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XIXI Biología. 2º Bachil lerato. IES SANTA CLARA.
Belén Ruiz Departamento Biología- Geología.
https://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/2o-bachillerato/2o-biologiaI IES Santa Clara
TEMA 11. METABOLISMO CELULAR: CATABOLISMO I
EL METABOLISMO: CONCEPTO
METABOLISMO la nutrición de las células supone una serie de
complejos procesos químicos catalizados por enzimas que tienen
como finalidad la obtención de materiales y/o energía para el
mantenimiento de la vida.
El metabolismo va a poder descomponerse en dos series de
reacciones:
–Anabolismo. procesos bioquímicos que se producen en la célula
y que tienen como finalidad la obtención de sustancias orgánicas
complejas a partir de sustancias más simples con un consumo
energía. Son anabólicos, por ejemplo, la fotosíntesis, la síntesis de
proteínas o la replicación del ADN.
–Catabolismo. En estos procesos las moléculas complejas son
degradadas formándose moléculas más simples. Se trata de
procesos destructivos generadores de energía; como por ejemplo:
la glucolisis.
METABOLISMO desempeña cuatro funciones específicas:.
–Obtener energía química del entorno, a partir de la luz solar o
de la degradación de moléculas ricas en energía.
–Transformar las moléculas nutrientes en precursores de las
macromoléculas celulares.
–Sintetizar las macromoléculas celulares a partir de los
precursores.
–Formar y degradar las biomoléculas necesarias para las
funciones especializadas de las células (hormonas,
neurotransmisores..)
EL METABOLISMO SE LLEVA A CABO MEDIANTE RUTAS METABÓLICAS:–Las reacciones del metabolismo están ligadas en una trama de secuencias llamadas rutas metabólicas.–Una ruta metabólica es una secuencia de reacciones bioquímicas que relacionan entre sí dos tipos de compuestos importantes, el compuesto inicial de la ruta y el producto o productos finales. Entre ambos, los productos de transformación sucesivos se denominan intermediarios metabólicos o metabolitos. El conjunto de enzimas que catalizan la ruta es un sistema multienzimático.–Aunque comprende centenares de reacciones diferentes, las rutas metabólicas centrales son pocas e idénticas en la mayor parte de los organismos.–Las rutas metabólicas pueden ser lineales, ramificadas o cíclicas.
LAS RUTAS METABÓLICAS ESTÁN REGULADASA
COMPARTIMENTACIÓN DE LOS PROCESOS METABÓLICOS CELULARES
SISTEMAS MULTIENZIMÁTICOS
CATABOLISMO Y ANABOLISMOCATABOLISMO⇒ Degradación de moléculas orgánicas
– (Rutas convergentes) ⇒ Procesos exergónicos– Finalidad :
ATP Poder reductor (NADPH y NADH) 12 precursores bioquímicos
– Catabolismo aerobio (O2) y anaerobio (No O2)ANABOLISMO ⇒ Síntesis de moléculas orgánicas complejas
– (Rutas divergentes) ⇒ Procesos endergónicosSimultaneidad y SincronizaciónConservación evolutiva de las rutas centrales (análisis general)Participación de metabolitos intermediarios (Catabolismo-anabolismo):
– Papel de ATP/ADP (“moneda” o “vector” de energía)– Papel de NADH, NADPH, FADH2 (poder reductor)
• Fuente indirecta de energía• Fuente de materia (H+ y e- ) Para la síntesis
CATABOLISMO Y ANABOLISMO
Conservación evolutiva de las rutas
centrales (análisis general)
CATABOLISMO Y ANABOLISMO
Participación de metabolitos
intermediarios (Catabolismo-anabolismo):
– Papel de ATP/ADP (“moneda” o
“vector” de energía)
– Papel de NADH, NADPH, FADH2 (poder
reductor)
Fuente indirecta de energía
Fuente de materia (H+ y e- )
