T12 catabolismo

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T12 catabolismo

  1. 1. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICO1.- Introducción al catabolismo2.- Catabolismo aeróbico. Glucólisis3.- Respiración celular (I): ciclo de Krebs4.- Respiración celular (II): cadena respiratoria5.- Balance energético de la respiración celular6.- Otras rutas catabólicas7.- Catabolismo anaeróbico: fermentaciones
  2. 2. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICOANTECEDENTES PAU:2002 – Septiembre : respiración celular y fermentaciones;2003 – Junio : localización intracelular de la respiración celular;2003 – Septiembre : fermentaciones, tipos, localización intracelular e importancia económica;2004 – Septiembre : fosforilación oxidativa;2005 – Septiembre : ciclo de Krebs, objetivo principal y localización intracelular; procedencia del acetil-CoA; fosforilación oxidativa;2006 – Junio ; vías metabólicas de la glucosa;2006 – Septiembre : comparación entre fosforilación oxidativa y fotosintética;2007 – Septiembre : la glucólisis y su localización intracelular; fermentaciones y su localización intracelular; importancia industrial de las fermentaciones y microorganismos implicados;2009 – Junio : comparación entre el metabolismo autótrofo y heterótrofo; fosforilación oxidativa y cadena de transportes de electrones;2010 – Junio : identificación de la reacción de fermentación alcohólica, cómo y donde ocurre, usos; relacionar diversos procesos metabólicos con la estructura celular en la que ocurren;2010 – Septiembre : definición de organismo aerobio y anaerobio, ejemplos;2011 – Junio : etapas de la oxidación aerobia de la glucosa, sustratos iniciales y productos finales;
  3. 3. Tema 12: CATABOLISMO1.- Introducción al catabolismo AERÓBICO Y ANAERÓBICO• CATABOLISMO AERÓBICO: tipo de reacción metabólica en laque se produce la degradación oxidativa de moléculas orgánicas • finalidad: obtención de energía para que la célula realice sus funciones vitales ¿QUÉ SIGNIFICA DEGRADACIÓN OXIDATIVA? “Las moléculas orgánicas se „degradan químicamente‟ (rompen)mediante reacciones de oxidación, con el fin de generar energía para que la célula pueda hacer sus funciones vitales” ¿QUÉ SON REACCIONES DE OXIDACIÓN?“reacciones en las que se transfieren átomos de H o e- de un átomo o molécula (la que se oxida) a otra (que se reduce)” REACCIONES DE REDUCCIÓN-OXIDACIÓN (REDOX)
  4. 4. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICOREACCIONES DE REDUCCIÓN-OXIDACIÓN (REDOX) CARACTERÍSTICAS generales:• Toda oxidación requiere una reducción.• Moléculas que ceden [e-] o [e- + p+] (como átomos de H) : moléculas oxidadas.• Moléculas que reciben [e-] o [e- + p+] (como átomos de H): moléculas reducidas.• La rotura de enlaces para la eliminación del H en las reacciones de oxidación,libera gran cantidad de energía. Reacciones de Reacciones de OXIDACIÓN REDUCCIÓN H e- Átomo o molécula Eliminación de H Adición de H REDUCIDA Eliminación de e- Adición de e- Átomo o Liberación de Almacenamiento de molécula energía energía OXIDADA Energía
