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Algunas bacterias, cianobacterias yclorobacterias realizan la fotosíntesis
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MITOCONDRIA                   La              mitocondria               produce                  ATP
MITOCONDRIA                   CITOPLASMAMITOCONDRIA
EL CATABOLISMO AEROBICO:                        Carbohidratos                                                             ...
EL CATABOLISMO AEROBICO:                                                            P    Proteínas                        ...
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2. Metabolismo celular
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2. Metabolismo celular

  1. 1. METABOLISMO CELULAR Elaborado por Jairo Andrés Murcia Biólogo Imágenes tomadas de Google y del libro Biología de Curtis
  2. 2. P METABOLISMO CELULAREl metabolismo es la suma de todas lastransformaciones físicas y químicas queocurren dentro en una célula o en unorganismo. Para que suceda cada una de esastransformaciones se necesitan enzimas.
  3. 3. DOS METABOLISMOS IMPORTANTES EN LOS P SERES VIVOS METABOLISMO (ANABOLISMO) METABOLISMO (CATABOLISMO) Nota: recordar que el metabolismo catabólico de los carbohidratos, glúsidos o azucaresconsta de dos pasos o procesos. Primero la GLUCÓLISIS y luego la RESPIRACIÓN AERÓBICA. ESTE PROCESO SE PUEDE DENOMINAR “RESPIRACIÓN CELULAR”
  4. 4. LAS ENZIMAS SON PROTEÍNASLas reacciones metabólicas están reguladas mediante enzimas:proteínas que aumentan el rendimiento y la velocidad de la reacciónque, de otro modo, no se daría a las temperaturas del organismo.
  5. 5. El ATP en el metabolismo P El ATP actúa como “moneda energética” en las reacciones metabólicas:• Cuando se rompe, libera energía que es utilizada en las reacciones anabólicas.• Cuando se produce, capta energía procedente de las reacciones catabólicas.
  6. 6. METABOLISMO CELULAR El metabolismo se divide en dos tipos de reacciones, vías o rutas:1. Anabolismo: es sintetizar, crear, armar o fabricar biomoléculas.2. Catabolismo: degradar, separar, desarmar biomoléculas.
  7. 7. P Anabolismo Catabolismo Fabrica biomoléculas  Degrada biomoléculas Consume energía (ATP)  Produce energía (ATP) Ejemplos:  Ejemplos: Fotosíntesis Respiración celular Síntesis de ARN Fermentación Síntesis de proteínas Glucólisis Síntesis de glúcidos Desaminación Síntesis de lípidos (Biosíntesis = síntesis)
  8. 8. Anabolismo: PProceso metabólico por medio del cual se construyen osintetizan sustancias orgánicas complejas a partir desustancias más simples con gasto de energía. Tambiénrecibe el nombre de biosíntesis. Ejemplos de algunos procesos de anabolismo: Fotosíntesis. Síntesis de aminoácidos Síntesis de proteínas. Síntesis de glúcidos. Síntesis de lípidos.
  9. 9. La fotosíntesis es unejemplo de anabolismo
  10. 10. Algunas bacterias, cianobacterias yclorobacterias realizan la fotosíntesis
  11. 11. Todas las algas realizan la fotosíntesis
  12. 12. Las plantas superiores realizan la fotosíntesis
  13. 13. En las plantas superiores lafotosíntesis seproduce en loscloroplastos de las células vegetales
  14. 14. Fotosíntesis, pigmentos y fotosistemas PLa fotosíntesis es un ejemplo de anabolismo que se lleva a cabo en los cloroplastos de lascélulas vegetales. CLOROPLASTOS
  15. 15. Fotosíntesis, pigmentos y fotosistemas PLos organismos fotosintéticos productores de O2 usan energía lumínica, CO2 y agua paraproducir la materia orgánica necesaria para su alimentación. En los eucariontes, la fotosíntesisse realiza en los cloroplastos. CO2 + H2O + Energía lumínica ----> Glucosa ( Azúcar) + O2
  16. 16. Fotosíntesis, pigmentos y fotosistemas PPara que la energía de la luzsirva para algo en el ser vivo,debe ser capturada pormoléculas que sean capaces deabsorberla. Estas sustancias quecapturan la luz se llamanpigmentos y se encuentran enlos tilacoides de loscloroplastos. Contienen uncromatóforo o grupo químicocapaz de absorber la luz dedistintas longitudes de onda delespectro visible. Estospigmentos pueden ser:clorofilas (a y b), xantofilas,carotenoides, etc.
