Introducción al Metabolismo

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Metabolismo, tipos y conceptos básicos relacionados.

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  • 1. METABOLISMO La célula es una máquina que necesita energía para realizar sus trabajos
  • 2. METABOLISMO CELULAR Todos los organismos necesitan nutrientes, que toman del exterior, y energía para realizar su funciones vitales. Los organismos vivos mantienen un continuo intercambio de materia y energía con el exterior.
  • 3.  Los nutrientes han de sufrir una serie de transformaciones o cambios químicos para ser útiles a las células. Los nutrientes se transforman para suministrar energía a las células o bien para ser “materia prima” para la biosíntesis de compuestos celulares.
  • 4. CONCEPTO DE METABOLISMO El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en el interior celular El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas catalizadas por enzimas y que tienen por objetivo laobtención de materiales y energía para sustentar la funciones vitales.
  • 5. Objetivos del metabolismo Obtención de energía utilizable a partir de la degradación de compuestos orgánicos. Conversión de las moléculas nutrientes en precursores de macromoléculas. Síntesis de componentes celulares propios (proteínas, lípidos…) Fabricación y degradación de biomoléculas con función especializada en la célula (hormonas, neurotrasmisores…)
  • 6. TIPOS DE REACCIONES Anabolismo: conjunto de reacciones químicas de síntesis de biomoléculas a partir de moléculas más sencillas. (Consumen energía) Catabolismo: reacciones químicas de degradación de a materia orgánica para obtención de energía.
  • 7. MACROMOLÉCULAS NUTRIENTES CELULARESQUE RINDEN ENERGÍA Polisacáridos Carbohidratos Lípidos Grasas Proteínas Proteínas Ácidos nucleícos EnergíaCATABOLISMO química ANABOLISMO ATP NAD+ PRODUCTOS MOLÉCULASFINALES POBRES EN PRECURSORAS ENERGÍA Azúcares CO2 Ácidos grasos H2 O Aminoácidos NH3 Bases nitrogenadas
  • 8. TIPOS DE METABOLISMOSegún la forma de obtener la materia que necesitan: Autótrofos: sintetizan su materia orgánica empleando como fuente de materiales compuestos inorgánicos.  Fotosintéticos: emplean la luz como fuente de energía.  Quimiosintéticos: obtienen la energía de reacciones químicas. Heterótrofos: sintetizan su materia orgánica empleando como fuente de materiales otros compuestos orgánicos
  • 9. Metabolismo autótrofoLos organismos autótrofos(células vegetales):•La célula atrapa la energía de laluz solar.•La célula incorpora agua, CO2 ysales minerales y mediante laenergía atrapada fabrica suspropios alimentos (fotosíntesis).•Una vez fabricadas, estassustancias son utilizadas en elmetabolismo celular.
  • 10. Metabolismo autótrofo Energía solar + H2O + CO2 Materia inorgánica Pigmentos fotosintéticos FOTOSÍNTESIS (O QUIMIOSÍNTESIS) Materia orgánica propia + O2 (Glucosa otras moléculas) ANABOLISMO CATABOLISMO MovimientoCrecimiento y reparación celular Obtención energía + Calor (Respiración celular)(Reacciones químicas de síntesis que Reacciones consumen energía) metabólicas
  • 11. Metabolismo heterótrofoEn la nutrición heterótrofa(células animales):• La célula incorporasustancias que seranutilizadas en el metabolismocelular.• A partir de las sustanciasingeridas la célula fabrica suspropia materia (crece y serenueva) y obtiene energíapara realizar todas susactividades.
  • 12. Metabolismo heterótrofo Alimento (materia orgánica) Digestión y otras transformaciones Alimento no digerido (componentes sencillos de alimento) (Excrementos ) Nutrientes (Precursores macromoléculas) ANABOLISMO CATABOLISMO MovimientoCrecimiento y reparación celular Obtención energía + Calor (Respiración celular)(Reacciones químicas de síntesis que Reacciones consumen energía) metabólicas
  • 13. Reacciones metabólicas Catalizadas por enzimas. Son reacciones químicas encadenadas (rutas metabólicas). Son reacciones que consumen o desprenden energía (endergónicas/ exergónicas). La mayoría son reacciones de oxido- reducción.
  • 14. Rutas metabólicas Lineales Ramificadas Cíclicas
  • 15. Función del ATP La energía que contienen las moléculas procede de la energía química contenida en sus enlaces químicos. La rotura y formación de enlaces de las reacciones químicas produce una variación de la Energía libre de las moléculas.  AG< 0, reacción exergónica  AG> 0, reacción endergónica
  • 16. ATP En el metabolismo hay reacciones que liberan energía (AG<0) y otras que la consumen (AG>0). Estas reacciones no tienen porque ocurrir al mismo tiempo. Si no hay ninguna forma de acoplamiento esta energía se libera en forma de calor. La energía liberada en las reacciones metabólicas se puede conservar por la síntesis acoplada de ATP.
  • 17. Adenosin trifosfato
  • 18.  El acoplamiento de las reacciones tienen lugar mediante enzimas.
  • 19. ATP CO2 ATP H2O Biosíntesis Contracción y movilidad CATABOLISMO Transporte activo Transferencia de la información genética O2 ADP +COMBUSTIBLES Pi
  • 20. COENZIMAS Son sustancias necesarias en el proceso de catálisis enzimática. Nunca son proteínas. Transportadores de energía:  ATP/ADP  GTP/GDP Transportadores de electrones:  NAD+/NADH  NADP+/NADPH  FAD+/FADH2
  • 21. NADPHCOMBUSTIBLE (Reacciones degradativas) PRODUCTO REDUCIDO CATABOLISMO OXIDADO NADP+ NADPH PRODUCTO ANABOLISMO PRECURSORBIOSINTÉTICO OXIDADO (Reacciones biosintéticas reductoras) REDUCIDO
  • 22. Los enzimas Son catalizadores biológicos. Actúan disminuyendo la energía de activación de la reacción y acelerando las reacciones químicas celulares. No se consumen en la reacción y se recuperan al final de esta.
  • 23. Mecanismo de actuación de los enzimas
  • 24. Se forma un complejoenzima-sustrato
  • 25. Energía de activación
  • 26. Propiedades de los enzimas Son proteínas. Son específicos.  De reacción  De especie No se consumen. Se desnaturalizan por calor y cambios de pH. Son muy eficientes.
  • 27. Factores que condicionan la actividad química de los enzimas Temperatura
  • 28. Factores que condicionan la actividad química de los enzimas pH Activadores e inhibidores
  • 29. Nutrición celularEl metabolismo celular:Es un conjunto de reacciones químicas que ocurren en la célula con la finalidad deobtener energía y moléculas para crecer y renovarse.La Respiración Celular es una de las vías principales del metabolismo, gracias a lacual la célula obtiene energía en forma de ATP. Tiene lugar en las mitocondrias.