Bioenergetica resp celular

14/05/11 Lic. Deborah E. Rodriguez C.

“LA RESPIRACIÓN CELULAR” (1)

METABOLISMO

BIOQUÍMICAUCE


Cuestionario

Que es el metabolismo? Cuales son sus fases. Descríbalas

Establezca las diferencias entre anabolismo y catabolismo

Que son secuencias metabólicas? Que son vías metabólicas y cuales son sus

componentes. De ejemplos Que son ciclos metabólicos, ejemplos Que es un metabolito de encrucijada, ejemplos Cuando un proceso es anfibolico? Ejemplos


Continuación

Que es la bioenergética? Que es el cambio de energía libre y como se representa? Como se clasifican las células según la fuente de energía que

utilizan? Cual es la importancia biológica del ATP? Represente su estructura Esquematice el ciclo del ATP y explique en que consiste Que son compuestos macroergicos y microergicos Por que es importante el oxigeno en el metabolismo celular? Que es oxidación y que es reducción? Que es el potencial REDOX Porque crees que son importantes los sistemas de oxido-reducción


METABOLISMO INTERMEDIARIO

METABOLISMOBIOENERGÉTICA


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METABOLISMO

Es el conjunto de reacciones enzimáticas mediante las cuales la célula intercambia materia y energía con el medio que la rodea para de esta forma poder subsistir, crecer y multiplicarse.

FASES: ANABOLISMO CATABOLISMO


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ANABOLISMO

SUSTANCIAS SENCILLAS A COMPLEJAS

MACROMOLÉCULAS

PRECURSORES DE MACROMOLÉCULAS

CONSUME ENERGÍA


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CATABOLISMO

SUSTANCIAS COMPLEJAS A SENCILLAS

MACROMOLÉCULAS

PRECURSORES DE MACROMOLÉCULAS LIBERA ENERGÍA


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ESTADO ESTACIONARIO DINÁMICO: Es el equilibrio dinámico que existe entre los procesos anabólicos y catabólicos, con el propósito de mantener constante la composición del medio interno (homeostasis)

MACROMOLÉCULAS

PRECURSORES DE MACROMOLÉCULAS

ANABOLISMO CATABOLISMO


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FASES DEL CATABOLISMO


SECUENCIAS METABOLICAS REACCIONES QUIMICAS INTERCONECTADAS ENTRE SI. FLECHAS DE BALDWIN

VIAS: SECUENCIAS ABIERTAS.

A B C D

CICLOS: SECUENCIAS CERRADAS

A B

D C


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VÍA METABÓLICA

SECUENCIA ABIERTA.

POSEE UN SUSTRATO INICIAL Y UN PRODUCTO FINAL DEFINIDO.

EJ: GLUCÓLISIS


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CICLO METABÓLICO

SECUENCIA CERRADA.

EL SUSTRATO SE REGENERA AL FINAL DE LA SECUENCIA.

EJ: CICLO DE LA UREA


COMPONENTES DE UNA SECUENCIA METABOLICA

METABOLITOS INICIALES

METABOLITOS INTERMEDIARIOS: -De continuidad -De encrucijada METABOLITOS FINALES ENZIMAS COFACTORES: -Coenzimas (NAD, FAD, BIOTINA) -Iones metálicos


METABOLITOS INTERMEDIARIOS

Los productos de las diferentes reacciones que constituyen las secuencias metabólicas.


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DE CONTINUIDAD Sirven para continuar la secuencia.

ALIMENTADOR

A

B C MC

E D

A B C D E SI PF MC


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DE ENCRUCIJADA Se encuentran en un

punto de bifurcación de la secuencia.

Sirven para conectar varios metabolismos.

EJ: ACETIL-CoA


BIOENERGÉTICA

Energía : Es la capacidad para realizar un trabajo

La energía no se crea, ni se destruye, solo se transforma


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BIOENERGÉTICA

Estudio de los cambios energéticos que

acompañan a las reacciones bioquímicas.

Permite deducir porqué las reacciones son energéticamente favorables y porqué no.

CAMBIO DE ENTALPÍA ∆H Es el calor que se libera o absorbe durante una reacción.

CAMBIO DE ENTROPÍA

∆S Es una medida del cambio en el desorden o de la probabilidad en una reacción.

ENTALPÍA (∆H) CALORENTROPÍA (∆S) DESORDEN


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BIOENERGÉTICA

1ra. LEY TERMODINÁMICA

“La energía total de un sistema, incluido su entorno, permanece

constante.”