  17. 17. La fotosíntesis consta de dos fases: P Fase oscura: en esta fase se usa la energía de Fase lumínica: la la fase luminosa (ATP) energía de la luz se utiliza para generar ATP. + para fijar dióxido de carbono y sintetizar moléculas orgánicas por medio del CICLO DE CALVIN. La fase lumínica La fase oscura
  18. 18. La fotosíntesis consta dedos fases: PLa fase lumínica quedepende de la luz y se realizaen los tilacoides de loscloroplastos. Los electronesliberados tras la incidencia dela luz en los fotosistemas seusa para formar NADPH. En lacadena transportadora deelectrones la energía de esoselectrones se usa parasintetizar ATP.La faseoscura, independiente de laluz. Se realiza en el estroma yen ella se usa la energía de lafase luminosa para fijardióxido de carbono y obtenermoléculas orgánicas pormedio del CICLO DE CALVIN. La fase lumínica La fase oscura
  19. 19. CICLO DE CALVIN CO2 + Generado en la fase lumínica ATP + Otras moléculas Carbohidratos o glúcidos o azúcares
  20. 20. CATABOLISMO PProceso metabólico por medio del cual las sustanciascomplejas se degradan a sustancias más simples conliberación energía (SE OBTIENE ATP). Catabolismo anaeróbico (Ocurre en el citoplasma) El aceptor de electrones no es el oxigeno, es otra molécula. Ejemplo: la fermentación Ejemplos de dos tipos decatabolismos Catabolismo aeróbico (Ocurre en el citoplasma y mitocondria) El aceptor de electrones es el oxígeno molecular. Conduce finalmente a la obtención de moléculas de ATP.
  21. 21. CATABOLISMO ANAEROBICO: P Catabolismo anaeróbico (Ocurre en el citoplasma) El aceptor de electrones no es el oxígeno, es otra molécula. Se obtiene poco ATP La FERMENTACIÓN es un tipo de catabolismo anaeróbico. Cuando se fermentan sustancias con carbohidratos (azúcares) se obtiene alcoholes, poco ATP y otros productos. Las fermentaciones las realizan bacterias y levaduras. Fermentación alcohólica (Los vinos y la cerveza se obtienen por este tipo de fermentación. Fermentación láctica Glucosa —–> 2 Etanol + 2 Dióxido de carbono Fermentación alcohólica
  22. 22. TIPOS DE ALIMENTOS QUE CONSUMEN LOS SERES HUMANOSCarbohidratos Proteínas Lípidos Nucleótidos
  23. 23. De los alimentos se obtienen las biomoléculas en el sistema digestivo ypasan al sistema circulatorio hasta llegar a todas las células del cuerpo
  24. 24. De los alimentos se obtienen las biomoléculas en el sistema digestivo ypasan al sistema circulatorio hasta llegar a todas las células del cuerpo
  25. 25. TIPOS DE ALIMENTOS QUE CONSUMEN LOS SERES HUMANOSCarbohidratos Proteínas Lípidos Nucleótidos
  26. 26. CATABOLISMO AERÓBICO PCatabolismo aeróbico: consta de dos etapas para generar ATP1. Degradación de biomolécula para obtener Acetil-CoA + 2. Respiración celular ATP Proteínas Acetil-CoA + Respiración celular Carbohidratos Acetil-CoA + Respiración celular ATP Lípidos Acetil-CoA + Respiración celular La desaminación es la degradación de proteínas obteniendo Ácido pirúvico La glucólisis es la degradación de carbohidratos obteniendo Ácido pirúvico La beta oxidación es la degradación de lípidos obteniendo Ácido pirúvico EL ÁCIDO PIRÚVICO SE OXIDA Y SE FORMA La Acetil-CoA La respiración celular : ocurre dentro de la mitocondria y consta de dos procesos: el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria. GENERA LA MAYOR PARTE DE ATP. La Acetil-CoA entra al ciclo de Krebs, se activa la cadena respiratoria y se genera la mayor parte de ATP
  27. 27. CATABOLISMO AERÓBICO 1. Se degradan proteínas, carbohidratos y lípidos para obtener Ocurre en el ácido pirúvico citoplasma Se oxida Acetil-CoA La Acetil-CoA entra al ciclo de Krebs La Acetil-CoA se oxida a CO2 y se Ciclo de Krebs obtienen otros productos que se utilizan en la siguiente fase. Se genera poco ATP2. Respiración celular En la mitocondria Los electrones entran a la cadena para generar ATP. Se genera la mayor parte de ATP Cadena respiratoria El oxígeno recibe electrones para formar agua
  28. 28. CATABOLISMO AERÓBICO P El ciclo de krebs ocurre en la mitocondria. Su función es degradar el Acetil-CoA a dióxido de carbono y otras moléculas, las moléculas reducidas en el proceso se utilizan en el siguiente proceso llamado «cadena respiratoria» para la formación de ATP.
  29. 29. CATABOLISMO AERÓBICO P La cadena de respiratoria ocurre en la membrana interna de la mitocondria Se genera la mayor parte de ATP. El oxígeno recibe electrones para formar agua. Los electrones entran a la cadena para generar ATP.