Para la síntesis
TIPOS DE METABOLISMO
Tipos de organismos en función de su metabolismo
Fuente de energía
Luminosa Fotótrofos
Oxidación de compuestos
químicosQuimiotrofos
Quimioorganotrofos(c. orgánicos)
Quimiolitotrofos(c. inorgánicos)
Fuentede
Carbono
CO2 Autótrofos
Compuestosorgánicos
Heterótrofos
EL CATABOLISMO
FORMAS DE OBTENCIÓN DE ENERGÍA EN EL CATABOLISMO
TIPOS DE CATABOLISMO
Tipos: Respiración celular: Fosforilación oxidativa y
Fosforilación a nivel de sustrato Aerobia Anaerobia
Fermentaciones: Fosforilación a nivel de sustrato “RECICLADO DE COENZIMAS”
EL CATABOLISMO ESQUEMA GENERAL
Membranaexterna
Membranainterna
Matrizmitocondrial
Crestamitocondrial
Espaciointermembranal
PRINCIPALES VÍAS PARA EL
CATABOLISMO DE GLÚCIDOS
CATABOLISMO DE LOS GLUCIDOS: LA RESPIRACIÓN CELULAR AEROBIA DE GLÚCIDOS O AZÚCARES
Fases y Localización DEGRADACIÓN DE GLÚCIDOS :
– Glucogenolisis: POLÍMEROS → MONÓMEROS• Glucógeno → n glucosa- 1P
– Glucolisis: CitoplasmaA partir de glucosa: Proceso general: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
+ 686 kcal /mol– C. Krebs:
Matriz mitocondrial– Fosforilación oxidativa:
Membrana interna (crestas mitocondriales)
1. GLUCÓLISIS O RUTA DE EMBDEN-MEYERHOF: OXIDACIÓN PARCIAL DE LA GLUCOSA
CITOSOL EN PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
Activación:
Consumo de 2 ATP : Glucosa → GAL3P
Oxidación:
Aldehído a Ácido: GAL3P → G3 P
Restitución:
Produce 2 ATP:
3 PG → P
Etapas: Activación: Consumo de 2 ATP : Glucosa → GAL3P Oxidación: Aldehído a Ácido: GAL3P → 3 PG
• (GAL 3P-deshidrogenasa ⇒ 2 NADH + 2 ATP ) Restitución: Produce 2 ATP: 3 PG → P
1. FOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSA
2. CONVERSIÓN DE LA G-6P EN F-6P
3. FOSFORILACIÓN DE LA F-6P A F 1-6 DP
4. ROTURA DE LA F 1-6 DP EN DHAP Y G-3P
5. INTERCONVERSIÓN DE LAS TRIOSAS FOSFATOS
6. 0XIDACIÓN DEL G-3P A 1,3DPG
7. TRANSFERENCIA DEL P DESDE EL 1-3 DPG AL ADP
8. CONVERSIÓN DEL 3-PG A 2-PG.
9. DESHIDRATACIÓN DEL 2-PG A PEP.
10. TRANSFERENCIA DEL P DESDE EL PEP AL ADP.
1Glucosa + 2 NAD++ 2ADP + 2 Pi → 2 Ac. Pirúvico + 2 ATP + 2 NADH +2H+
BALANCE ENERGÉTICO DE LA GLUCÓLISIS
2 - DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL PIRUVATO
2 Piruvato + 2 NAD+ + 2 CoA-SH → 2 Acetil CoA + 2 CO2 + 2 NADH + H + Piruvato deshidrogenasa-descarboxilasa
“Acetil CoA → Punto de encuentro de las encrucijadas metabólicas”
El piruvato obtenido de la glucolisis es transportado desde el citoplasma
hasta la MATRIZ mitocondrial, mediante transportadores específicos.
Una vez dentro de la mitocondria, el complejo multienzimático piruvato-
deshidrogenasa se encarga de la descarboxilación oxidativa del
piruvato para obtener ácido acético
2. CONDICIONES AEROBIAS: DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL PIRUVATO
3- EL CICLO DE KREBS o DE LOS AC. TRICARBOXÍLICOS
1 molécula de GTP
(convertible en ATP).
3 Moléculas de NADH y 1
molécula de FADH2 que
posteriormente permitirán
la síntesis de ATP mediante
la fosforilación oxidativa.
2 moléculas de CO2,
correspondientes al ácido
acético y la recuperación
de la coenzima A.
4- CADENA RESPIRATORIA: TRANSPORTE ELECTRÓNES Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA:
Es el mecanismo de síntesis de ATP en la respiración.Ocurre en la membrana interna mitocondrial.El AP se obtiene al unir ADP a Pi utilizando la energía donada por el NADH+H+ y el FADH2.Proceso:
Transporte electrónico. Formación del gradiente
quimiosmótico. Síntesis de ATP.
