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METABOLISMO
PAPEL DE LAS MEMBRANAS EN LOS
INTERCAMBIOS CELULARES
La membrana es la capa que delimita las células.
Para que las células funcionen necesitan
intercambiar materia y energía con su entorno.
La función principal de la membrana plasmática
es el intercambio de sustancias con el medio
extracelular.
Hay distintos tipos de transporte.
PAPEL DE LAS MEMBRANAS EN LOS
INTERCAMBIOS CELULARES
Transporte pasivo:
No se gasta energía.
Se realiza a favor de un gradiente de
concentración.
Las moléculas se desplazan desde el lugar
donde la concentración es mayor hacia el lugar
donde es menor.
El transporte pasivo puede realizarse de dos
formas:
Difusión simple.
Difusión facilitada.
PAPEL DE LAS MEMBRANAS EN LOS
INTERCAMBIOS CELULARES
Difusión simple
Sirve para moléculas solubles en la
membrana.
Las moléculas atraviesan por sí mismas la
membrana desplazándose entre los
fosfolípidos
Ejemplo:O2, CO2, urea, etc
PAPEL DE LAS MEMBRANAS EN LOS
INTERCAMBIOS CELULARES
Difusión simple
PAPEL DE LAS MEMBRANAS EN LOS
INTERCAMBIOS CELULARES
Difusión facilitada
Las moléculas atraviesan la membrana
gracias a que se unen a unas proteínas
transportadoras específicas.
La realizan moléculas de mayor tamaño.
PAPEL DE LAS MEMBRANAS EN LOS
INTERCAMBIOS CELULARES
Difusión facilitada
PAPEL DE LAS MEMBRANAS EN LOS
INTERCAMBIOS CELULARES
Transporte activo:
En este proceso se gasta energía.
Se realiza en contra de gradiente de concentración.
En este transporte intervienen unas proteínas
transportadoras llamadas bombas (porque “bombean”
sustancias a través de la membrana), que
transportan las moléculas desde el lugar menos
concentrado al más concentrado.
PAPEL DE LAS MEMBRANAS EN LOS
INTERCAMBIOS CELULARES
Transporte activo:
PAPEL DE LAS MEMBRANAS EN LOS
INTERCAMBIOS CELULARES
Transporte de moléculas de elevado peso
molecular:
Sirve para transportar moléculas de gran tamaño.
Hay distintos tipos: endocitosis y exocitosis.
PAPEL DE LAS MEMBRANAS EN LOS
INTERCAMBIOS CELULARES
Endocitosis:
Es un proceso de entrada de moléculas.
El proceso tiene los siguientes pasos:
1. Se forma una invaginación.
2. Se cierra y se estrangula formándose una vesícula que se incorpora al interior de la célula.
Hay dos tipos de endocitosis:
Pinocitosis: cuando se incorporan líquidos y sustancias disueltas.
Fagocitosis: cuando se incorporan grandes partículas sólidas.
PAPEL DE LAS MEMBRANAS EN LOS
INTERCAMBIOS CELULARES
Endocitosis:
PAPEL DE LAS MEMBRANAS EN LOS
INTERCAMBIOS CELULARES
Exocitosis:
Es el mecanismo por el que las
macromoléculas contenidas en vesículas
citoplasmáticas son expulsadas al espacio
extracelular.
La membrana de la vesícula se fusiona con la
membrana plasmática liberándose el
contenido al exterior.
PAPEL DE LAS MEMBRANAS EN LOS
INTERCAMBIOS CELULARES
Exocitosis:
PAPEL DE LAS MEMBRANAS EN LOS
INTERCAMBIOS CELULARES
Exocitosis:
Es el mecanismo por el que las
macromoléculas contenidas en vesículas
citoplasmáticas son expulsadas al espacio
extracelular.
La membrana de la vesícula se fusiona con la
membrana plasmática liberándose el
contenido al exterior.
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
Metabolismo: conjunto de reacciones
químicas que tienen lugar en el interior
de las células.
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
Para que se lleve a cabo el metabolismo es
necesario una fuente de energía y de materia.
Según la fuente de materia los organismos se
clasifican en:
Autotrofos: su fuente de materia es el CO2
Heterótrofos: su fuente de materia son
compuestos orgánicos
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
Según su fuente de energía los organismos se
clasifican en:
Fotótrofos su fuente de energía es la luz del
sol.
Quimiotrofos: su fuente de energía son las
reacciones químicas.
Combinando la fuente de energía y la de
materia encontramos cuatro tipos de
organismos: fotoautotrofos, fotoheterotrofos,
quimioautotrofos y quimioheterótrofos.
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
El metabolismo está dividido en dos grandes
procesos:
Anabolismo: consiste en la construcción de
moléculas, gastando energía.
Catabolismo: es un proceso de ruptura de
moléculas con la obtención de energía.