  30. 30. CATABOLISMO AERÓBICO P
  31. 31. TIPOS DE ALIMENTOS QUE CONSUMEN LOS SERES HUMANOSCarbohidratos Proteínas Lípidos Nucleótidos
  32. 32. CÉLULA ANIMAL Y CÉLULA VEGETALMITOCONDRIA MITOCONDRIA
  33. 33. MITOCONDRIA La mitocondria produce ATP
  34. 34. MITOCONDRIA CITOPLASMAMITOCONDRIA
  35. 35. EL CATABOLISMO AEROBICO: Carbohidratos CITOPLASMA Glúcidos 1. Degradación de biomolécula para producir Acetil-CoA. Glucólisis Ocurre en el (Degradación) citoplasma ATP Acido pirúvico ATP Acetil coA 2. La respiración celular ocurre dentro de la mitocondria y consta de dos Ciclo de ATP Y procesos: el ciclo de OTROS ATP Y H2O Krebs y la cadena Krebs PRODUCTOS respiratoria. Cadena respiratoria O
  36. 36. EL CATABOLISMO AEROBICO: P Proteínas CITOPLASMA Aminoácidos Desaminación Degradación Acido pirúvico ATP Acetil coA La respiración celular ocurre dentro de la mitocondria y consta de dos procesos: el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria. Ciclo de ATP Y OTROS Krebs PRODUCTOS ATP Y H2O O Cadena respiratoria
  37. 37. EL CATABOLISMO AEROBICO: P Lípidos CITOPLASMA Grasas Beta oxidación Acetil coA La respiración celular ocurre dentro de la mitocondria y consta de dos procesos: el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria. Ciclo de ATP Y OTROS Krebs PRODUCTOS ATP Y H2O O Cadena respiratoria
  38. 38. EL CATABOLISMO AEROBICO: P Proteínas Carbohidratos Lípidos CITOPLASMA Aminoácidos Glúcidos Grasas Beta Desaminación Glucólisis oxidación ATP Acido pirúvico ATP Acetil coA La respiración celular ocurre dentro de la mitocondria y consta de dos procesos: el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria. Ciclo de ATP Y OTROS Krebs PRODUCTOS ATP Y H2O Cadena respiratoria
  39. 39. EL CATABOLISMO AEROBIO:Degradación de glúcidosGlucolisis: PASO 1 GlucolisisLa glucolisis ocurre en el citosol de lacélula. Durante ésta etapa no se necesitaoxígeno para su realización y se tratasimplemente de una secuencia de más omenos nueve etapas. A lo largo de estas,una molécula de glucosa se transformaen dos moléculas de ácido pirúvico.Se produce en todas las célulasvivas, desde procariotas hastaeucariotas animales y vegetales. Seobtienen 2 moléculas de NADH y 4 deATP por lo que el balance final es de: 2NADH , 2 ATP, 2 moléculas de acidopirúvico, por molécula de glucosa NOTA: ésta etapa no requiere oxígeno, Pero las siguientes sí. De la figura se debe tener en cuenta los productos finalesGlucosa + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+ ==>2 Acido pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 Agua
  40. 40. La respiración aeróbica ocurre en dos etapas: ciclo de Krebs y cadena respiratorio:PASO 2LA OXIDACIÓN DEL ÁCIDO PIRÚVICO, unpaso intermedio: Lo primero que ocurre tras laglucólisis es que el ácido pirúvico pasa desde elcitoplasma a la matriz mitocondrial, atravesando lasmembranas. El ácido pirúvico sufre una oxidación, selibera una molécula de CO2 y se forma un grupo acilo(CH3-CO). Cada grupo acilo se une a un Coenzima A yse forma acetilCoenzimaA. Mitocondria PASO 3 EL CICLO DE KREBS genera ATP, FADH y NADH tiene lugar en la matriz de la mitocondria en presencia de oxígeno. La membrana mitocondrial externa es permeable a la mayoría de las moléculas de pequeño tamaño, sin embargo la interna tiene una permeabilidad selectiva y controla el movimiento de iones hidrógeno PASO 4 EN LA CADENA RESPIRATORIA se genera la mayor parte de ATP, acontece en las crestas mitocondriales, donde se encuentran las enzimas necesarias y específicas que permiten el acoplamiento energético y la transferencia de electrones. Para este proceso se necesita oxígeno en la célula.
  41. 41. Rendimiento energético del catabolismo de la glucosa A partir de la oxidación de una molécula de glucosa se producen alo sumo 38 de ATP, repartidas de la siguiente manera:El 40% de la energía libre producida en la oxidación de la glucosa seretiene en forma de moléculas de ATP. En otras palabras, el procesotiene una eficiencia del 40%.
  42. 42. Degradación de los ácidos grasos: ß-oxidación de los ácidos grasos.Los ácidos grasos son moléculas que suponen importantes depósitos de energía para la célula. Enun primer término los triglicéridos deben ser hidrolizados en el citoplasma por la acción de laslipasas, originándose glicerol y sus correspondientes ácidos grasos. Los ácidos grasosinmediatamente son degradados en la mitocondria en la ß-oxidación y el glicerol pasa a la rutacatabólica glucolítica. Degradación de los aminoácidos.Las proteínas tienen fundamentalmente misiones biológicas distintas a las energéticas. Sinembargo, en caso de necesidad, los aminoácidos son oxidados y los derivados de las oxidacionespueden entrar en el ciclo de Krebs y en la cadena respiratoria. Existen tres mecanismos deoxidación de aminoácidos: transaminación, desminación oxidativa y descarboxilación.

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