Sistemas Ia, Ib, II, III: complejos multienzimáticos Cadena redox:
Aceptor final : O2 ⇒ H2O
Reciclado de Coenzimas
http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/2bachillerato/Fisiologia_celular/contenidos5.htm
La molécula de glucosa que inició la glucólisis está completamente oxidada. Parte de su energía se ha invertido en la síntesis de ATP. Sin embargo, la mayor parte de la energía está en los electrones capturados por el NAD+ y el FAD.
Los electrones procedentes de la glucólisis, de la oxidación del ácido pirúvico y del ciclo de Krebs se encuentran en un nivel energético aún muy alto. En el transporte de electrones éstos son conducidos a través de una cadena con múltiples y sucesivos aceptores. Cada uno de los cuales es capaz de aceptar electrones a un nivel ligeramente inferior al precedente. Los transportadores pueden existir en dos estados de oxidación próximos, pasando del uno al otro según acepten o desprendan electrones.
Cada par redox sólo puede recibir electrones de otro par que tenga potencial de reducción más negativo y solo puede cederlos al par que lo tenga menos negativo. El potencial mas negativo de la cadena respiratoria es el NAD+ con -0,32 voltios. En el otro extremo está el agua con +0,82 voltios.
Sistemas Ia, Ib, II, III,+ ATPasa (V)
Nota: El sistema I puede desglosarse en dos, los complejos NADH deshidrogenasa y FADH2 Succinato deshidrogensa, en este caso tendríamos 5 sistemas principales. (En la PAU ha caído así)
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA TEORÍA QUIMIOSMÓTICA DE MITCHELL
Caída electrónica ⇒ energía libre para transporte activo de H+
ATPasa ⇒ síntesis de ATP (fosforillación oxidativa
Cuando los electrones se mueven por la cadena transportadora salen a niveles energéticos inferiores y van liberando energía. Esta energía se emplea para fabricar ATP, a partir de ADP, en el proceso de fosforilación oxidativa
Por cada dos electrones que pasan del NADH al oxígeno se forman 3 moléculas de ATP. Por cada dos electrones que pasan desde el FADH2 al oxígeno forman 2 de ATP. El mecanismo por el cual se produce ATP se explica por la teoría del acoplamiento quimiosmótico.
BALANCE ENERGÉTICO: 36/38 ATP
PROCESO GLOBAL: Glucosa + 6 O2 → 6 CO2 + 6H2O + 38 ATP (máximo)
Lanzaderas
LA RESPIRACIÓN
CELULAR AEROBIA
CATABOLISMO DE GLÚCIDOS: LA RESPIRACIÓN CELULAR ANAEROBIA
RESPIRACIÓN CELULAR ANAEROBIA Aceptor final diferente al oxígeno Ej: SO4
2- H2S Fosforilación oxidativa
NADH
NAD+ (COENZIMA RECICLADO)
SO42-
H2S + O2
Cadena de transporteElectrónico (redox)
ATP
CATABOLISMO DE GLÚCIDOS: LAS FERMENTACIONES
CONCEPTO Localización:
Citoplasma Fosforilación:
A nivel de sustrato Aceptor de electrones:
Compuesto orgánico Oxidación incompleta
RENDIMIENTO ENERGETICOBalance de ATP: 4 – 2 = 2ATP
Rendimiento comparado:11 % Glucolisis (2 ATP)40 % Respiración (38 ATP)
Nº de ATP Incremento de Energía libre entre reactivos y productos
Glucolisis 2 x 7,3 Kcal/mol.= 14,6 - 137 Kcal/mol. Rendimiento = 11%
Respiración 38 x 7,3 Kcal/mol.= 277,4 - 686 Kcal/mol. Rendimiento = 40 %
LA FERMENTACION ALCOHÓLICA
Concepto: Glucosa + 2 (ADP + Pi) → 2 Etanol + 2 CO2 + 2 ATP Aceptor final: acetaldehído (reciclado de coenzimas) Importancia: cerveza, vino, pan, ron (Saccharomyces)
Biotecnología: microbiología industrial Vinagre (Bacterias
del a. acético) Bebidas alcohólicas
(levaduras) Alcohol etílico
(disolvente industrial, combustible)
Hongos, Bacterias poseen el enzima Piruvato descarboxilasaEfecto Pasteur. Levaduras. Saccharomyces cerevissiae.