“Ley de la conservación de la energía.”

2da. LEY TERMODINÁMICA

“La entropía total o grado de desorden de un sistema debe aumentar cuando un proceso ocurre espontáneamente.”


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BIOENERGÉTICA

Ecuación que combina ambas leyes:

∆G = ∆H – T x ∆S

Como en una reacción bioquímica

∆H = ∆E

∆G = ∆ E – T x ∆S

• T= temperatura absoluta grados Kelvin

G= GIBBS

∆G = CAMBIO EN LA ENERGÍA LIBRE DE UNA REACCIÓN ENERGÍA ÚTIL

Energía disponible para realizar el trabajo.

∆G = Predice las posibilidades a favor y

la dirección de una reacción.


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BIOENERGÉTICA

∆G (-) reacción espontánea, exergónica, con pérdida de energía.

∆G (+) reacción no espontánea, endergónica, con ganancia de energía.

∆G (0) reacción en equilibrio.


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ENERGÍA

CÉLULAS FOTOTRÓFICAS LUZ SOLAR

EJ: PLANTAS

CÉLULAS QUIMIOTRÓFICAS ENERGÍA QUÍMICA

EJ: ANIMALES SUPERIORES


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COMPUESTOS QUE ALMACENAN ENERGÍA

MACROÉRGICOS Igual o más que el ATP. ATP ∼ 7,3 KCAL/G

MICROÉRGICOS Menos que el ATP.


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ATP - ADENOSÍN TRIFOSFATO

ES UN NUCLEÓTIDO TRIFOSFATADO. SUS COMPONENTES:

ADENINA – RIBOSA - P* P* P


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ATP - ADENOSÍN TRIFOSFATO

SU HIDRÓLISIS :

ATP + H2O ADP + Pi ATP + H2O AMP + P* P 2Pi

SU FUNCIÓN:

PRINCIPAL MOLÉCULA DONADORA DE ENERGÍA EN LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS.

PARTICIPA EN PROCESOS ENDERGÓNICOS:

ANABOLISMO TRANSPORTE ACTIVO TRABAJO MUSCULAR TRANSMISIÓN IMPULSOS

NERVIOSOS


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ATP

Procesos catabólicos (EXERGÓNICOS)

Procesos anabólicosOtras actividades celulares

(ENDERGÓNICOS)

CICLO DEL ATP

ACOPLAMIENTO ENERGÉTICO CELULAR


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A B C ADP ATP F E D NADH+H NAD+

ANALIZE ESTE EJEMPLO


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¿Es una vía o un ciclo metabólico? ¿Cuál es su metabolito de encrucijada?

Fundamente su respuesta. ¿Este proceso es endergónico,

exergónico o isoergónico? Fundamente su respuesta.

¿Es un proceso anabólico, catabólico o anfibólico?


OXIDACIÓN

REDUCCIÓN

SISTEMA O PAR REDOX

POTENCIAL REDOX EO`


Oxidación: es la perdida de electrones

Reducción: es la ganancia de electrones.

Las reacciones de oxido-reducción son aquellas en que se transfieren electrones de un donador a un aceptor (par redox)

La sustancia que pierde electrones (el donador), es decir la sustancia que se oxida, se llama agente reductor, la sustancia que gana electrones (el aceptor), el que se reduce, se llama agente oxidante.


En las reacciones de oxido-reducción el cambio de energía libre es proporcional a la tendencia de los reactivos a donar aceptar electrones, así además de expresar el cambio de energía libre en términos de ∆G es posible de manera analoga, expresarlo numericamente como un potencial de oxidacion-reduccion o potencial redox (E0).

Por lo regular el potencial redox de un sistema se compara con el potencial del electrodo de Hidrogeno (0.0v a pH 0.0)

Sin embargo para sistemas biologicos, el potencial redox se expresa normalmente a pH 7, pH al que el potencial del electrodo de hidrogeno es menos 0.42 v.


Potencial Redox

El potencial redox estándar (E0) es una medida de la tendencia de un par redox (por ej. NAD y NADH o FAD y FADH2) para perder electrones.

Cuando mas negativo es el valor E0, mayor es la tendencia a perder electrones, es decir afinidad electrónica baja.

Mientras mas positiva sea E0, mas probable que el par redox acepte electrones, es decir, mayor afinidad electrónica.

Por tanto los electrones fluyen desde transportadores de electrones con valores E0 mas negativos a los que tienen valores mas positivos, hasta que han pasado al O2 que tiene el valor E0 mas elevado


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!GRACIAS!

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