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EL METABOLISMO
CELULAR
Es el conjunto de todas las reacciones
químicas que ocurren en una célula, y en
un ser pluricelular, todas las reacciones
químicas de su cuerpo.
FINALIDAD DEL
METABOLISMO
• MANTENER EL EQUILIBRIO
DINÁMICO DE UN ORGANISMO VIVO,
UNICELULAR O PLURICELULAR.
• LOGRAR LA HOMEOSTASIS
NECESARIA PARA MANTENER LA
VIDA.
FASES DEL METABOLISMO
• CATABOLISMO
• Reacciones destructivas
• Moléculas orgánicas
complejas (del exterior
Heterótrofos)
(Fabricación propia
Autótrofos)
• Se libera energía atrapada
por AMP O ADP.
• Se obtiene energía o ATP.
• Se producen moléculas
sencillas de desecho.
• ANABOLISMO
• Reacciones constructivas
• Precursores sencillos se
convierten en moléculas
complejas
• Se usa energía
• Se gasta energía o ATP.
• Se produce AMP y ADP
• ESTRUCTURA DEL ATP
• Es una molécula orgánica formada por una
base nitrogenada (adenina) unida a una
molécula de azúcar de tipo pentosa, la
ribosa (de 5 carbonos) ésta, tiene enlazados
tres grupos fosfato.
•
Trifosfato de adenosina (ATP).
• El AMP y el ADP, son formas incompletas del
ATP.
• Estas formas incompletas captan energía de las
reacciones catabólicas y se convierten en ATP
• El ATP dona su energía almacenada para formar
sustancias, durante el anabolismo y se transforma
en ADP Y AMP
Adenisín difosfato (ADP)
Adenisín monofosfato (AMP)
• Sustancia es toda porción de materia con
propiedades características.
• Se llama sustancia pura a aquella que no se puede
descomponer en otras mediante procedimientos
físicos (como calentamientos, evaporación,
decantación, imantación).
• Dentro de las sustancias puras, según su
composición, pueden ser simples, si posee un solo
tipo de elemento químico (O2; O3; N2), o
compuestas, con más de un tipo de elemento en
su estructura (H2O; CO2; NH4 )
Las sustancias también pueden ser:
INORGÁNICAS
Son simples o compuestas
Se combinan los diferentes
elementos de la tabla
periódica.
Son moléculas con pocos
átomos.
ORGÁNICAS
Son siempre compuestas
Se repiten los siguientes
cuatro elementos:
CARBONO, HIDRÓGENO, OXÍGENO,
NITRÓGENO.
C.H.O.N.
Son macromoléculas que
contienen muchos átomos
Son estables, las moléculas
no se rompen fácilmente. Son inestables, las moléculas
se rompen más fácilmente
Las sustancias que son necesarias
para el funcionamiento y estructura
de los seres vivos se denominan
biomoléculas
COMPOSICION (%) EN
BIOELEMENTOS DEL CUERPO
HUMANO
99.25%:
H,O,C,N
H
62.6
O
25.75
C
9.5
N
1.4
Otros
0.75
0.75%:
Ca: 0.33
P: 0.23
K: 0.06
S: 0.05
Na: 0.04
Cl: 0.03
Mg: 0.01
Fe: 0.001
Trazas:
Cu,I,Co,Zn
PORCENTAJE DE BIOMOLECULAS
DE UNA CELULA HUMANA
H20
75
Proteínas
15
Azucares
2
Lípidos
3
Metabolitos
intermedios
>1.5
RNA 2
DNA <0.5
Sales 1
BIOELEMENTOS
• De los más de 107 elementos químicos descritos en la
Tabla Periódica sólo 22 están presentes en la mayoría
de los seres vivos, y de ellos únicamente 16 están
presentes en todos los seres vivos.
• Estos 16 bioelementos se agrupan en:
• A) Elementos Mayores: Son 4: C, H, O y N;
representan el 99.25% del total, y dan lugar las
biomoléculas principales.
• B) Elementos Menores: Son 12: Ca, P, Na, K, Cl,
S, Mg, Fe, Cu, Zn, Co, I.
CALCIO
• Elemento más abundante del cuerpo.
•  del 99% del Ca se encuentra en los depósitos
minerales de hidroxiapatita: (PO4)3Ca5(OH)
de los huesos y los dientes.
• El 1% restante del participa en la comunicación
celular y en la regulación de procesos celulares:
función de enzimas, presión sanguínea,
contracción muscular, etc.
• Su pérdida por el hueso produce la osteoporosis.
FOSFORO
• Forma parte junto con el Ca de la hidroxipatita del
hueso, y de estructura química de los fosfolípidos, ácidos
nucleicos, NAD y NADP y ATP.
• Regula el pH de las células.
MAGNESIO
• Afecta el metabolismo del Ca, Na y K.
• La > parte se encuentra en los huesos y es esencial para
mantener su estructura.
• Activador de Rx. enzimáticas en las que participa el ATP.
• Ayuda a mantener los potenciales eléctricos de las
membranas de las neuronas y de los músculos y en la
transmisión del impulso de los nervios a los músculos.