  5. 5. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICOREACCIONES DE REDUCCIÓN-OXIDACIÓN (REDOX) CARACTERÍSTICAS en los procesos metabólicos de los seres vivos:• En el metabolismo se suceden secuencias de reacciones REDOX en las que setransfieren átomos de H o e- de un compuesto a otro.• Nucleótidos como el NAD+, NADP+ o FAD se llaman TRANSPORTADORESDE HIDRÓGENO:  Captan los átomos de H liberados por las moléculas oxidadas y los transfieren a las moléculas aceptoras para que se reduzcan MOLÉCULAS MOLÉCULAS DADORAS de H ACEPTORAS de H (se oxidan) (se reducirán) H H NAD+ NADP+ FAD (transportadores de H)
  6. 6. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICOREACCIONES DE REDUCCIÓN-OXIDACIÓN (REDOX) Ejemplos: • ¿Quién se oxida y quien se reduce? Na pierde 1e-  se oxida a Na+ Cl + Na  Na+ + Cl- Cl gana 1e-  se reduce a Cl- • ¿El e- viaja sólo o en compañía? Viaja sólo, sino lo haría como átomo de HC6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + energía6CO2 + 6H2O + energía  C6H12O6 + 6O2 • ¿Qué compuesto es C6H12O6? glucosa • En la 1ª reacción, ¿Quién se oxida? ¿el e- viaja sólo o en compañía? la glucosa, pierde 12 H (se oxida) y los gana el oxígeno (se reduce) • En la 2ª reacción, ¿qué está ocurriendo? el agua pierde los 12H (se oxida) y los gana el CO2, que se reduce formando glucosa • ¿Qué representan ambas reacciones? 1ª: oxidación de la glucosa; 2ª: fotosíntesis
  7. 7. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICO REACCIONES DE REDUCCIÓN-OXIDACIÓN (REDOX) O2 MOLÉCULAS MOLÉCULAS DADORAS de e- ACEPTORAS de e- (se oxidan) (se reducirán) e- e- - Etanol - Ácido láctico Si el aceptor de e- es:  O2  los seres vivos son AEROBIOS (catabolismo aeróbico)  Etanol, ácido láctico  los seres vivos son ANAEROBIOS (catab. anaeróbico)
  8. 8. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICO2.- Catabolismo AERÓBICO. Glucólisis  CATABOLISMO AERÓBICO: • El aceptor de e- es el O2 • Comprende varias rutas metabólicas que acaban obteniendo ATP CITOSOL MITOCONDRIA CO2C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + energía H2O ATP
  9. 9. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICO- La mayoría de organismosno se alimentan de glucosa¿Cómo extraen energía delas grasas y de lasproteínas?El Ciclo de Krebs es ungran “centro decomunicaciones” para elmetabolismo energético.
  10. 10. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICODentro del Catabolismo aeróbico, una ruta importante es la de DEGRADACIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS de la dieta OXIDACIÓN DE LA GLUCOSA ETAPA I : Glucólisis ETAPA II : Respiración Ciclo de Krebs Cadena Respiratoria
  11. 11. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICOGlucólisis 1 GLUCOSA 2 ÁCIDO PIRÚVICO • LUGAR : citosol • ORGANISMOS : tanto en procariotas como eucariotas • OBJETIVO : obtener ATP y NADH • ETAPAS : 9 • BALANCE (por cada molécula de glucosa) :  2 moléculas de ácido pirúvico  2 moléculas de ATP  2 moléculas de NADH
  12. 12. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICO Glucólisis Hexoquinasa ETAPA 1 - Fosforilación de + + + H+ glucosa - Consumo 1ATPETAPA 2 Fosfoglucosa- Reorganización del isomerasaanillo hexagonal de laglucosa en elpentagonal de lafructosa(isomerización) Fosfofructoquinasa + + + H+ETAPA 3- Fosforilación de F-6P- Consumo 1ATP
