METABOLISMO 2008

GUAYACAN X SIEMPRE 1

UNIVERSIDAD DE SUCREFACULTAD DE EDUCACION Y

CIENCIASPROGRAMA BIOLOGIA

ASIGNATURA BIOQUIMICATEMA: METABOLISMO

JORGE EDUARDO BALBERO O.BIOLOGO – ENFERMERO

CATEDRATICO AREA DE BIOLOGICAS

GUAYACAN X SIEMPREGUAYACAN X SIEMPRE 22

METABOLISMO


INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓNDiccionario Larousse, el término Diccionario Larousse, el término PERPETUOPERPETUO se se

utiliza para referirse a una utiliza para referirse a una cosa o hecho que cosa o hecho que permanece por siemprepermanece por siempre, que tiene una duración , que tiene una duración sin fin.sin fin.

Ejemplo, perpetuar la memoria de los padres, o Ejemplo, perpetuar la memoria de los padres, o bien, comprar un terreno a perpetuidad.bien, comprar un terreno a perpetuidad.

La La AUTOPERPETUACIÓNAUTOPERPETUACIÓN ( (autoauto = = por si por si mismomismo, , perpetuarperpetuar = = permanecer, mantenersepermanecer, mantenerse) ) es una de las características fundamentales de la es una de las características fundamentales de la materia viviente, materia viviente,

los los organismosorganismos o o las especieslas especies “se perpetúan o se “se perpetúan o se mantienen por si mismo”.mantienen por si mismo”.


Un Un organismo se autoperpetúaorganismo se autoperpetúa si es capaz de producir si es capaz de producir la la energía y los materialesenergía y los materiales necesarios para realizar sus necesarios para realizar sus procesos, además de tener la capacidad para procesos, además de tener la capacidad para regularregular dichos procesos. dichos procesos.

Una especie se autoperpetúaUna especie se autoperpetúa a través de la generación a través de la generación de de nuevos descendientesnuevos descendientes, los cuales deberán enfrentar , los cuales deberán enfrentar múltiples variaciones del medio ambiente. múltiples variaciones del medio ambiente.

Para que los organismos puedan autoperpetuarse, se Para que los organismos puedan autoperpetuarse, se requiere de la participación de tres funciones:requiere de la participación de tres funciones:

Regulacion del estado de equilibrioRegulacion del estado de equilibrio ReproductorasReproductoras y y AdaptativasAdaptativas

5GUAYACAN X SIEMPRE

Estas tres funciones se les conoce con Estas tres funciones se les conoce con el nombre de el nombre de "funciones de "funciones de autoperpetuación"autoperpetuación" y se definen de la y se definen de la siguiente manera:siguiente manera:

Son las que aseguran que la Son las que aseguran que la maquinaria metabolizantemaquinaria metabolizante siga siga funcionando a pesar de quefuncionando a pesar de queexistan factores internos o externos existan factores internos o externos que puedan alterar la marcha de laque puedan alterar la marcha de lacélula o del organismo.célula o del organismo.

6GUAYACAN X SIEMPRE

FUNCIONES DE FUNCIONES DE REGULACIÓN DEL ESTADO DE REGULACIÓN DEL ESTADO DE EQUILIBRIOEQUILIBRIO

Se le conoce con el nombre de Se le conoce con el nombre de procesos homeostáticosprocesos homeostáticos ( (homoishomois = = similarsimilar, , stasisstasis = = permanecerpermanecer) y son las que regulan directamente ) y son las que regulan directamente el el metabolismometabolismo. .

A través de estas funciones, el organismo recibe información de su A través de estas funciones, el organismo recibe información de su interior o del medio ambiente y de acuerdo a ella, emite respuestas interior o del medio ambiente y de acuerdo a ella, emite respuestas de autoconservación que lo hagan mantenerse dentro de ciertos de autoconservación que lo hagan mantenerse dentro de ciertos rangos de equilibrio; rangos de equilibrio;

Para ejemplificar, tomemos como referencia nuestra temperatura Para ejemplificar, tomemos como referencia nuestra temperatura corporal, corporal, normalmente es de 36.5 a 37.5 ºCnormalmente es de 36.5 a 37.5 ºC y se eleva hasta los 38 y se eleva hasta los 38 o 40 ºC durante algunos procesos infecciosos.o 40 ºC durante algunos procesos infecciosos.

