Clase 8 Metabolismo Intermediario

El metabolismo intermediario

Temas a revisar:

Glucólisis Gluconeogénesis Complejo de la piruvato deshidrogenasa Ciclo de Krebs, Fosforilación oxidativa Fotosíntesis

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La glucólisis

Glucólisis: Gluco =dulce; lisis= ruptura

Es la secuencia de reacciones quemetabolizan una molécula de glucosa enmetabolizan una molécula de glucosa endos moléculas de piruvato con laproducción neta de dos moléculas de ATP,2 NADH + H+ y 2 H2O.

Glicólisis: ruptura de cualquier hexosa y suintegración a la ruta glucolítica.

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La glucolisis se realiza en todas las células, tanto procariontescomo eucariontes.

En las células eucariontes, la glucolisis se realiza en el citosol.

• Per se, la glucólisis es un proceso anaerobio.

La glucólisis

• Durante este proceso, parte de la energía potencial almacenada en laestructura de la hexosa se libera y es utilizada para la síntesis de ATP yla generación del transportador de e- NADH.

Esta ruta metabólica es llevada a cabo por organismos aerobios yanaerobios.

Existen células, tejidos y órganos glucodependientes (eritrocito,testiculos, cerebro…).

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Fases de la glucólisis

• Algunos autores proponen 2Fases Principales:

1ª Fase:1ª Fase:

• Fase preparatoria.

• Aquí ocurre el cebado opreparación de las moléculasmediante fosforilaciónes(inversión energética).

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Fases de la glucólisis

2ª Fase:2ª Fase:

• Fase común a todoslos azúcares.

• Recuperación de laenergía invertida enenergía invertida enbase a mecanismosde fosforilación a nivelde sustrato.

1 Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ → 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2Owww.g

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En términos energéticos…

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Puntos de entrada en laglucólisis para la galactosa y

fructosa

La glicólisis (destrucción de otras hexosas)

Metabolismo de la fructosa.

La fructosa entra en la vía de glucólisis enel hígado a través de la vía de la fructosa-1-fosfato. En las demás células es tomadopor una HK inespecífica.

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Algunos destinos del piruvato

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Glucólisis = energía rápida

El metabolismo anaeróbico de la glucosa, del proceso de glucolisis,provee tal fuente de energía para ejercicio intenso y durante cortotiempo. w

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GLUCONEOGENESIS

Síntesis nueva de glucosa apartir de precursores de tres ycuatro carbonos.cuatro carbonos.

Las reacciones y las enzimasdistintivas de lagluconeogénesis se muestranen rojo.

Las otras reacciones soncomunes con la glucólisis.

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Las enzimas para la gluconeogenesis se encuentran en el citosol, excepto lapiruvato carboxilasa (se encuentra en la mitocondria) y la glucosa 6-fosfatasa (unidaa la membrana del retículo endoplásmico). Se muestran los puntos de entrada paralactato, glicerol y aminoácidos.

La gluconeogénesis

El oxalacetato utilizado en el citosol para la gluconeogenesis seforma en la matriz mitocondrial mediante la carboxilación delpiruvato.

El oxalacetato sale de la mitocondria en forma de malato, el cualse oxida a oxalacetato en el citosol.

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La gluconeogénesis y la glucólisis están inter-reguladas

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La incorporación de carbonos al ciclo de Krebs

En el ciclo de Krebs ocurre la última oxidación de los carbonos (CO2)www.g

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El ciclo de Krebs es la últimavía común para la oxidación decarbohidratos, ácidos grasos yaminoácidos que se lleva a caboen la mitocondria.

El ciclo de Krebs

en la mitocondria.

También se le llama ciclo delácido cítrico o ciclo de los ácidostricarboxílicos.

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CADENA RESPIRATORIA - MITOCONDRIA

Cadena de transporte de electrones yfosforilación oxidativa

Dos procesos acoplados que se llevan acabo en las crestas mitocondriales paraproducir H2O y ATPproducir H2O y ATP

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La cadena de transporte de e-

La cadena de transporte deelectrones es un conjunto detransportadores electrónicossituados en la membranamitocondrial interna.