  13. 13. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICO Glucólisis AldolasaETAPA 4 +- Escisión de la F-1,6 biPen 2 triosas- Los productos de lospasos siguientes debencontarse 2 veces Gliceraldehído 3-fosfatoETAPA 5 deshidrogenasa- Oxidación y fosforilacióndel Gli-3P- NAD+ se reduce a NADH + + +- Se emplea Pi del citopl.- Es la 1ª reacción dondese obtiene energíaETAPA 6 Fosfoglicerato- Desfosforilación del Ác 1,3biPgli quinasa- Reacción exergónica, se forman2ATP/1glucosa- Esta energía impulsa las reaccionesprecedentes + +
  14. 14. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICO Glucólisis Fosfoglicerato mutasaETAPA 7- Cambio del grupo P del C3 al C2(isomerización) Enolasa ETAPA 8 - Pérdida de 1 mol. de H2O + H 2O - Formación de 1 = Piruvato quinasaETAPA 9-Desfosforilación del Ác P-enolpirúvico + + H+ +- Reacción exergónica, formación 1ATP
  15. 15. Tema 12: CATABOLISMO Glucólisis AERÓBICO Y ANAERÓBICO• Es una serie de 9 reacciones, cada una catalizada por una enzima específica.• El esqueleto de Carbono de la glucosa de desmiembra y sus átomos se reordenan paso a paso • Se requiere energía, se utilizan 2 ATP ETAPAS • El paso 3 es catalizado por la fosfofructoquinasa, una enzima alostérica que puede 1, 2, 3 ser inhibida por el ATP. Es el principal mecanismo regulador de la glucolisis. Si la [ATP] en la célula es alta, el ATP inhibirá a la enzima y se detendrá la glucólisis • La molécula de 6C (Fructosa 1,6-bisf.) se escinde en 2 moléculas de 3C que son intercambiables por una isomerasa. ETAPA • El gliceraldehido-3P (G3P) se consume en las reacciones siguientes por lo que 4 la otra molécula (dihidroxiacetona-P) se convierte en G3P. • Finaliza aquí la FASE PREPARATORIA. • Primeras reacciones en las que se obtiene energía: 1 ATP y 1 NADH por cada ETAPAS molécula de G3P 5, 6 • Se requiere NAD+ constantemente para evitar que se detenga el proceso. ETAPAS • Etapas transitorias 7, 8 • Se forma 1 ATP ETAPA • El ácido pirúvico obtenido todavía contiene gran cantidad de energía y podrá 9 seguir una vía anaerobia (fermentación) o aerobia (respiración celular).
  16. 16. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICOGlucólisis - Resumen ENERGÍA CONSUMIDA ENERGÍA PRODUCIDA BALANCE PARCIAL : - 2 ATP BALANCE PARCIAL : 4 ATP + 2 NADH BALANCE TOTAL : 2 ATP y 2 NADH + 2 ÁCIDO PIRÚVICO
  17. 17. Tema 12: CATABOLISMO3.- Ciclo de Krebs AERÓBICO Y ANAERÓBICO OXIDACIÓN DE LA GLUCOSA (C6H12O6) ETAPA I : Glucólisis ETAPA II : Respiración 2 ácido pirúvico 2 ATP 2 NADH Ciclo de Krebs Cadena Respiratoria (matriz mitocondrial) (crestas mitocondriales) CO2 H2O ATP
  18. 18. Tema 12: CATABOLISMOCiclo de Krebs (Etapa incial) AERÓBICO Y ANAERÓBICO 2 ÁCIDO PIRÚVICO 1.- El ácido pirúvico pasa a la matriz mitocondrial 2.- Ácido pirúvico  oxidación  Acetil coenzima A (acetil CoA) BALANCE: 2 ácido pirúvico  2 NADH + 2 acetil CoA (la acetil CoA conecta la Glucólisis con el Ciclo de Krebs)
  19. 19. Tema 12: CATABOLISMOCiclo de Krebs AERÓBICO Y ANAERÓBICO(ciclo de los ácidos tricarboxílicos o ciclo del ácido cítrico) • LUGAR : matriz de la mitocondria (no se requiere O2) • OBJETIVO : obtener energía y poder reductor • ETAPAS : cadena cíclica de 8 reacciones • BALANCE (por cada molécula de glucosa) :  2 moléculas de ATP  6 moléculas de NADH  2 moléculas de FADH2