Rendimiento energético: 2 ATPLocalización: citosol
http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//3250/3409/html/animad
iscont.gif
LA FERMENTACION LÁCTICA
CONCEPTO: Concepto: Glucosa + 2 (ADP + Pi) 2 Ácido láctico (C3) + 2 ATP Aceptor final: Piruvato (reciclado de coenzimas) Importancia: prod. lacteos: mantequilla, queso, yogur, “músculo” ⇒
“agujetas” (Lactobacillus bulgáricus, streptococus termophilus, Lactococcus, etc.)
Obtención de: ácido láctico (C3) a partir de ácido pirúvico (C3) Regeneración del NAD
Bacterias lácticas Heterótrofas Anaerobias Aerobias facultativas
Homofermentativas: Sólo producen ácido láctico.
Lactobacillus (L. lactis, L. bulgaricus, L. casei)
Strepticoccus faecalis
Heterofermentativas: Producen además otras sustancias
Lactobacillus (L. brevis, L. bifidus)
Leuconostoc (L. citrovorum, L. mesenteroides)
EL CICLO DE CORI
El ciclo de Cori es la circulación cíclica de la glucosa y el lactato entre el músculo y el hígado.
Las células musculares se alimentan principalmente
de glucosa de sus reservas glucogénicas y
sobre todo de la que llega a través de la circulación
sanguínea procedente del hígado.
Durante el trabajo muscular, en presencia de una gran actividad glucogenolítica anaerobia, se producen grandes cantidades de lactato, que difunde a
la sangre para ser llevado al hígado.
Ello es debido a que las células musculares carecen de la enzima glucosa-6-fosfatasa, por lo que la glucosa fosforada no puede salir a la circulación. El
lactato en el hígado es convertido nuevamente en glucosa por gluconeogénesis, retornando a la circulación para ser llevada de vuelta
al músculo. Representa la integración entre la glucólisis y gluconeogénesis de diferentes tejidos del cuerpo.
Ideas clave: Se produce en el hígado y músculo.En condiciones de hipoxia.Las moléculas que se intercambian: lactato y
glucosa.Objetivo.- mantener la producción de ATP
mediante glucólisis en el músculo esquelético en condiciones de hipoxia; en la demanda del ejercicio.
Es la circulación cíclica de la glucosa y el lactato entre el músculo y el hígado.
Las células musculares se alimentan principalmente de glucosa de sus reservas glucogénicas y sobre todo de la que llega a través de la circulación sanguínea procedente del hígado.
A lo largo del ciclo, el glucógeno muscular es desglosado en glucosa y ésta es transformada a piruvato mediante la glucólisis.
Este piruvato se transformará en lactato por la vía del metabolismo anaeróbico gracias a la enzima lactato deshidrogenasa.
El lactato es transportado hasta el hígado por vía sanguínea y allí es reconvertido a piruvato, y, después, a glucosa a través de la gluconeogénesis.
La glucosa puede volver al músculo para servir como fuente de energía inmediata o ser almacenado en forma de glucógeno en el hígado. Este reciclaje del ácido láctico es la base del Ciclo de Cori.
Esquema general de las VIAS DEGRADATIVAS DE LA GLUCOSA
Tipo de fermentación Microorganismo implicado
Sustrato Producto Alimento
Alcohólica Levadura Almidón, Glucosa Etanol y CO2 Pan, vino, cerveza
Láctica Bacteria Carne picada Ácido láctico Embutidos
Homoláctica Bacteria Lactosa, glucosa Ácido láctico Yogur, queso
Heteroláctica Bacteria Carne picada, pescado
Ácido láctico, CO2 y etanol
Embutidos, salsas de pescado,
salazón, pasta de pescado
Acética Bacteria Vino, suero, malta, sidra
Ácido acético Vinagre
CATABOLISMO DE LOS LÍPIDOS
Grasas: Hidrólisis (lipasas) ⇒ Ac. Grasos + Glicerol Ac. Grasos: β-oxidación ⇒
n Acetil CoA → C. Krebs (ej. Palmitico 16C ⇒ 8 AcetilCoA)
Glicerol → GAL3P → Piruvato → Acetil CoA → C. Krebs
Objetivos: 1 precursor metabólico (acetil CoA)
Poder reductor: Cada β-oxidación: 1FADH2 y 1NADH
Energía : (ejemplo ac. Palmítico ⇒ 130 ATPs )
CATABOLISMO DE LAS PROTEÍNAS Y AMINOÁCIDOS
No es una fuente energética adecuada para la célula. Tienen otras funciones y el
consumo energético para su síntesis es elevada, a la par que generan muchos
residuos peligrosos para la célula.