Estos transportadores electrónicosestán dispuestos en ordencreciente de afinidad electrónicade tal forma que se transfieren loselectrones que proceden de lascoenzimas reducidas hasta eloxígeno.

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Estructura de NADH-QOxidoreductasa.

El NADH se oxida en el brazo, y loselectrones son transferidos parareducir a Q en la membrana.

El complejo I (NADH deshidrogenasa)

reducir a Q en la membrana.

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El complejo II (succinato deshidrogenasa)

Contiene FAD comogrupo prostético.

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El transportador de e- lipídico

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El complejo III (Citocromo c óxido-reductasa)

Complejo del citocromo b-c1:

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El citocromo c

Es el único transportador de e- proteico que no está anclado enla membrana mitocondrial interna.w

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Complejo de la citocromo aa3:

Transporta los electrones delcomplejo anterior para formaruna molécula de agua

El complejo IV (Citocromo c oxidasa

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Visión parcial de la cadena de e-

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El ATP se sintetiza en el complejo V (F1-F0)

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¿Cómo funciona la cadena de e-?

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Esto permite el movimiento muscular

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Visión global de lo revisadohasta ahora en la unidad

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Mapa conceptual:

Metabolismo de azúcares

Glucólisis

y Glicólisis

Complejo de laPiruvato

Deshidrogenasa

Ciclo deKrebs

CadenaRespiratoria

Catabolismode Glucosa,

Fructosa,Galactosa.

Generación de:

2 ATP,

2 NADH + H+

2H2O y

2 piruvato

Destinos metabólicos del piruvato en anoxia:

Lactato, etanol, formiato, alanina,

Oxaloacetato. (para gluconeogénesis)

Generación de:

2 NADH + H+

2 Acetil CoA y

2 CO2

Generación de:

6 NADH + H+

2 FADH2

2 GTP

6 CO2

Oxidación de NADHy FADH2, transporte

de e- y

generación de ungradiente

electroquímico deprotones.

Consumo delgradiente

electroquímicoy generación de

ATP encomplejo V

Producción de energía para consumo celularwww.g

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La Fotosíntesis

La fotosíntesis es el proceso mediante el cual losorganismos vivos convierten la energíaenergía luminosaluminosa enenergía química.

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Este proceso explota la energíasolar para proveer la energía parala serie de reacciones que permitenconvertir 6 moléculas de CO2 y 6H2O en carbohidratos, y liberar O2.

Fotosíntesis = construir o ensamblar con luz

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Es la principal vía química en lafotosíntesis es la conversión dedióxido de carbono y agua encarbohidratos y oxígeno.

La fotosíntesis

CO2 + H2O [CH2O] + O2

Los carbohidratos formados poseenmayor energía que el material inicial(CO2 y H2O)

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Ocurre en plantas, algas yprotozoarios con cromóforos

Cromóforo: estructuracapaz de excitarse por luz.En general, los pigmentosaccesorios (carotenoides,xantocianinas, ficocianinas,eritrocianina…), permitenla captación de luz.

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Permite que haya ciclos tróficos

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Estructuras fotosintéticas

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Estructura del cloroplasto

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¿Cómo funciona un cloroplasto?

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La captación de luz

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Fase Luminosa (fotofosforilación)

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Fase Obscura (no requiere luz para ocurrir)

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El ciclo de Calvin consiste de tresetapas.

Etapa 1: fijación del carbono por lacarboxilación de la ribulosa 1,5-bifosfato.

El Ciclo de Calvin

Etapa 2: reducción del carbón fijadopara empezar la síntesis de unahexosa.

Etapa 3. Regeneración delcompuesto inicial, ribulosa 1,5-bifosfato.Se realiza en el estroma de loscloroplastosw

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Mapa conceptual

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¿Cómo se forma ATP?

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¡Funcionan de forma semejante!

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Mapa conceptual

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