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
El metabolismo está dividido en dos grandes
procesos:
Anabolismo: consiste en la construcción de
moléculas con gasto de energía.
Catabolismo: es un proceso de ruptura de
moléculas con la obtención de energía.
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
Hay varias moléculas importantes en el
metabolismo: el ATP, el NADH, FADH y
NADPH.
ATP
Es un nucleótido llamado Adenosin trifosfato.
Es la forma que tienen las células de almacenar
energía.
Procede de la unión del ADP + P
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
NADH, FADH y NADPH.
También son nucleótidos.
Tiene dos formas: la oxidada (sin H al final)
y la reducida (con H al final).
En el catabolismo se utilizan formas
oxidadas que tras la reacción pasan a estar
reducidas.
En el anabolismo las formas reducidas se
oxidan.
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
Moléculas
sencillas
Moléculas
complejas
ANABOLISMO
CATABOLISMO
NADPH, NADH, FADH NADP, NAD, FAD
ATP ADP+P
ATP ADP+P
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
Anabolismo Catabolismo
Fabrica biomoléculas Degrada biomoléculas
Consume energía (ATP)
Consumen NADH, NADPH o
FADH.
Produce energía (ATP)
Producen NADH, NADPH o
FADH.
Ejemplo: síntesis de
proteínas, ácidos nucleicos,
fotosíntesis etc.
Ejemplos: glucolisis, ciclo de
Krebs, etc
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
Metabolismo
Anabolismo Catabolismo
Son
reacciones de
síntesis
Son
reacciones de
degradación
ENERGÍA
ATP
consume produce
LA RESPIRACIÓN CELULAR
Es un proceso catabólico.
Es el conjunto de reacciones química en las que
se utilizan las moléculas orgánicas para obtener
energía (en forma de ATP)
Tiene varias fases:
1. Glucolisis se realiza en el citoplasma de todos los
organismos ya sean aerobios (viven en presencia de
oxígeno) o anaerobios (viven sin oxígeno)
2. Formación de Acetil Co-A
3. Ciclo de Krebs tiene lugar en las mitocondrias y
se necesita la presencia de oxígeno.
4. Cadena respiratoria se produce en la membrana
de las crestas mitocondriales.
LA RESPIRACIÓN CELULAR
GLUCOLISIS
Ruta de 10 pasos que convierte una molécula de
glucosa en 2 de piruvato, generando dos moléculas
de ATP.
Tiene lugar en el citoplasma de la célula.
Se divide en dos fases:
1. Fase de inversión de energía conjunto de 5
reacciones en las que se invierten dos ATP y se
forman dos gliceraldehido 3P.
2. Fase de generación de energía cada
gliceraldehido 3P se oxida a piruvato formándose 4
ATP (dos por cada piruvato) y 2 NADH.
LA RESPIRACIÓN CELULAR
GLUCOLISIS
Glucosa
2 Gliceraldehido 3P
2 Piruvatos
Fase de
inversión de
energía
Fase de
generación de
energía
2 ATP
2 ADP
4 ADP
4ATP
2 NAD
2NADH
Por cada gliceraldehido 3P que se transforma en piruvato se forman 2ATP y 1
NADH, como tenemos 2, obtenemos 4 ATP y 2 NADH
Se obtienen 4 ATP pero hemos gastado 2 en la primera fase por lo que realmente
sólo obtenemos 2 ATP.
LA RESPIRACIÓN CELULAR
GLUCOLISIS
Rendimiento neto de la glucolisis:
Glucosa 2 piruvatos + 2ATP + 2NADH
LA RESPIRACIÓN CELULAR
La glucolisis puede utilizar otros compuestos
además de la glucosa como: distintos
monosacáridos (galactosa, fructosa, manosa)
disacáridos (maltosa, lactosa, sacarosa) o glicerol
procedente de la digestión de grasas.
LA RESPIRACIÓN CELULAR
CICLO DE KREBS
o Los organismos aerobios oxidan más las moléculas
orgánicas, obteniendo muchísima más energía.
o Esto se consigue en el ciclo de Krebs.
o Para entrar en el ciclo de Krebs, en primer lugar
el piruvato y otros compuestos resultado del
catabolismo de otros glúcidos, lípidos y proteínas
se convierten en Acetil- coenzima A.
o En esta reacción se forma un NADH por cada
piruvato que se convierte en Acetil-CoA.