Proceso:
Hidrólisis de las proteínas para liberar aminoácidos mediante enzimas
específicas: proteasas o peptidasas.
Catabolismo de los aminoácidos:
Eliminación del grupo amino: transaminación, desaminación oxidativa
(genera amoníaco).
Oxidación de la cadena carbonada. Tras el adecuado proceso se
introduce y oxida en el ciclo de Krebs.
Proteínas → Aminoácidos (digestión)Aminoácidos:
Desaminación .⇒ - NH2 (excreción o transaminación)
Oxidación de la cadena carbonada ⇒ c. De Krebs, AcetilCoA, Piruvato
Glucogénesis o Cetogénesis
Cetogénesiso
Glucogénesis
INTERCONEXIONES DE LAS RUTAS
CATABÓLICAS
CATABOLISMO DE ÁCIDOS NUCLEICOS
Los ácidos nucleicos (ADN y ARN) son hidrolizados por nucleasas
que liberan los nucleótidos.
Los nucleótidos por su parte son destruidos liberándose la pentosa,
el fosfato y la base nitrogenada que les constituyen. Estos
componentes suelen ser reutilizados para la síntesis de nuevos
ácidos nucleicos.
Cuando no son reutilizados, las bases nitrogenadas son degradadas
hasta ácido úrico.
TEST DE REPASO
TEMA 6
¿De qué manera obtienen energía los seres vivos que viven en una atmósfera pobre en oxígeno?.
Por respiración celular anaerobia o por los distintos tipos de fermentaciones.
Relación entre el ciclo de Krebs y la glicólisis. ¿Qué papel juega cada uno/a en el metabolismo? .
Son rutas degradativas consecutivas necesarias para la oxidación total de la glucosa. Glucolisis: Fase anaerobiaobjetivo: 2ATP, poder reductor (2NADH) y 6 precursores. C. Krebs: Fase aerobia ( no se produciría en ausencia de oxígeno)
objetivo: GTP, 4 precursores y poder reductor (3NADH y 1FADH2 )
Indica con un esquema la procedencia de los productos de la degradación total de la glucosa en la respiración celular aerobia, incluido el balance de ATPs.
Proceso global: Glucosa + 6 02 => 6 CO2 + 6H2O
Qué doble finalidad tiene el metabolismo en los seres vivos? Razona la respuesta y pon un ejemplo de cada una de ambas facetas.
Biosíntesis (Anabolismo), Energía, precursores y p. reductor (catabolismo)
Indica, por orden de actuación, las rutas metabólicas que intervienen en el siguiente proceso, señalando que finalidad tiene cada una en el metabolismo. Glucosa + 6 O2 ------> 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP
Todas degradar m. orgánica por oxidaciónOBJETIVOS:1ºglucolisis:
- (6 precursores metabólicos)- Produce 2 ATP por fosforilación a nivel de sustrato. (objetivo, energía)- Genera poder reductor en forma de 2 NADH. (objetivo)
2º Descarboxilación del Piruvato:- Precurso: Acetil-CoA. -Poder reductor: NADH + H+
3ºC. Krebs: - Poder reductor en forma de 3 NADH y 1 FADH2.- 4 precursores metabólicos .- Energía en forma de 1 GTP (convertible y equiparable al ATP)
4º Transporte de e- y fosforilación Oxidativa:- Generar ATP- NAD+ y FAD reciclados (oxidados) para volverlos a utilizar, de otra manera se colapsaría el
sistema
Indica que papel juegan en el metabolismo las siguientes moléculas: NADH, citocromo C, Acetil CoA, ADP
NADH (Fuente de H para biosíntesis y fuente indirecta de ATP por fosforilación oxidativa)
Citocromo C: transportador de e- en cadena respiratoria Acetil CoA: Punto de encuentro de muchas rutas metabolícas: biosíntesis (ej de
ácidos grasos, aminoácidos, etc.), producto intermediario en la degradación de glúcidos, lípidos, prótidos, etc.
ADP: (vector energético→ ATP).
