METABOLISMO

La célula es una máquina que necesita energía para realizar

sus trabajos

METABOLISMO CELULAR

Los organismos vivos mantienen un continuo intercambio de materia y energía con el exterior.

Todos los organismos necesitan nutrientes, que toman del exterior, y energía para realizar su funciones vitales.

Metabolismo

Los nutrientes han de sufrir una serie de transformaciones o cambios químicos para ser útiles a las células.

Los nutrientes se transforman para suministrar energía a las células o bien para ser “materia prima” para la biosíntesis de compuestos celulares.

CONCEPTO DE METABOLISMO

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en el interior

celular

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas catalizadas por enzimas y que

tienen por objetivo la obtención de materiales y energía para sustentar la funciones vitales.

TIPOS DE REACCIONES

Anabolismo: conjunto de reacciones químicas de síntesis de biomoléculas a partir de moléculas más sencillas. (Consumen energía)

Catabolismo: reacciones químicas de

degradación de la materia orgánica para obtención de energía.

NUTRIENTES QUE RINDEN ENERGÍA

Carbohidratos Grasas

Proteínas

MACROMOLÉCULAS CELULARES

Polisacáridos Lípidos

Proteínas Ácidos nucleícos

PRODUCTOS FINALES POBRES EN

ENERGÍA CO2 H2O NH3

MOLÉCULAS PRECURSORAS

Azúcares Ácidos grasos Aminoácidos

Bases nitrogenadas

Energía química ATP/ADP

NAD+/NADH

CATABOLISMO

ANABOLISMO

TIPOS DE METABOLISMO

Según la forma de obtener la materia que necesitan:

Autótrofos: pueden sintetizar materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos. Fotosintéticos: emplean la luz como fuente de energía. Quimiosintéticos: obtienen la energía de reacciones

químicas.

Heterótrofos: sintetizan su propia materia orgánica a partir de otros compuestos orgánicos

Metabolismo autótrofo

Los organismos autótrofos (células vegetales): •La célula atrapa la energía de la luz solar.

•La célula incorpora agua, CO2 y sales minerales y mediante la energía atrapada fabrica su propia materia orgánica (fotosíntesis). •Una vez fabricadas, estas sustancias son utilizadas en el metabolismo celular.

Metabolismo autótrofo H2O + CO2

Pigmentos fotosintéticos

Energía solar + Materia inorgánica

Materia orgánica propia

(Glucosa otras moléculas)

FOTOSÍNTESIS (O QUIMIOSÍNTESIS)

+ O2

Crecimiento y reparación celular (Reacciones químicas de síntesis que

consumen energía)

+ Obtención energía (Respiración celular)

ANABOLISMO CATABOLISMO

Movimiento Funciones Reacciones metabólicas

Metabolismo heterótrofo

En la nutrición heterótrofa (células animales): •A partir de las sustancias ingeridas la célula fabrica sus propia materia (crece y se renueva) y obtiene energía para realizar todas sus actividades.

Metabolismo heterótrofo Alimento (materia orgánica)

Nutrientes

(Precursores macromoléculas)

Digestión y otras transformaciones (componentes sencillos de alimento)

Crecimiento y reparación celular (Reacciones químicas de síntesis que

consumen energía)

+ Obtención energía (Respiración celular)

ANABOLISMO CATABOLISMO

Movimiento Funciones Reacciones metabólicas

Alimento no digerido (Excrementos )

Objetivos del metabolismo

Obtención de energía a partir de la degradación de compuestos orgánicos.

Síntesis de componentes celulares propios (proteínas, lípidos…)

Fabricación y degradación de biomoléculas con función específica en la célula (hormonas, neurotrasmisores…)

Reacciones metabólicas

Catalizadas por enzimas. Son reacciones químicas encadenadas

(rutas metabólicas). Son reacciones que consumen o desprenden

energía (endergónicas/ exergónicas). La mayoría son reacciones REDOX.

Rutas metabólicas

Lineales Ramificadas

Cíclicas

Energía Química

La energía que contienen las moléculas procede de la energía química contenida en sus enlaces químicos.

La rotura y formación de enlaces de las reacciones químicas produce una variación de la Energía libre de las moléculas. AG< 0, reacción exergónica AG> 0, reacción endergónica

Papel del ATP

En el metabolismo hay reacciones que liberan energía (AG<0) y otras que la consumen (AG>0).

Estas reacciones no tienen porque ocurrir al mismo tiempo.

Si no hay ninguna forma de acoplamiento esta energía se libera en forma de calor.

La energía liberada en las reacciones metabólicas se puede conservar por la síntesis acoplada de ATP.

Adenosin trifosfato

ATP + H2O ADP + Pi + Energía

El enlace fosfato puede almacenar hasta 7 Kcal/mol

El acoplamiento de las reacciones tienen lugar mediante enzimas.

ATP CO2

ATP

ADP +

Pi

Biosíntesis Contracción y movilidad

Transporte activo Transferencia de la

información genética

CATABOLISMO

O2

H2O

COMBUSTIBLES

COENZIMAS

Son sustancias necesarias en el proceso de catálisis enzimática.

Nunca son proteínas. Transportadores de energía:

ATP/ADP GTP/GDP

Transportadores de electrones: NAD+/NADH NADP+/NADPH FAD/FADH2

NADPH

COMBUSTIBLE REDUCIDO

PRODUCTO OXIDADO

(Reacciones degradativas)

CATABOLISMO

PRODUCTO BIOSINTÉTICO

REDUCIDO

PRECURSOR OXIDADO

ANABOLISMO (Reacciones biosintéticas reductoras)

NAD+ NADH

Los enzimas

Son catalizadores biológicos. Actúan disminuyendo la energía de

activación de la reacción y acelerando las reacciones químicas celulares.

No se consumen en la reacción y se recuperan al final de esta.

Mecanismo de actuación de los enzimas

Se forma un complejo enzima-sustrato

Energía de activación

Propiedades de los enzimas

Son proteínas. Son específicos.

De reacción De especie

No se consumen. Se desnaturalizan por calor y cambios de

pH. Son muy eficientes.

Factores que afectan la actividad química de los enzimas

Temperatura

Factores que afectan la actividad química de los enzimas

pH

Activadores e inhibidores

Nutrición celular El metabolismo celular: Es un conjunto de reacciones químicas que ocurren en la célula con la finalidad de obtener energía y moléculas para crecer y renovarse.

La Respiración Celular es una de las vías principales del metabolismo, gracias a la cual la célula obtiene energía en forma de ATP. Tiene lugar en las mitocondrias.