LA RESPIRACIÓN CELULAR
Piruvato
Acetil Co-A
NAD CoA-SH
CO2NADH
Por cada piruvato que se transforma en Acetil CoA obtenemos una
molécula de NADH. Como tenemos dos piruvatos, obtendremos dos
Acetil CoA y 2 NADH
LA RESPIRACIÓN CELULAR
CICLO DE KREBS (o ciclo del ácido cítrico)
o Una vez sintetizado el acetil Co-A, éste entra en el
ciclo de krebs.
o Este ciclo tiene lugar en la matriz mitocondrial en
presencia de oxígeno.
o Es un ciclo de 8 reacciones en el que por cada
acetil Co-A se forman:
o (Recordamos que teníamos 2 piruvatos y por tanto dos acetil co-A)
1ATP+ 3NADH +FAH2.
LA RESPIRACIÓN CELULAR
CICLO DE KREBS
LA RESPIRACIÓN CELULAR
CICLO DE KREBS
Acetil CoANADH
NADH
NADH
ATPFADH2
LA RESPIRACIÓN CELULAR
CADENA RESPIRATORIA
La molécula de glucosa que inició la glucólisis está
completamente oxidada. Parte de su energía se ha
invertido en la síntesis de ATP pero la mayor
parte de la energía está en los electrones
capturados por el NAD+ y el FAD.
Para extraer la energía acumulada en el NADH y
el FADH2 tiene lugar la cadena de transporte de
electrones.
LA RESPIRACIÓN CELULAR
CADENA RESPIRATORIA
En esta cadena los electrones del NADH y FADH2
van pasando por una serie de transportadores de
electrones (proteínas de membrana) y este paso se
utiliza para sintetizar ATP, mediante un proceso
que se llama fosforilación oxidativa.
Ocurre en la membrana de las crestas
mitocondriales.
LA RESPIRACIÓN CELULAR
CADENA RESPIRATORIA
LA RESPIRACIÓN CELULAR
CADENA RESPIRATORIA
Por cada NADH se sintetizan: 3 ATP
Por cada FADH2 se sintetizan : 2ATP
LA RESPIRACIÓN CELULAR
CADENA RESPIRATORIA
¿Cuántos NADH y FADH2 se han formado desde el
principio?
Glucolisis 2NADH
Formación acetil CoA 1 por cada piruvato
(2piruvatos ) 2NADH.
Ciclo de Krebs 3NADH y 1FADH2 por cada
piruvato (2 piruvatos) 6 NADH y 2FADH2
LA RESPIRACIÓN CELULAR
CADENA RESPIRATORIA
Total NADH = 10
Se forman 3ATP por cada uno total ATP = 30
Total FADH2 = 2
Se forman 2 ATP por cada uno total ATP = 4
LA RESPIRACIÓN CELULAR
BALANCE GLOBAL DE LA OXIDACIÓN TOTAL
DE GLUCOSA
Glucolisis = 2ATP
Ciclo de Krebs 2 ATP (1por cada Acetil coA)
Cadena de transporte de electrones = 34 ATP
Total= 38 ATP
LA RESPIRACIÓN CELULAR
Reacción global de la respiración celular:
¿Por qué 36 ATP si habíamos obtenidos 38?
Porque se gastan 2ATP en el paso de los 2 NADH
formados en la glucolisis al interior de la mitocondria
para oxidarse en la cadena respiratoria.
Glucosa + 6O2 6 CO2 + 6H2O + 36ATP
LA RESPIRACIÓN CELULAR
FERMENTACIÓN
Los organismos anaerobios extraen la energía de la
glucosa gracias a la glucolisis, obteniendo así 2ATP, 2
NADH y 2 piruvatos.
Tras la glucolisis estos organismos llevan a cabo la
fermentación, cuya función es regenerar el NAD
para tenerlo disponible de nuevo para la glucolisis.
Se lleva a cabo en el citoplasma.
Hay dos tipos de fermentación: la láctica y la
alcohólica.
LA RESPIRACIÓN CELULAR
FERMENTACIÓN LÁCTICA:
El piruvato se reduce a lactato gastando NADH.
2 Piruvato
2 Lactato
2NADH
2NAD
Glucosa
2 Piruvato
2ATP
2ATP
2NADH
2NAD
LA RESPIRACIÓN CELULAR
FERMENTACIÓN LÁCTICA:
El balance neto de la fermentación láctica es:
Se utiliza para la realización de quesos y yogur
gracias a la acción bacteriana.
Tiene lugar en nuestro músculo cuando
hacemos ejercicio intenso y el músculo se
queda sin oxígeno.
Glucosa 2 lactatos + 2ATP
LA RESPIRACIÓN CELULAR
FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA:
El piruvato se reduce a etanol gastando NADH.
Glucosa
2 Piruvato
2ATP
2ATP
2NADH
2NAD
2 Piruvato
2 etanol
2 Acetaldehido
2NAD
LA RESPIRACIÓN CELULAR
FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA:
El balance neto de la fermentación alcohólica
es:
Se utiliza para la realización de bebidas
alcohólicas y del pan gracias a la acción de
levaduras.
Glucosa 2 etanol + 2ATP