El El estímuloestímulo, es la elevación de la temperatura por encima del rango , es la elevación de la temperatura por encima del rango normal,normal,

la la respuestarespuesta, lo que nuestro organismo emite para contrarrestar esa , lo que nuestro organismo emite para contrarrestar esa desviación es empezar a desviación es empezar a sudarsudar; el sudor ayuda a que nuestro ; el sudor ayuda a que nuestro organismo se organismo se enfríeenfríe, y de esa manera regresamos a nuestra , y de esa manera regresamos a nuestra temperatura originaltemperatura original..

7GUAYACAN X SIEMPRE

FUNCIONES DE REGULACIÓN DEL ESTADO FUNCIONES DE REGULACIÓN DEL ESTADO DE EQUILIBRIODE EQUILIBRIO

ESTÍMULOSESTÍMULOS RESPUESTASRESPUESTAS

1.- Hambre1.- Hambre NutriciónNutrición

2.- Herida2.- Herida CicatrizaciónCicatrización

3.- Sangrado3.- Sangrado CoagulaciónCoagulación

4.- Aumento de Tº4.- Aumento de Tº SudoraciónSudoración

5.- Peligro5.- Peligro Aumento Aumento adrenalina, adrenalina, movimientomovimiento

6.- Infección viral6.- Infección viral Activación Activación del sistema del sistema inmuneinmune


FUNCIONES DE REGULACIÓN DEL ESTADO DE FUNCIONES DE REGULACIÓN DEL ESTADO DE EQUILIBRIOEQUILIBRIO

El metabolismoEl metabolismo juega un papel importante en estos juega un papel importante en estos reajustes que mantienen nuestro funcionamiento.reajustes que mantienen nuestro funcionamiento.

Basta un Basta un estímuloestímulo del medio para que el metabolismo se del medio para que el metabolismo se active, por ejemplo:active, por ejemplo:

durante los momentos de peligro, como respuesta debe durante los momentos de peligro, como respuesta debe activarse el activarse el proceso metabólicoproceso metabólico que se encarga de la que se encarga de la producción de adrenalinaproducción de adrenalina, además de las reacciones , además de las reacciones metabólicas encargadas de la metabólicas encargadas de la producción de energíaproducción de energía..

Lo anterior nos permite concluir lo siguiente:Lo anterior nos permite concluir lo siguiente: Las funciones de regulación del estado de equilibrio, son Las funciones de regulación del estado de equilibrio, son

las que nos mantienen funcionando dentro de ciertos las que nos mantienen funcionando dentro de ciertos rangos de equilibrio, gracias a que controlan rangos de equilibrio, gracias a que controlan directamente al metabolismodirectamente al metabolismo


FUNCIONES REPRODUCTORASFUNCIONES REPRODUCTORAS La reproducción, La reproducción, es el proceso por el cual un es el proceso por el cual un

organismo procrea organismo procrea descendencia similardescendencia similar a él a él, , con lo cual asegura la con lo cual asegura la perpetuaciónperpetuación de su especie de su especie en el medio.en el medio.

La reproducción implica La reproducción implica una una capacidad de capacidad de rejuvenecimientorejuvenecimiento y y desarrollodesarrollo, ya que la , ya que la descendencia recibe como herencia unas descendencia recibe como herencia unas funciones metabólicas y de autoperpetuación funciones metabólicas y de autoperpetuación nuevas, independientemente de que dichas nuevas, independientemente de que dichas funciones en sus progenitores ya estén funciones en sus progenitores ya estén deterioradas por la edad o por las enfermedades.deterioradas por la edad o por las enfermedades.


