Download OBTENCIÓN DE ENERGIA Y METABOLISMO EN LOS SERES VIVOS

OBTENCIÓN DE ENERGIA
Y METABOLISMO EN LOS
SERES VIVOS
Blga. Noemí Zuta Arriola
REACCIONES REDOX
Las reacciones
químicas implican
La molécula que
CEDE O PIERDE
La molécula que
gana o recibe
transferencia de
electrones desde un
Dador hasta un Aceptor
Se Oxida
REACCIÓN
REDOX
Se reduce
Generalmente en las células, LAS MOLECULAS SE OXIDAN POR
SUSTRACCIÓN DE ATOMOS DE HIDROGENO CON SU
RESPECTIVO ELECTRÓN
AGENTES DE TRANSFERENCIA DE
ELECTRONES
Forma Oxidada:
NAD+
NADP+
FAD+
Forma reducida
NADH+H+
NADPH+H+
FADH2
ADENOSIN TRIFOSFATO (ATP)
• Es la “UNIDAD MONETARIA DE ENERGIA DE LA
CELULA”. Es decir es la fuente inmediata de Energía.
• Es un NUCLEOTIDO; consta de:
Adenina: (base nitrógenada)
Ribosa (Azucar de 5 carbonos
3 grupos Fosfatos
ATP + H2O
ADP + P
∆ G = -7.6 Kcal/mol.
Adenosin Trifosfato (ATP)
GLUCOLISIS
ó ruta de Embden-Meyerhof
• Catabolismo o degradación de moléculas orgánicas
para la Obtención de Energía
• No hay intervención del Oxigeno, se lleva a cabo en el
CITOPLASMA
GLUCOSA
(HEXOSA)
PIRUVATO
(TRIOSA)
Comprende 2 Etapas:
Primera Etapa : SE GASTA MOLECULAS DE ATP PARA
FOSFORILAR, formandose finalmente dos triosas de
GLICERALDEHIDO 3- FOSFATO
Segunda Etapa:
Por cada gliceraldehido 3-fosfato se forma
un piruvato y la energía libre de las reacciones, es utilizada en
la fosforilación del ADP o síntesis de ATP
GLUCOLISIS
.
– Este proceso da como resultado un rendimiento
neto de dos moléculas de ATP (a partir de ADP y
fosfato inorgánico) y dos moléculas de NADH (a
partir de NAD+).
– La glucólisis se lleva a cabo virtualmente en todas
las células vivas, desde las células procarióticas
hasta las células eucarióticas de nuestros propios
cuerpos.
Glucosa + 2ATP + 4ADP + 2Pi + 2NAD+ =>
2 Ácido pirúvico + 2ADP + 4ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O
Oxidación del piruvato
El piruvato pasa al interior de la mitocondria, donde,
mediante una reacción irreversible, se une a un coenzima
y sufre una descarboxilación (pérdida de CO2) y una
oxidación, formándose: CO2, NADH y acetil-CoA.
Nota: La Acetil-CoA puede también producirse a partir de lípidos ( por beta
oxidación) o del metabolismo de ciertos aminoácidos. Su formación es un
nodo importante del metabolismo central.
CICLO DE KREBS,
•Se realiza en la Matriz Mitocondrial.
•Mediante 8 pasos sucesivos, los grupo
acetilo que entran al ciclo de krebs son
oxidados hasta moléculas de CO2.
•La mayoría de los átomos de
hidrógeno son aceptados por el NAD+
pero en un punto del ciclo son tomados
por el FAD. Algo de energía liberada
en el proceso es usada de inmediato
para formar GTP molécula equivalente
al ATP
Representación esquemática del ciclo de krebs
La cadena respiratoria
• Los transportadores de electrones NADH y FADH2,
originados en la glucolisis y en el ciclo de krebs,
albergan el poder reductor que les confieren los
electrones “energéticos” que transportan.
• Esa energía será liberada, poco a poco, a lo largo de la
cadena respiratoria que tiene lugar en las crestas y en
la membrana mitocondrial interna.
• En dicha membrana existen tres complejos enzimáticos
transportadores de electrones:
- El complejo NADH deshidrogenasa
- El complejo citocromo b-c
- El complejo citocromo oxidasa.
Teoria quimiosmótica
– De acuerdo con la teoría quimiosmótica, los
protones son bombeados hacia afuera de la
matriz mitocondrial, a medida que los
electrones descienden a lo largo de la cadena
de transporte electrónico, que se encuentra
en la membrana mitocondrial interna.
– El movimiento de protones a favor del
gradiente electroquímico, a medida que pasan
a través del complejo de la ATP sintetasa ,
suministra la energía por medio de la cual se
regenera el ATP a partir del ADP y el fosfato
inorgánico.
Las Lanzaderas
• Las moléculas de NAD+ y NADH no pueden atravesar la
membrana mitocondrial interna, que es una barrera
selectiva.
• Por ello el NADH generado durante la glicolisis y por
otras deshidrogenasas citosólicas no puede atravesar
dicha membrana para llegar a la matriz mitocondrial y
dar su par de electrones al complejo I de la cadena
transportadora.
• Para poder transferir ese " poder reductor " generado en
el citosol hasta la cadena transportadora de electrones
existen en las células de mamífero dos sistemas de
lanzadera de solutos que permiten la transferencia de
pares de electrones y protones ( pares de átomos de
hidrógeno ) bien directamente hasta la cadena
transportadora, bien hasta la matriz mitocondrial.
La lanzaderas
Existen 2 lanzaderas:
1) Lanzadera de glicerol-3-P : permite la
transferencia de pares de electrones y protones
( pares de átomos de hidrógeno ) directamente
hasta la cadena transportadora de electrones.
Su actividad varía en diferentes tejidos, siendo
especialmente activa en cerebro.
2) Lanzadera Malato aspartato: permite la
transferencia de pares de electrones y protones
( pares de átomos de hidrógeno ) directamente
hasta la matriz mitocondrial . Esta lanzadera es
especialmente activa en hígado y músculo
cardiaco
Lanzadera de glicerol-3-P
Lanzadera Malato aspartato
Rendimiento energético global
• La producción total a partir de una molécula de
glucosa es un máximo de 38 moléculas de ATP.
• Aproximadamente 266 kilocalorías por mol (7
kilocalorías por cada uno de los 38 moles de ATP)
han sido capturadas en los enlaces fosfatos de las
moléculas de ATP, que equivale a una eficiencia de
casi un 40 por ciento.
• Las moléculas de ATP, una vez formadas, son
exportadas a través de la membrana de la
mitocondria por un sistema de cotransporte que al
mismo tiempo ingresa una molécula de ADP por
cada ATP exportado.
Las vías anaerobias
El ácido pirúvico puede convertirse en :
• Etanol (alcohol etílico)
• En ácido lactico
Las levaduras transforman el jugo de fruta
en vino, convirtiendo la glucosa en etanol.
Se desprende CO2, se oxida el NADH y se reduce acetaldehido
El ácido láctico se forma a partir del ácido pirúvico, por
acción de una variedad de microorganismos y también
por algunas células animales cuando el O2 es escaso
o está ausente.
, el NADH se oxida y el ácido pirúvico se reduce
Vias principales del catabolismo y anabolismo de la célula
Otros alimentos son degradados y convertidos a moléculas que