sintasa Bioenergética y metabolismo Fosforilación quimiosmótica ATP-sintasa Bioenergética y metabolismo Fosforilación quimiosmótica ATP-sintasa Bioenergética y metabolismo La fotofosforilación consigue energía para fijar bioelementos (C, N y S) Bioenergética y metabolismo La glucolisis y la respiración aerobia (vía fosforilación oxidativa) consigue ATP para reacciones de síntesis Bioenergética y metabolismo Obtención de poder reductor para reacciones de síntesis en el citosol Bioenergética y metabolismo Obtención de poder reductor para reacciones de síntesis en el citosol Bioenergética y metabolismo El metabolismo es una red de rutas con reacciones acopladas que deben ser finamente reguladas Bioenergética y metabolismo Enzimas Bioenergética y metabolismo Enzimas Bioenergética y metabolismo Enzimas Mecanismo de acción enzimática Modelo ajuste inducido Modelo llave-cerradura Bioenergética y metabolismo Las enzimas acoplan las rutas metabólicas Bioenergética y metabolismo Enzimas Mecanismos de regulación de la actividad enzimática Una molécula de enzima no tiene por qué actuar siempre a la misma velocidad. Su actividad puede estar modulada por: •cambios en el pH •cambios en la temperatura •presencia de cofactores •las concentraciones del sustrato y de los productos finales •presencia de inhibidores •modulación alostérica •por modificación covalente Bioenergética y metabolismo Enzimas Mecanismo de regulación de la actividad enzimática Cofactores: Metales y Coenzimas (oxidorreductores, ATP…) apoenzima + grupo prostético= holoenzima Bioenergética y metabolismo Enzimas Mecanismos de regulación de la actividad enzimática Inhibición Bioenergética y metabolismo Enzimas Mecanismos de regulación de la actividad enzimática Regulación alostérica Bioenergética y metabolismo Enzimas Mecanismos de regulación de la actividad enzimática Regulación alostérica Regulación feed-back (acticación por sustrato e unhibición por producto) Bioenergética y metabolismo Enzimas Mecanismos de regulación de la actividad enzimática Modificación covalente: fosforilación por kinasas Elementos de la reacción El enzima no fosforilado es inactivo El enzima fosforilado es activo
