Metabolismo celular PDF

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Apuntes de primero Nuria Pastor...

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TEMA 3: METABOLISMO CELULAR El metabolismo es la totalidad de las reacciones químicas de un organismo (del griego metabole, que significa cambio). Dichas reacciones se llaman vías y rodas están reguladas por enzimas. La molécula de inicio de la reacción se llama sustrato y la que se obtiene, producto. Se diferencian dos grupos de rutas: las catabólicas y las anabólicas.  El catabolismo consiste en la rotura de biomoléculas complejas en moléculas más sencillas liberándose energía en forma de ATP.  El anabolismo es la fabricación (síntesis) de biomoléculas complejas a partir de otras más sencillas y requiere energía en forma de ATP. 1. ENZIMAS Las enzimas son catalizadores orgánicos de naturaleza proteica que intervienen en los procesos metabólicos de las células. Las enzimas aceleran una reacción química al disminuir la energía de activación. Son muy eficaces y específicas. El nombre de las enzimas es el del sustrato más el sufijo “asa”: sacarasa, celulasa. Las enzimas forman enlaces transitorios con los sustratos y luego se regeneran. Tienen uno o más sitios activos. Algunos necesitan cofactores. La acción enzimática se caracteriza por la formación de un complejo que representa el estado de transición. El sustrato que se une al enzima a través de numerosas interacciones débiles como son: puentes de hidrógeno, electrostáticos, hidrófobos, etc, en un lugar específico, el centro activo. Este centro es una pequeña porción del enzima, constituido por una serie de aa que interaccionan con el sustrato.

2. MITOCONDRIAS La función de las mitocondrias es la síntesis de ATP. Tienen un matriz que se encarga del ciclo de Krebs y unas crestas mitocondriales que se encargan del transporte de electrones y síntesis de ATP. 3. ATP El ATP (adenosina trifosfato), es un nucleótido, que se encuentra libre en las células e interviene en el metabolismo. Está formado por adenina, ribosa y 3 fosfatos. Impulsa el trabajo celular acoplando reacciones metabólicas, ya que actúa como moneda de intercambio de energía en los seres vivos. 4. FERMENTACION Y RESPIRACION CELULAR Procesos metabólicos para la obtención de energía química en forma de ATP. La molécula más utilizada como combustible es la glucosa que en un proceso llamado glucolisis, se rompen en 2 moléculas de piruvato, produciendo ATP. El piruvato puede seguir dos caminos según haya o no oxigeno: Fermentación o Respiración celular. 

Fermentación: Se realiza en ausencia del oxígeno, y puede ser de dos tipos según la célula que lo realice: láctica o alcohólica. o En la fermentación láctica, el piruvato se convierte en ácido láctico. o En la fermentación alcohólica, el piruvato se convierte en etanol y dióxido de carbono.

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Respiración celular: Se realiza en presencia de oxígeno. El piruvato entra en la mitocondria y se transforma en acético y dióxido de carbono. El acético en forma de acetil-CoA, ingresa en un conjunto de reacciones químicas que ocurren en la matriz mitocondrial llamado ciclo de Krebs donde se transforma en dióxido de carbono y electrones rico en energía que en las crestas mitocondriales, ingresan en un sistema de transporte donde se produce gran cantidad de ATP. Reacción general de la respiración celular. GLUCOSA + 6O2

6CO2 + 6H2O + ATP (36-38 ATP en total)

La respiración a nivel de organismo, son las formas de hacer que llegue oxígeno a las células para realizar la respiración celular y conseguir energía (ATP) y el dióxido de carbono es el resultado de estas reacciones químicas.

5. FOTOSINTESIS Y CLOROPLASTOS La función de los cloroplastos es fabricar su propia materia orgánica. Está compuesto por estroma, que se encarga del ciclo de Calvin (fase oscura); y por una membrana tilacoidal que se encarga del transporte de electrones y de la síntesis de ATP (fase luminosa). La fotosíntesis permite que las células autótrofas (que crean su propia materia orgánica) capten la energía luminosa del sol y la transforme en energía química (ATP) para fabricar sus propios biomoléculas. Este proceso en las células eucariotas, se realiza en orgánulos llamados cloroplastos con clorofila. La fotosíntesis consta de dos fases: fase luminosa y fase oscura. 

Fase luminosa: comprende un conjunto de reacciones dependientes de la luz que se realizan en las membranas tilacoidales de los cloroplastos. Se produce un transporte de electrones y se fabrica el ATP, al romperse la molécula de agua, se libera oxígeno como producto de desecho.

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Fase oscura: Está formada por un conjunto de reacciones independiente de la luz en las que se aprovecha los productos obtenidos en la fase luminosa para asimilar el carbono del dióxido de carbono y obtener moléculas orgánicas como por ejemplo la glucosa. Esto ocurre mediante un proceso conocido como ciclo de Calvin que se realiza en el estroma de los cloroplastos....