FUNCIONES ADAPTATIVASFUNCIONES ADAPTATIVAS El término El término adaptaciónadaptación se utiliza para referirse a la se utiliza para referirse a la capacidad de capacidad de

los organismos para ajustarse a las condiciones del medio los organismos para ajustarse a las condiciones del medio ambienteambiente, ejemplo, los zorrillos, las víboras de cascabel y algunas , ejemplo, los zorrillos, las víboras de cascabel y algunas especies de zorros, son organismos que se adaptan con facilidad a especies de zorros, son organismos que se adaptan con facilidad a un medio ambiente desértico. un medio ambiente desértico.

La capacidad de adaptación de un organismo La capacidad de adaptación de un organismo está relacionada está relacionada con la información genética que poseencon la información genética que poseen, por ejemplo, una de las , por ejemplo, una de las características de los zorrillos es su capacidad para retener agua, lo características de los zorrillos es su capacidad para retener agua, lo que significa una ventaja en el desierto;que significa una ventaja en el desierto;

los osos polares presentan piel gruesa y abundante grasa para los osos polares presentan piel gruesa y abundante grasa para hacerle frente a las bajas temperaturas del ártico;hacerle frente a las bajas temperaturas del ártico;

Estas características no son el producto de cambios espontáneos en Estas características no son el producto de cambios espontáneos en los organismos, son cambios evolutivos que han quedado escritos los organismos, son cambios evolutivos que han quedado escritos dentro de su información genética.dentro de su información genética.


De lo anterior, podemos deducir lo De lo anterior, podemos deducir lo siguiente:siguiente:

Si un organismo se adapta Si un organismo se adapta al medio ambiente sobrevive, al medio ambiente sobrevive, por lo que se autoperpetúa por lo que se autoperpetúa como individuo; si sobrevive, como individuo; si sobrevive, tiene la posibilidad de tiene la posibilidad de reproducirse, por lo tanto, se reproducirse, por lo tanto, se perpetúa como especie.perpetúa como especie.


METABOLISMOMETABOLISMO



Suma de reacciones enzimáticas que tienen lugar Suma de reacciones enzimáticas que tienen lugar en la célula.en la célula.

Actividad en la que participan muchos conjuntos Actividad en la que participan muchos conjuntos de sistemas multienzimáticos mutuamente de sistemas multienzimáticos mutuamente relacionados, intercambiando materia y energía relacionados, intercambiando materia y energía entre la célula y su entorno.entre la célula y su entorno.

Proceso por medio del cual un organismo se Proceso por medio del cual un organismo se garantiza su funcionamiento y por ende su garantiza su funcionamiento y por ende su autoperpetuaciónautoperpetuación



Las funciones Específicas del metabolismo sonLas funciones Específicas del metabolismo son : :

1) Obtención de energía Química (a partir de moléculas 1) Obtención de energía Química (a partir de moléculas combustibles o de la luz solar).combustibles o de la luz solar).

2) Conversión de principios nutritivos exógenos en 2) Conversión de principios nutritivos exógenos en sillares de construcción o precursores de las sillares de construcción o precursores de las macromoléculas.macromoléculas.

3) 3) Ensamble de los sillares para formar proteínas, ácidos Ensamble de los sillares para formar proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y otros componentes celulares.nucleicos, lípidos y otros componentes celulares.

4) 4) Formación y degradación de biomoléculas necesarias Formación y degradación de biomoléculas necesarias para las funciones especializadas de las células.para las funciones especializadas de las células.