¿En qué punto del metabolismo convergen las rutas catabólicas de azucares y grasas? ¿en que parte de la célula eucariótica se localiza dicha ruta? ¿cuáles son los productos finales de su degradación? (Suponer presencia de oxigeno)
Acetil CoA Matriz mitocondrial CO2 y H2O
¿De qué forma y en qué parte de la célula se produce el ATP? ¿en qué proceso se consume el ATP? (tanto procesos catabólicos como anabólicos).
Glucolisis (F. a nivel de S) en citosol, c. de Krebs GTP ≅ ATP en matriz m., cadena de T. e- (F. oxidativa) en crestas m., (Fotofosforilación) en tilacoides . Consumo: Anabolismo (biosíntesis) + transporte activo (membranas) + contracción muscular.
¿Qué ruta degradativa siguen los ácidos grasos? ¿cuáles son los productos finales de su degradación en presencia de oxígeno? ¿en qué punto conecta esta ruta degradativa con la de los azúcares? Razona la respuesta.
β-oxidación CO2 + H2O Acetil CoA
Representa mediante un esquema claro las rutas metabólicas generales utilizadas por la célula para oxidar la glucosa en presencia y ausencia de oxígeno respectivamente. ¿Cuáles serán en cada caso los productos finales de dichos procesos?
a) Esquema de r. aerobia: (4 etapas) + esquemab) Fermentación: Fase oxidativa= glucolisis F. reductora⇒ reciclaje
Productos: a) CO2 + H2O b) S. orgánica (ej. lactato)
Aunque los aminoácidos de la dieta deberían ser utilizados por el organismo para la formación de proteínas no siempre ocurre así y en muchos casos pueden ser catabolizados. ¿Qué beneficio puede obtener el organismo de la oxidación de un aminácido? ¿qué productos de desecho se generarían tras la degradación total de los aminoácidos en condiciones aeróbicas? Razona la respuesta:
a) Beneficio: energía ante carencia de nutrientes energéticos. b) NH3 (x desaminación), CO2, H2O (x. degradación de cetoácidos). En
ureotélicos el NH3 pasa a urea…
Dibuja una célula e indica en qué partes de la misma se localizan las distintas rutas que intervienen en la degradación de los ácidos grasos en presencia de oxígeno. Pon nombre a cada una de ellas.
1º β-oxidación2º c. Krebs3º cadena de TE
Define el concepto de respiración y fermentación respectivamente, e indica a continuación las principales similitudes y diferencias existentes entre ambos. ¿Cuál es el papel biológico de la fermentación? ¿qué tipo seres vivos dependen de ella exclusivamente para obtener energía?. Pon dos ejemplos concretos.
Respiración: Degradación de moléculas orgánicas hasta su oxidación total para la obtención de precursores metabólicos, poder reductor y energía química en forma de ATP. Como aceptor final de electrones actúa el oxígeno u otra sustancia inorgánica como el ión sulfato con el fin de reciclar los coenzimas a su forma oxidada.Fermentación: Degradación de moléculas orgánicas hasta su oxidación parcial para la obtención de precursores metabólicos, poder reductor y energía química en forma de ATP. Como aceptor final de electrones actúa un compuesto orgánico como el piruvato o el acetaldehido con el fin de reciclar los coenzimas a su forma oxidada.Similitudes y diferencias:Aceptores finales ≠ ,R: oxidación total con fosf. oxidativa y a nivel de sustrato (más ATP) F: oxidación incompleta con fosf a nivel de S..Papel de Fermentación: reciclaje de coenzimas para permitir nuevas oxidaciones. Anaerobios estrictos ej. Lactobacillus bulgáricus (bacteria) , Sacharomyces cerevisiae (levadura)
Define el concepto de glucólisis: indica su localización celular y su función biológica. (o define cualquier otra ruta).
Concepto: Ruta catabólica de oxidación parcial de la glucosa a piruvato.Localización: CitosolFunción biológica: ATP, NADH, y 6 precursores metabólicos
Identificar el proceso que aparece en la figura , indica su localización celular y su función biológica. ¿qué le ocurre a este proceso en ausencia de oxígeno?. Razona la respuesta.
1º Transporte e- y fosforilación oxidativa (ATP) en cadena respiratoria2º Localización: Crestas mitocondriales. 3º Se colapsan los procesos oxidativos, sin aceptor final no existe reciclaje de coenzimas a su forma oxidada. Y estos no están disponibles para nuevas oxidaciones.
Indicar el proceso que aparece en la figura, indica su localización celular y su función biológica anabólica y catabólica. Indica tres posibles orígenes del Aceti-CoA.
