Metabolismo y Glucólisis 2013
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METABOLISMO
GLUCLISISGLUCONEOGNESIS
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METABOLISMO
Metabolismo es un conjunto de reacciones qumicas que tienen lugar dentro de las clulas de los organismos vivos, las cuales transforman energa, conservan su identidad y se reproducen. Hay dos grandes procesos metablicos: anabolismo o fase biosinttica y catabolismo o fase degradativa.
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En una clula viva se llevan a cabo miles de reacciones simultneamente y cada sustancia esta controlada de tal manera que no se acumulan ni faltan intermediarios ni productos, esto a condiciones no extremas
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CATABOLISMO: Degradacin de sustancias complejas
ANABOLISMO: Sntesis de las molculas orgnicas
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RUTAS CENTRALES DEL METABOLISMO ENERGTICO
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RUTAS DIFERENCIADAS PARA BIOSNTESIS Y DEGRADACINLas rutas de biosntesis y degradacin rara vez, quiz nunca, son simples inversiones unas de otras, a pesar de que suelen empezar y terminar con los mismos metabolitosLas condiciones que activan una ruta , tienden a inhibir la ruta opuesta y viceversa
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ALGUNAS CONSIDERACIONES BIOENERGTICASCmo se genera la energa metablica?NAD+ : Agente oxidante (Aceptor de e-)NADH : Agente reductor (Donador de e-)
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PRINCIPALES MECANISMOS DE CONTROL METABLICOControl de la Actividad EnzimticaControl de la Concentracin EnzimticaCompartimentacinHormonas
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GLUCLISISLa gluclisis es la ruta por medio de la cual los azcares de 6C se rompen, dando lugar a un compuesto de 3C, el piruvato.FosforilacinHormonas
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Compartimentacin
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Es la capacidad de algunos organismos que poseen la materia enzimtica necesaria para convertir sustancias inorgnicas a partir de energa solar u otra fuente de energa en compuestos orgnicos.
Fotoauttrofos Plantas, AlgasQuimioauttrofos Algunas BacteriasAUTOTROFIA
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Es el proceso metablico por el cual, las plantas, las algas y algunas bacterias usan la energa solar para convertir el CO2 en glucosa y otros carbohidratos.
FOTOSNTESIS
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Los organismos hetertrofos en contraste con los organismos auttrofos, son aquellos que deben alimentarse con las sustancias orgnicas sintetizadas por otros organismos, bien sea auttrofos o hetertrofos como ellos.
Fotohetertrofos Bacterias purpreasQuimiohetertrofos Hongos, animales
Los hetertrofos pueden ser de dos tipos fundamentalmente: Consumidores, o bien saprofitos y descomponedores.HETEROTROFIA
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Las clulas aerobias obtienen la energa de la respiracines decir, mediante la transferencia de e- desde las molculasorgnicas combustibles hasta el O molecular.RESPIRACINEjemplo del metabolismo aerobio de carbohidratos:
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Respiracin aerobiaEn este caso el aceptor de electrones es el oxgeno La respiracin aerbica se orienta a la produccin de biomasa Por respiracin aerbica se obtienen algunos productos intermedios extracelulares: cidos ctrico, itacnico, glutmico, antibiticosRESPIRACIN AEROBIA
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Respiracin anaerobiaEl aceptor de electrones es un compuesto inorgnico diferente al oxgeno, por ejemplo: nitratos, sulfatos, carbonatos etc.Tratamiento de aguas residuales al degradar materia orgnica en presencia de nitratosLas bacterias sulfatoreductoras son utilizadas en el tratamiento de aguas residuales para degradar compuestos aromticos (indoles, fenoles)RESPIRACIN ANAEROBIA
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Se da como resultado la formacin de alcoholes o cidos orgnicos, tiene lugar de manera caracterstica en los materiales vegetales, como consecuencia de la degradacin de los carbohidratos.FERMENTACINEn trminos generales, la fermentacin implica el empleo de microorganismos para llevar a cabo transformaciones de la materia orgnica catalizada por enzimas.