  20. 20. Tema 12: CATABOLISMOCiclo de Krebs AERÓBICO Y ANAERÓBICO1.- Acetilo + Ácido oxalacético  Ácido cítrico2.- El Ácido cítrico comienza el ciclo que se cierra cuando se vuelve aregenerar el Ácido oxalacético Acetil CoA Coenzima A Acetilo + ÁCIDO OXALACÉTICO ÁCIDO CÍTRICO
  21. 21. Tema 12: CATABOLISMOCiclo de Krebs AERÓBICO Y ANAERÓBICOBALANCE: GlucosaPor cada vuelta del ciclo de Krebs SE CONSUME: Ácidos Coenzima A Acetil-CoA - 1 acetilo grasos - 1 ácido oxalacético (que se regenera)• Por cada vuelta del ciclo SE GENERA: - 3 NADH Ácido málico - 1 FADH2 - 1 GTP ( 1ATP) Ácido oxalacético H2O Ácido NAD + NADH fumárico Ácido cítrico FADH2 Ácido NAD + isocítrico FAD NADH NADH NAD + Coenzima A(se necesitan 2 vueltas para oxidar Ácido1 molécula de glucosa) succínico Coenzima A Ácido -• Por cada molécula de glucosa SE FORMAN: cetoglutárico - 2 GTP ( 2ATP) GTP Succinil- CO2 - 6 NADH ADP CoA GDP - 2 FADH2 ATP CO2
  22. 22. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICORESUMIENDO LO QUE SABEMOS HASTA EL MOMENTO DE LA OXIDACIÓN DE LA GLUCOSA …
  23. 23. Tema 12: CATABOLISMO 4.- Cadena Respiratoria AERÓBICO Y ANAERÓBICO La C6H12O6 que inició la glucólisis ya está oxidada La energía de sus enlaces se ha utilizado para producir: LA MAYORÍA ATP 2 de la glucólisis + En los transportadores de e- 2 del Ciclo de Krebs NAD+ y FAD• OBJETIVO de la CADENA RESPIRATORIA : liberar la energía de los transportadores de e- para fabricar ATP
  24. 24. Tema 12: CATABOLISMO Cadena de transporte de e- AERÓBICO Y ANAERÓBICO ¿Cómo se libera la energía almacenada en el NADH y FADH2? • Los electrones son conducidos a través de una cadena de aceptores de e- (Cadena de Transporte de Electrones) • Cada aceptor recibe e- del aceptor precedente y los cede al aceptor siguiente • Los e- van de aceptor a aceptor bajando a niveles energéticos inferiores NIVEL ENERGÉTICO ALTO e- [< Potencial Reducción] ACEPTORPOTENCIAL DE REDUCCIÓN:- Medida de la tendencia del agentereductor a perder electrones ACEPTOR- Los electrones tienden a fluirespontáneamente de valores más ACEPTORnegativos a más positivos ACEPTOR NIVEL ENERGÉTICO BAJO ACEPTOR FINAL, O2 ENERGÍA [> Potencial Reducción]
  25. 25. Tema 12: CATABOLISMOCadena de transporte de e- AERÓBICO Y ANAERÓBICO La molécula de glucosa está completamente oxidada y Potencial más negativo se ha obtenido: -0,32 V - 2 ATP y 2 NADH en la glucólisis - 2 NADH en la descarboxilación oxidativa NAD+ - 2 ATP, 6 NADH y 2 FADH2 en el Ciclo de Krebs NADH + H+ - 0,4 2e- + 2H+ La mayor parte de la energía está almacenada en los electrones almacenados por el NADH y el FADH2. FMN 2e- + 2H+ En esta cadena los e- son transportados poco a poco FMN desde aceptores con un potencial más negativo hacia CoQ otros con potencial menos negativo. FADH2 2e- + 2H+ 0 2H+ • COMPONENTES PRINCIPALES DE LA CADENA: CoQ Cit b los citocromos (prot+grupo hemo con 1 átomo de Fe). FAD El átomo de Fe acepta y libera alternadamente 1e-, 2e- transfiriéndolo al siguiente citocromo del nivel energético inferior Cit b Cit c 2e- Los e- llegan hasta el O2 que se Cit c + 0,4 combina con dos H+ y forma H2O. Cit a El O2 es imprescindible para que 2e- Cit a no se bloquee el proceso. a3 También puede iniciarse la cadena 2e- a partir de los e- cedidos por el a3 2H+ + 1/2 O2 + 0,8 FADH2 en un nivel energético 2e- 2e- menor: -0,219 V. H2O Potencial menos negativoVoltios +0,82 V