1º Ciclo de Krebs2º Localización: Matriz mitrocondrial3º Funciones: GTP (catabólica), poder reductor (1FADH2, 3NADH, anabólica y cataboólica), 4 precursores (anabolica).4ºOrigen Acetil CoA: oxidación de: 1 piruvato, 2 ac. Grasos, 3 aminoácidos.
La disminución de grasas en la dieta no reduce necesariamente el riesgo de padecer obesidad si se mantiene alta ingesta de hidratos de carbono. ¿Cómo explicas este comportamiento a nivel metabólico?
Elabora un texto coherente (no más de diez líneas) referentes a la respiración aerobia, en el que figuren los siguientes términos: 1º NADH, 4º ATP, 3º O2, 2º cadena de transporte electrónico.
La respiración aerobia constituye un proceso catabólico que permite la degradación, por oxidación total, de sustancias orgánicas. Los electrones y protones desprendidos en el proceso son captados por coenzimas oxidados para dar su forma reducida, como es el caso del NADH, estos coenzimas ceden sus electrones y protones a una cadena de transporte electrónico formada por moléculas transportadoras estratégicamente situados, lo que permite un transporte de e- a favor de gradiente de potencial redox, hasta un aceptor final que en este caso será el O2 para dar H2O. La energía liberada en la caída a niveles energéticos más bajos, es acoplada a la fosforilación del ADP para dar ATP por fosforilación oxidativa.
El exceso de glúcidos no utilizado se transforma en grasas en los hepatocitos del hígado y en los adipocitos. La oxidación parcial (catabolismo) de la glucosa produce precursores metabólicos para la síntesis de glicerol (a partir de 3 fosfoglicerato en la glucolisis) y ácidos grasos ( a partir de Acetil CoA).
Identifica el proceso que aparece en la figura. Indica su localización celular y su función biológica. ¿Qué le ocurre a este proceso en ausencia de oxígeno? ¿Qué papel juega y donde se forma el NADH que interviene en este proceso?
a) Transporte electrónico y fosforilación oxidativa (síntesis de ATP)b) Localización y función : En crestas mitocondriales (transporte e-), Síntesis de ATP que acaba en la matriz mitocondrial.c) Si no existe O2 como aceptor final de electrones el sistema se colapsa y los coenzimas reducidos (NADH y FADH2) no se reciclan en sus formas oxidadas (NAD+ y FAD) de manera que no están disponibles para que acepten nuevos electrones en las reacciones oxidativas de la glucolisis, descarboxilación del piruvato, ciclo de Krebs , beta-oxidación etc. y no se puede obtener energía. Cuando esto nos ocurre a algunos aerobios como nosotros, pòdemos recurrir a mecanismos de obtención de energía alternativos como es la fermentación láctica , proceso menos rentable que utiliza moléculas orgánicas como aceptor final de electrones (ej. piruvato para dar Lactato)d) El NADH, es el principal coenzima reducido y obtiene los electrones (e-) y protones (H+) de la oxidación de moléculas orgánicas, principalmente glucosa a traves de las distintas etapas de la respiración celular (glucolisis (citosol), descarboxilación del piruvato (matriz), ciclo de Krebs (matriz)) o ácidos grasos (β-oxidación (matriz), ciclo de Krebs (matriz)). El NAD+ acepta protones y electrones que son cedidos a la cadena respiratoria permitiendo la obtención de energía por fosforilación oxidativa.
¿Cuáles pueden ser los posibles orígenes del Ac. CoA con el que funciona el ciclo de Krebs? ¿Cuál es la principal función metabólica de este ciclo?¿En qué parte (estructura/orgánulo) de la célula tiene lugar?
a) Ver gráfico b) Oxidación del acetil CoA procedente de las distintas rutas degradativas y
producción de coenzimas reducidos (poder reductor)c) En matriz mitocondrial
Bibliografía y páginas web
Biología. 2ºBachillerato. SANZ ESTEBAN, Miguel. SERRANO BARRERO, Susana. TORRALBA REDONDO. Begoña. Editorial Oxford.
Biología. 2ºBachillerato. ALCAMÍ, José. BASTERO, Juan José. FERNÁNDEZ, Benjamín. GÓMEZ DE SALAZAR, José María. MÉNDEZ, Mª Jesús. SLÖCKER Javier. Editorial SM.
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