Introducción al Metabolismo 1º BAT

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Metabolismo, tipos y conceptos básicos relacionados.

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Introducción al Metabolismo 1º BAT

  1. 1. METABOLISMO La célula es una máquina que necesita energía para realizar sus trabajos
  2. 2. METABOLISMO CELULAR  Los organismos vivos mantienen un continuo intercambio de materia y energía con el exterior.  Todos los organismos necesitan nutrientes, que toman del exterior, y energía para realizar su funciones vitales.
  3. 3. Metabolismo  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. 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 la obtención de materiales y energía para sustentar la funciones vitales.
  5. 5. 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 la materia orgánica para obtención de energía.
  6. 6. NUTRIENTES QUE RINDEN ENERGÍA Carbohidratos Grasas Proteínas MACROMOLÉCULAS CELULARES Polisacáridos Lípidos Proteínas Ácidos nucleícos PRODUCTOS FINALES POBRES EN ENERGÍA CO2 H2O NH3 MOLÉCULAS PRECURSORAS Azúcares Ácidos grasos Aminoácidos Bases nitrogenadas Energía química ATP/ADP NAD+/NADH CATABOLISMO ANABOLISMO
  7. 7. TIPOS DE METABOLISMO Según la forma de obtener la materia que necesitan:  Autótrofos: pueden sintetizar materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos.  Fotosintéticos: emplean la luz como fuente de energía.  Quimiosintéticos: obtienen la energía de reacciones químicas.  Heterótrofos: sintetizan su propia materia orgánica a partir de otros compuestos orgánicos
  8. 8. Metabolismo autótrofo Los organismos autótrofos (células vegetales): •La célula atrapa la energía de la luz solar. •La célula incorpora agua, CO2 y sales minerales y mediante la energía atrapada fabrica su propia materia orgánica (fotosíntesis). •Una vez fabricadas, estas sustancias son utilizadas en el metabolismo celular.
  9. 9. Metabolismo autótrofo H2O + CO2 Pigmentos fotosintéticos Energía solar + Materia inorgánica Materia orgánica propia (Glucosa otras moléculas) FOTOSÍNTESIS (O QUIMIOSÍNTESIS) + O2 Crecimiento y reparación celular (Reacciones químicas de síntesis que consumen energía) + Obtención energía (Respiración celular) ANABOLISMO CATABOLISMO Movimiento Funciones Reacciones metabólicas
  10. 10. Metabolismo heterótrofo En la nutrición heterótrofa (células animales): •A partir de las sustancias ingeridas la célula fabrica sus propia materia (crece y se renueva) y obtiene energía para realizar todas sus actividades.
  11. 11. Metabolismo heterótrofo Alimento (materia orgánica) Nutrientes (Precursores macromoléculas) Digestión y otras transformaciones (componentes sencillos de alimento) Crecimiento y reparación celular (Reacciones químicas de síntesis que consumen energía) + Obtención energía (Respiración celular) ANABOLISMO CATABOLISMO Movimiento Funciones Reacciones metabólicas Alimento no digerido (Excrementos )
  12. 12. Objetivos del metabolismo  Obtención de energía a partir de la degradación de compuestos orgánicos.  Síntesis de componentes celulares propios (proteínas, lípidos…)  Fabricación y degradación de biomoléculas con función específica en la célula (hormonas, neurotrasmisores…)
  13. 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 REDOX.
  14. 14. Rutas metabólicas  Lineales  Ramificadas  Cíclicas
  15. 15. Energía Química  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. 16. Papel del 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. 17. Adenosin trifosfato ATP + H2O ADP + Pi + Energía  El enlace fosfato puede almacenar hasta 7 Kcal/mol
  18. 18.  El acoplamiento de las reacciones tienen lugar mediante enzimas.
  19. 19. ATP CO2 ATP ADP + Pi Biosíntesis Contracción y movilidad Transporte activo Transferencia de la información genética CATABOLISMO O2 H2O COMBUSTIBLES
  20. 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. 21. NADPH COMBUSTIBLE REDUCIDO PRODUCTO OXIDADO (Reacciones degradativas) CATABOLISMO PRODUCTO BIOSINTÉTICO REDUCIDO PRECURSOR OXIDADO ANABOLISMO (Reacciones biosintéticas reductoras) NAD+ NADH
  22. 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. 23. Mecanismo de actuación de los enzimas
  24. 24. Se forma un complejo enzima-sustrato
  25. 25. Energía de activación
  26. 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. 27. Factores que afectan la actividad química de los enzimas  Temperatura
  28. 28. Factores que afectan la actividad química de los enzimas  pH  Activadores e inhibidores
  29. 29. Nutrición celular El metabolismo celular: Es un conjunto de reacciones químicas que ocurren en la célula con la finalidad de obtener energía y moléculas para crecer y renovarse. La Respiración Celular es una de las vías principales del metabolismo, gracias a la cual la célula obtiene energía en forma de ATP. Tiene lugar en las mitocondrias.

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