Glucosa 6-fosfatasaGlucosa 6-fosfatasa

Glucosa sanguínea

Exportación a los téjidos periféricos Acetil CoA

Colesterol

Sales biliares

6-fosfogluconato y NADPH (para la síntesis de ácidos grasos y colesterol)

Ruta del fosfogluconatoRuta del fosfogluconato

Glucosa Glucosa 6-fosfato

Piruvato

GLUCOLISISGLUCOLISIS

Acidos Grasos

Triglicéridos y fosfolípidosCO2 + H2O

ATPATP

O2 Ciclo ATC PO

Ciclo ATC PO

GlucógenoGlucógeno

Glucógeno sintetasaGlucógeno sintetasa

Glucógeno fosforilasaGlucógeno fosforilasa

RUTA DE LA RESPIRACIÓN CELULARRUTA DE LA RESPIRACIÓN CELULAR


Glucosa

Glucógeno, almidón y sacarosa

almacén

Oxidación vía pentosa fosfato

Ribosa 5-fosfato

Oxidación vía glucólisis

Piruvato

La glucosa se usa para distintos procesos, pero el más importante es como fuente de Energía


Célula

Núcleo

Mitocondria

GlucosaGlucosa Glucosa

Ac. Pirúvico

Acetil CoAADP

ATP

GlucólisisGlucólisis

• Ciclo de Krebs

• cadena respiratoria

• Fosforilación oxidativa

• Ciclo de Krebs

• cadena respiratoria

• Fosforilación oxidativa

C6H12O6

O2O2

CO2

H2OCO2

H2O

RUTAS METABÓLICAS INCLUIDAS EN LA RESPIRACIÓN CELULAR

Ocurre en el citoplasma

Ocurren en la mitocondria


Mitocóndria

Acetil CoA

O2 O2

CO2

H2OCO2

H2O

ADP24 ADP24 ADP

Balance energético y Representación global de la Respiración Celular

Acetil CoA

Ac. Pirúvico6 ATP

Glucosa

6 ATP

C6H12O6 + 6 O2 + 36 ADP 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP

ATPATPATPATP2424


Fase Preparato

riaFosforilación de Glucosa y su conversión a Gliceraldehido 3-fosfato

Primera Reacción

importante

Glucosa 6-fosfato

Segunda Reacción

importante

Fructosa 6-fosfato

Ruptura deUna hexosa (6C), en dosTriosas (3C)

Fructosa 1,6-difosfato

Gliceraldehido 3-fosfato

Dihidroxo-acetona-fosfato+

Glucosa a)


Fase Productor

a de

EnergíaConersión Oxidativa de G3P a Piruvato y su acoplamiento en la formación de ATP y NADH

Gliceraldehido 3-Fosfato

1,3-Difosfoglicerato

3-fosfoglicerato

2-fosfoglicerato

Fosfoenol-piruvato

Piruvato

Oxidación y Fosforilación

1a. Rección de Fosforilación

a nivel de sustrato.

2a. Rección de Fosforilación

a nivel de sustrato.

b)


1.1.1.28

Piruvato

Lactato

Lactato Deshidroge

nasa

Contracción Muscular


Oxidación a Acetil CoA

Lactato

Complejo Piruvato

Deshidrogenasa

NAD+

NADH + H+

+ HS-CoA

S-CoA

Piruvato

Acetil CoA + CO2


Piruvato

Acetaldehido

Etanol

Piruvato Descarboxil

asa

Alcohol Deshidrogen

asa

Fermentación Alcoholica


GlucosaGlucosa

2 Piruvato2 Piruvato

2 Acetil CoA2 Acetil CoA

2 Etanol + 2CO22 Etanol + 2CO22 Lactato2 Lactato

Glucólisis (10) reacciones sucesivas

Condiciones anaeróbicas

Condiciones aeróbicas

Fermentación Alcohólica en levaduras

Conversión a Lactato en vigorosa contracción muscular, en eritrocitos y en microorganismos

Animales, plantas y muchos microorganismos en condiciones aereóbicas.

Condiciones aeróbicas

Cíclo del Acido cítrico

4 CO2 + 4 H2O4 CO2 + 4 H2O


Microscopía electrónica de una mitocondria

¿Qué es la mitocondria? En el citoplasma de la mayoría de las células humanas, hay millones de organelos en forma oblonga y aplastada, que se llaman mitocondrias y son pequeñas estructuras que procesan oxígeno y convierten ácidos grasos, carbohidratos y proteínas de los alimentos, en ENERGIA.

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