  26. 26. Tema 12: CATABOLISMOCadena de transporte de e- AERÓBICO Y ANAERÓBICO
  27. 27. Tema 12: CATABOLISMO Fosforilación oxidativa AERÓBICO Y ANAERÓBICO La energía liberada en la cadena transportadora se emplea para fabricar ATP en un proceso llamado FOSFORILACIÓN OXIDATIVA según la teoría del ACOPLAMIENTO QUIMIOSMÓTICOPOR UN LADO…• Los componentes de la cadena transportadora de e- forman 3 complejos enzimáticos queatraviesan la membrana mitocondrial interna.• La energía que se libera cuando los e- pasan a niveles energéticos inferiores, los complejosenzimáticos la emplean en bombear protones desde la matriz mitocondrial al espaciointermembrana (por cada 2e- que van desde el NADH hasta el O2, se bombean 10 protones)• Los protones no pueden volver a la matriz ya que la membrana mitocondrial interna esimpermeable a ellos  se crea un GRADIENTE ELECTROQUÍMICO matriz/espacio intermembrana este gradiente genera una FUERZA PROTOMOTRIZPOR OTRO LADO…• En la membrana mitocondrial interna también hay un complejo enzimático llamado ATP-SINTETASA, a través del cuál SÍ pueden fluir los protones de nuevo a la matriz.• La FUERZA PROTOMOTRIZ impulsa a los protones a la matriz a través del ATP-SINTETASA,catalizándose ATP en la matriz mitocondrial.• Por cada 3 protones que fluyen a través del ATP-SINTETASA  1 ATP ADP + Pi  ATP
  28. 28. Tema 12: CATABOLISMOFosforilación oxidativa AERÓBICO Y ANAERÓBICO Se calcula que se sintetizan: - 3 ATP por cada NADH Matriz - 2 ATP por cada FADH2 mitocondrial ATP H+ ADP Espacio intermembrana H+Matriz mitocondrial H+ F1 NAD + FAD H2O F0 NADH _ _ FADH2 2 H+ + 1/2 O2 _ _ 2e- 2e- CoQ Cit c Sistema III H+ Sistema I Sistema IIEspacio H+ H+ H+intermembrana H+ H+ H+ H+ A medida que los e- van descendiendo a niveles energéticos menores, liberan energía que sirve para transportar H+ creando un gradiente electroquímico. Esta acumulación de H+ genera una fuerza protomotriz que impulsa los H+ a través de las ATP-sintetasa permitiendo sintetizar el ATP.
  29. 29. Tema 12: CATABOLISMORESUMEN – Oxidación de la glucosa AERÓBICO Y ANAERÓBICO ETAPA 1 GLUCOLISIS (en el citoplasma)Proceso anaerobio en el que la glucosa (6C) se escinde en 2 moléculas de ácido pirúvico (3C), de manera similar a comohacen los organismos fermentadores.Se eliminan 4 H (4e- y 4 H+) que son aceptados por 2 moléculas de NAD+, sobrando 2 H+ que quedan libres en elcitoplasma. Glucosa (6C) 2 Piruvato (3C) + 2NADH + 2H+ + 2ATP ETAPA 2 RESPIRACIÓN CELULAR (en la mitocondria) Etapa 2a: DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA Y CICLO DE KREBS (en la matriz) 2 Piruvato (3C) 2 Acetil-CoA (2C) + 2  (NADH + CO2) 2 Acetil-CoA (2C) 4 CO2 (1C) + 2  (3NADH + FADH2) Sigue oxidándose el ácido pirúvico: los átomos de C se oxidan a CO2. Los átomos de H (H+ y e- se utilizan para reducir: 3 NAD+  3 NADH y 1 FAD  1 FADH2 Etapa 2b: Transferencia electrónica y fosforilación oxidativa (en la membrana mitocondrial interna Cadena respiratoria: La oxidación de NADH y FADH2 obtenidos previamentelibera e- que pasan por la cadena respiratoria hasta llegar al O2 y formar H2O. Fosforilación oxidativa: asociadas a cadena anterior hay una serie de proteínas transportadoras que crean un gradiente de H+ que permitirá a las ATPasa fabricar ATP.