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TIPOS DE METABOLISMOS
Habito nutricionalFuente de carbonoFuente de energaDador electrnicoAceptor electrnicoEjemplos de organismosFotolitotrficoCO2LUZSH2H+,N2, S, S2O2, etc.anaerobiosAlgas, cianobacterias, etc.FotolitotrficoCO2LUZH2OPiridn -nucletidos y carbohidratosaerobiosAlgas azul-verdosas, Bacterias fotosintticas, vegetales superiores.QuimiolitotrficoCO2RQS, H2NO3 anaerobiosO2 aerobiosBacterias del gnero Thiobacillus QuimioorganotrficoLactato o priruvatoRQLactato o piruvatoSO4 anaerobiosBacterias del gnero DesulfrovibioQuimioorganotrficoGlucosa y MORQGlucosa y MOO2 aerobiosAnimales y la mayora de microorganismos
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GLUCLISIS
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La gluclisis es la ruta por medio de la cual los azcares de 6C se rompen, dando lugar a un compuesto de 3C, el Piruvato.
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REACCIONES DE LA GLUCLISISFASE DE INVERSIN DE ENERGA
1. Fosforilacin.2. Isomerizacin.3. Fosforilacin.4. Ruptura.5. Isomerizacin.
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FASE DE GENERACIN DE ENERGA6. Oxidacin y fosforilacin.7. Fosforilacin a nivel de sustrato.8. Isomerizacin.9. Deshidratacin.10. Fosforilacin a nivel de sustrato
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REACCIN 1: FosforilacinREACCIN 2: IsomerizacinREACCIN 3: Fosforilacin
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REACCIN 4: RupturaREACCIN 5: Isomerizacin
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REACCIN 6: Oxidacin y FosforilacinREACCIN 7: Fosforilacin a nivel de SustratoREACCIN 8: Isomerizacin
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REACCIN 9: DeshidratacinREACCIN 10: Fosforilacin a nivel de Sustrato
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BALANCE ENERGTICO GENERAL DE LA GLUCLISIS FOSOFORILACIN A NIVEL DE SUSTRATO: 4 ATP NETOS FOSFORILACIN OXIDATIVA : 34 ATPs NETOSDE GLUCOSA A PIRUVATO: 2ATPEN EL CICLO DE KREBS, DE 2GDP A 2 GTP: 2ATPDE GLUCOSA A PIRUVATO: SE GENERAN 2NADH = 6ATPDE PIRUVATO A ACETIL CoA: SE GENERAN 2NADH = 6ATPEN EL CICLO DE KREBS: SE GENERAN 6NADH = 18 ATPsSE GENERAN 2FADH2 = 4 ATPsTOTAL POR MOLCULA DE GLUCOSA: 38 ATPs
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GLUCONEOGNESIS
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PROCESOS DE BIOSNTESIS DE LOS HIDRATOS DE CARBONOGluconeognesisSntesis de PolisacridosSntesis de GlucoconjugadosFotosntesis
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La gluconeognesis es la biosntesis de carbohidratos a partir de precursores de 3 o 4 carbonos, que generalmente no tienen naturaleza de carbohidratos
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NECESIDADES FISIOLGICAS DE GLUCOSAPor qu es importante la Gluconeognesis?
Requerimientos de glucosa
Cuerpo: 160 g/daCerebro: 120 g/da
Glucosa Disponible
Glucgeno: 190 gLquidos Corporales: 20 g
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RELACIN ENZIMTICA ENTRE GLUCLISIS Y GLUCONEOGNESIS
Si la ruta de la gluclisis es exergnica, (G= -96 kJ/mol) cmo se da la Gluconeognesis si a simple vista es un proceso endergnico?
La gluclisis y la gluconeognesis se diferencian tan solo en tres pasos controlados por ciclos de sustrato
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Regiones crticas:(1)(2)(3)
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Paso de PIRUVATO a FOSFOENOLPIRUVATO
PIRUVATO a OXALOACETATOEnzima: Piruvato CarboxilasaOXALOACETATO a FOSFOENOLPIRUVATOEnzima: Piruvato Carboxilasa
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(2) Paso de FRUCTOSA-1,6-BIFOSFATO a FRUCTOSA-6-FOSFATO
(3) Paso de GLUCOSA-6-FOSFATO a GLUCOSA
Enzima: Fructosa-1,6-bifosfatasa
Enzima: Glucosa-6-fosfatasa
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ESTEQUIOMETRA Y BALANCE ENERGTICO DE LA GLUCONEOGNESIS
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SUSTRATOS PRINCIPALES DE LA GLUCONEOGNESISLACTATO
AMINOCIDOS
GLICEROL
PROPIONATO
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CICLO DE CORI
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REGULACIN RECPROCA DE LA GLUCOLISIS Y LA GLUCONEOGNESIS