AZUFRE
• Forma parte de nuestra dieta al ingresar como
componente de aa: cisteina y metionina, los cuales
forman proteínas.
• La cisteina además forma parte del glutation:
importante en la detoxificación de drogas y la
protección de células del daño oxidativo.
Na, Cl y K
• Son electrolitos que regulan el balance de fluídos.
• Importantes en la conducción nerviosa y contracción
muscular.
HIERRO
• Esencial para la distribución del O2 hacia las células, al
formar parte de 2 moléculas transportadoras de O2 :
hemoglobina y mioglobina.
• Forma parte también de varias proteínas que
participan en:
- la cadena transporte de e- mitocondrial,
- metabolismo de drogas y
- sistema inmune.
COBRE
• Necesario para el transporte de Fe y para mantener las
membranas celulares de los glóbulos rojos.
• Componente de la enzima antioxidante superóxido
dismutasa.
• Tiene un rol en el metabolismo del colesterol, su
deficiencia  los niveles de colesterol en la sangre.
MANGANESO
• Funciona en una forma de la enzima antioxidante
superóxido dismutasa.
BIOELEMENTOS
• 12) Selenio: Interactúa con la Vit. E al
proteger al cuerpo contra el daño oxidativo de
los radicales libres. Síntesis de hormonas
tiroideas.
• 13) Yodo: Síntesis de hormonas tiroideas.
• 14) Fluor: Necesario para la salud dental, se
incorpora al esmalte del diente al formar
fluorapatita : ((PO4)3Ca5(OH,F)), el cual es más
resistente a los ácidos.
BIOELEMENTOS
• 15) Cromo: Esencial para el transporte de
glucosa hacia el interior de las células.
• 16) Molibdeno: Activador enzimático.
• 17) Boro: Metabolismo de Ca y Mg.
• 18) Cobalto: Forma parte de la Vit. B12.
AGUA
•
•
•
•
•
•
Molécula más abundante en los seres vivos.
Lugar de donde se originó la vida.
Medio para las reacciones químicas.
Sin agua no hay metabolismo.
Sin agua no hay reproducción.
Sin agua no hay vida.
AGUA
CARACTERISTICAS QUIMICAS
• Formada por átomos de O (1) e H (2).
• Molécula polar: DIPOLO
FORMACION DEL H2O
H
X
X
X
X
O
XX
X=electrón
X
X
H
FORMACION DEL H2O
H
X
X
X
X
O
XX
X=electrón
X
X
H
AGUA
CARACTERISTICAS QUIMICAS
• Forma puentes de hidrógeno entre sus moléculas;
4 en el caso del hielo.
AGUA
CARACTERISTICAS QUIMICAS
AGUA PROPIEDADES
SOLVENTE UNIVERSAL
CATABOLISMO DE
AZÚCARES
Es la primera fase del Catabolismo de
los azúcares, tiene lugar en el
citoplasma de la célula y no necesita la
presencia de Oxígeno = Es un
proceso Anaerobio.
Lo realizan todas las células vivas =
PROCARIONTES Y
EUCARIONTES
Ciclo de Krebs
El producto más importante de la degradación de los
carburantes metabólicos es el acetil-CoA, (ácido acético
activado con el coenzima A), que continúa su proceso de
oxidación hasta convertirse en CO2 y H2O, mediante un
conjunto de reacciones que constituyen el ciclo de Krebs
punto central donde confluyen todas las rutas catabólicas
de la respiración aerobia. Este ciclo se realiza en la
matriz de la
mitocondria
El ciclo de krebs
La cadena transportadora de electrones:
fosforilación oxidativa.
LA CADENA TRANSPOTADORA
DE ELECTRONES
Las enzimas de la cresta mitocondrial transportan los H
hasta el Oxigeno formándose agua.
Hipótesis quimiosmótica
1.
La ATP sintetasa es un gran complejo
proteico con canales para protones que
permiten la re-entrada de los mismos.
2.
La síntesis de ATP se produce como
resultado de la corriente de protones
fluyendo a través de la membrana:
ADP + Pi ---> ATP
3.
Los protones son transferidos a través de
la membrana, desde la matriz al espacio
intermembrana, como resultado del
transporte de electrones que se originan
cuando el NADH cede un hidrogeno. (Ver
la animación transporte de electrones.) La
continuada producción de esos protones
crea un gradiente de protones.
CATABOLISMO DE LÍPIDOS
En el citoplasma los triglicéridos
son hidrolizados por las lipasas en
Glicerina+ Ácidos Grasos.
La glicerina se transforma en
Gliceraldehido 3P y se incorpora a
la Glucolisis.
Los Ácidos Grasos van liberando
fragmentos de 2 carbonos en la
matriz mitocondrial en forma de
Acetil CoA en un proceso llamado:
CATABOLISMO DE
PROTEÍNAS
No se utilizan normalmente
como fuente de energía.
1.Hidrólisis de la proteína
produciendo aminoácidos
libres.
2.Desaminación : el NH2 se
elimina de diversas formas.
3.Esqueleto carbonado:
Acetil CoA