  30. 30. Tema 12: CATABOLISMORESUMEN – Oxidación de la glucosa AERÓBICO Y ANAERÓBICO Fosforilación oxidativa Cadena respiratoria NADPH Ciclo de Glucólisis Krebs Ácido Acetil CoA pirúvico ß-Oxidación Ácidos grasos
  31. 31. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICO5.- Balance energético de la respiración celular Glucosa 2 NADH Glucólisis 2 NADH Ácido 2 ATP pirúvico 6 NADH Ciclo Cadena Acetil- de CoA respiratoria Krebs 2 FADH2 2 ATP 32 ATP 36 ATPC6H12O6 (glucosa) + 6O2 + 36ADP + 36Pi 6CO2 + 6H2O + 36ATP (energía útil) + calor
  32. 32. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICO RENDIMIENTO ENERGÉTICO DE LA OXIDACIÓN DE LA GLUCOSA 1 mol de 680 kcal glucosa 36 ATP Almacenan en sus enlaces 266 kcal El 40% de la energía desprendida por la oxidación de la glucosa se conserva en formade ATP. Es un rendimiento elevado, por ejemplo, en los coches sólo aprovechamos el 25% de laenergía contenida en el combustible.
  33. 33. Tema 12: CATABOLISMO 6.- Otras rutas catabólicas AERÓBICO Y ANAERÓBICO TRANSPORTE y OXIDACIÓN DE AMINOÁCIDOS β-OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS PROTEÍNAS GRASAS Aminoácidos Glicerol + Ácido Graso• Se desaminan (eliminación grupo amino) • El grupo amino se excreta como urea • Se cortan en fragmentos de 2 Carbonos• El esqueleto de Carbono se convierte: • En mitocondrias y peroxisomas • Grupo Acetilo • Entran en Ciclo Krebs como Acetil-CoA • Compuesto que entra en la glucólisis CO2 • Compuesto que entra en Ciclo Krebs H2O ATP
  34. 34. Tema 12: CATABOLISMOTransporte y β-Oxidación de ácidos grasos AERÓBICO Y ANAERÓBICO Los ácidos grasos son importantes depósitos de energía metabólica. Para iniciar su metabolización primero es necesario separarlos del resto de la molécula lipídica. Para ello, las lipasas en el citoplasma: Acil - CoA Los acilglicéridos se rompen obteniendo una molécula de glicerina y los ácidos grasos correspondientes ▪ Los fosfolípidos se hidrolizan obteniendo glicerina y ácido fosfórico.HSCoA Carnitina La glicerina se fosforila y oxida en dihidroxicetona-P que puede isomerizarse en G3P, entrando a la glucólisis. Acil-carnitina Carnitina Citosol Entrada en la mitocondria: los ácidos grasos se activan uniéndose a un acetil-CoA y la Transportador Espacio carnitina los transporta al interior de la matriz. de carnitina intermembrana La L-carnitina en nuestro organismo es sintetizada en Matriz mitocondrial el hígado y el riñón a partir de la lisina con ayuda de la metionina, tres vitaminas (C, B3 y B6) y el Fe. Facilita la metabolización de las grasas. A las mujeres Acil-carnitina embarazadas se les suministra porque se produce un fuerte descenso en sangre por la demanda del feto. Carnitina HSCoA Acil-CoA - oxidación Acetil - CoA Ciclo de Krebs
  35. 35. Tema 12: CATABOLISMO Transporte y β-Oxidación de ácidos grasos AERÓBICO Y ANAERÓBICO Los Acil-CoA que son largas cadenas hidrocarbonadas de ácidos grasos unidas a un coenzima A (HS-CoA) son fragmentadas mediante la hidrólisis y oxidación obteniendo: un Acetil-CoA (pequeña molécula de 2 carbonos con un CoA) que pasa al ciclo de Krebs un nuevo acil-CoA con 2 carbonos menos que vuelve a empezar el ciclo hasta romperse completamente La -oxidación consigue que de un ácido R - CH2 - CH2 - CO~S-CoA graso saturado se liberen tantas unidades de FAD Acetil-CoA como permita su número par de Acil-CoA átomos de carbono. Oxidación Acil-CoA deshidrogenasa Acil -CoA FADH2 con dos Acetil-CoA carbonos menos Tiólisis Tiolasa HS-Coa R - CO - CH2 - CO~S-CoA - cetoacil-CoA R - CH = CH - CO~S-CoA Enoil-CoA - hidroxiacill-CoA deshidrogenasa Enoil-CoA hidratasa H2O OH | NADH + H+ R - CH - CH2 - CO~S-CoAPeroxisomas NAD+ Oxidación - hidroxiacil-CoA
  36. 36. Tema 12: CATABOLISMOOxidación de aminoácidos AERÓBICO Y ANAERÓBICO Los aminoácidos no pueden almacenarse y tampoco pueden excretarse, por ello se utilizan como combustible metabólico para obtener energía. El grupo amino se desamina y forma amonio Aminoácido H+ + NH3 NAD+ NADH El esqueleto carbonatado dalugar a otros metabolitos que se oxidaran en el ciclo de Krebs Hígado Los animales ureotélicos, como los mamíferos, expulsan Ciclo urea disuelta en agua de la urea
  37. 37. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICO7.- Catabolismo anaerobio: fermentaciones CATABOLISMO ANAERÓBICO: • El aceptor final de e- es una MOLÉCULA ORGÁNICA SENCILLA ETANOL ÁCIDO LÁCTICO (alcohol etílico)• Las rutas de degradación de la glucosa se llaman FERMENTACIONES• Son propias de bacterias y levaduras• También se producen en animales cuando el O2 escasea (exc. Neuronas que mueren) • TEXTO:“Glucólisis sin oxígeno: caimanes y celacantos”• Energéticamente son poco rentables (2 ATP por cada molécula de C6H12O6)
  38. 38. Tema 12: CATABOLISMOAERÓBICO Y ANAERÓBICO
  39. 39. Tema 12: CATABOLISMO Fermentación ETÍLICA AERÓBICO Y ANAERÓBICO• Pasos por los que el ÁCIDO PIRÚVICO (glucólisis)  ETANOL 1. Ácido pirúvico  Acetaldehído (se desprende CO2) 2. Acetaldehído  Etanol (alcohol deshidrogenasa: oxida el NADH, reduce el acetaldehído)• ORGANISMOS: células vegetales, hongos, bacterias • Saccharomyces cerevisae o levadura (hongo) : • Utilizada industrialmente para la fabricación de vino o cerveza • Aerobios facultativos Glucosa Dihidroxiacetona fosfato G3P Ácido 1,3- bifosfoglicérico 2 ATP NAD + CH3 - CO - COOH NADH Ácido pirúvico CH3 - CH2OH CH3 - CHO Etanol Acetaldehído CO2
  40. 40. Tema 12: CATABOLISMO Fermentación LÁCTICA AERÓBICO Y ANAERÓBICO• Pasos por los que el ÁCIDO PIRÚVICO (glucólisis)  ÁCIDO LÁCTICO 1. Ácido pirúvico  Ácido Láctico (láctico deshidrogenasa: oxida el NADH, reduce ac. pirúvico)• ORGANISMOS: • Bacterias: yogur, queso, leche fermentada • Células musculares de vertebrados durante ejercicios intensos Dihidroxiacetona fosfato Ácido 1,3- Glucosa G6P G3P bifosfoglicérico NAD + NADH 2 ATP CH3 - CHOH - COOH CH3 - CO - COOH Ácido láctico Láctico deshidrogenasa Ácido pirúvico
  41. 41. Tema 12: CATABOLISMO Fermentación LÁCTICA AERÓBICO Y ANAERÓBICO• SENTIDO DE LA FERMENTACIÓN LÁCTICA EN CÉLULAS MUSCULARES DE VERTEBRADOS: • En ejercicios intensos, la frecuencia respiratoria aumenta para aumentar el suministro de O2 • Este incremento de O2 puede no ser suficiente para satisfacer los requerimientos de céls. musculares • La glucólisis continúa y el ácido pirúvico  ácido láctico que: • ↓ pH del músculo • reduce capacidad contracción de fibras musculares  fatiga y cansancio muscular • NADH  NAD+, sin el cual la glucólisis no podría continuar • Cuando el O2 es más abundante y disminuye la demanda de ATP: ácido láctico  ácido pirúvico
  42. 42. Tema 12: CATABOLISMO AERÓBICO Y ANAERÓBICO ACTIVIDADES:- 11, 12, 19 y 21 (pág. 206-207)

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