http://aixoplugat.blogspot.com

1. Metabolismecatabòlic:respiracióifermentació 1

6. Per mitjàd’enzims del grup de les ATP-sintetases: a les crestesdelsmitocondris i alstilacoidesdelscloroplastsquan un fluz de protons (H+) travessaaquestsenzims.ATP (adenosin trifosfat) ATP: moneda energètica – energiad’úsinmediat

7. 1. El catabolisme 5 Catabolisme: conjunt de reaccionsbioquímiques que transformen les macromolècules en molèculesorgàniquespetites, i aquestes en inorgàniques. Durantaquestprocéss’alliberaenergia Tenen unes primeresviesconvergents, fins a acetilCoA i s’anomenacatabolismeintermediari; i elscompostos que van apareixent: metabòlits. Solen ser reaccionsd’oxido-reduccióons’alliberenelectrons que passen a transportadorsd’electrons i elsmetabòlitspassen de nivellsenergèticselevats a mésbaixos.

8. Rutes metabòliques Les reaccions normalment no succeeixen en un pas, sinó en un conjunt de petites reaccions que formen la ruta metabòlica.

10. Lípids

11. ProteïnesL’obtenció d’energia no és 100% eficient, per això una part de l’energia es perd en forma de calor i contribueix a mantenir la temperatura corporal.

12. 8 1. Tipus de catabolisme Segons el graud’oxidació de la matèriaorgànica i segonsquiésl’acceptor final d’electrons es distingeixen: A. Respiració: l’oxidacióés completa i l’acceptor final d’electronsés un compost inorgànic: * Respiracióaeròbica: l’oxigenésl’acceptor; elsproductesfinalsdesprés de la cadena respiratòriasón l’H2O i CO2. 36-38 ATPs * Respiracióanaeròbica: el nitrogen (NO3-), el sofre (SO42-) o CO2sónelsacceptorsfinalsdonantlloc a NH4, SH2 o CH4després de la cadena respiratòria. 36-38 ATPs. Bacteris B. Fermentació: oxidació no completa de la matèriaorgànica. Un compost orgànicésl’acceptor final del electrons. S’obté poca energia (2 ATP) doncs no hi ha cadena respiratòria. Fongs

13. 9 2. Catabolisme per respiració A) Catabolisme de glúcids La primera fase és la hidròlisi en elssistemesdigestius en organismespluricel·lulars o en vacúolsdigestius en unicel·lularsgràcies a enzims. Únicamentelsmonosacàrids poden entrar en el sistema circulatori. Produeixcalor.

14. 10 A) Catabolisme de glúcids 1. La glicòlisio ruta d’Embden-Meyerhof Procéson la glucosa es degrada en duesmolèculesd’àcidpirúvic o piruvat. Característiques: 1. Éscitoplasmàtica 2. Ésanaeròbica (no intervél’oxigen) 3. Començaamb una activació (-2ATP) 4. Produeix: * 4 ATP – 2 ATP = 2 ATP fosforilació a nivell de substrat * 2 NAD + 2e- + 2H+ 2 NADH2 5. Produeix 2 molècules de piruvat 2 CH3 – CO - COOH

16. 2 HidrògensEl compost de 3C és oxidat a piruvat

17. 12 A) Catabolisme de glúcids 2. La via de les pentoses Procés en el qual la glucosa es transforma en les pentoses ribulosa i xilulosa de manera reversible. Necessària per produir nucleòtids, CoA, NAD i FAD. Característiques: 1. És citoplasmàtica 2. Produeix una descarboxilació 3. Produeix dues deshidrogenacions i genera 2 NADPH2

18. 13 A) Catabolisme de glúcids 2. La via de les pentoses També serveix per produir altres monosacàrids diferents.

19. 14 A) Catabolisme de glúcids 3. El cicle de Krebs El pirúvic entra en la matriu i es produeix una descarboxilacióoxidativaproduintacetatactiu+ NADH2 + CO2 El cicle de Krebso cicle de l’àcidcítric o delsàcidstricarboxílics es produeix en organismesaerobisgràcies a enzims solubles en la matriu mitocondrial. El catabolisme de lípids i proteïnesconvergeixen a aquestnivell. Alguns del metabòlits poden ser utilitzats per sintetitzaraminoàcids no essencials

20. 15 A) Catabolisme de glúcids 3. El cicle de Krebs Aquestconjunt de reaccionsrequereixenquantitatselevades del coenzim NAD, de tal manera que si no estàsincronitzadaamb la cadena respiratòria que regenera NAD es col·lapsa, i no deixa entrar pirúvic Característiques: 1. Requereixindirectamentoxigen 2. Produeix per cada acetilCoA: * 3 NADH2 * 1 FADH2 * 1 ATP 2 descarboxilacions = 2 CO2 http://www.science.smith.edu/departments/Biology/Bio231/krebs.html

22. 8 Hidrògens

23. 2 CO2El piruvats’oxida a acetilCoA, i s’obtenen 2 hidrògens L’acetilCoA es combina amb un compost de 4C, per formar-ne un de 6C que seràdescarboxilat i deshidrogenatfins a donar CO2 i el compost inical de 4C

24. 17 A) Catabolisme de glúcids 4. La cadena respiratòria Procés acoblat a enzims de membrana (deshidrogenases i citocroms) El NADH2 i el FADH2 (en llocs d’acoblament diferents) s’oxiden alliberant H+ i e- que viatgen per citocroms produint la sortida dels protons a l’espai intermembranós (baixa el pH a la vegada que augmenta la seva concentració). En darrer lloc els electrons són agafats pel ½O2+2e- O2- Per augmentar l’eficàcia d’aquest procés, el mitocondri pot: * formant crestes: augmenta la superfície membranosa interna * dividir-se: augmenta el nombre de mitocondris

25. 18 A) Catabolisme de glúcids 5. La fosforilació oxidativa http://vcell.ndsu.nodak.edu/animations/etc/movie.htm Segons la teoria quimiosmòtica de Mitchel el gradient elèctric i químic provoca el pas dels protons per un enzim especial (localitzat a nivell del cloroplast i mitocondri) anomenat ATPsintetasa aixó permet a aquest enzim convertir aquesta energia en energia química sintetitzant ATP. 1 NADH2 3 ATP 1 FADH2 2 ATP Els protons en passar són agafats per al oxigen: 2 H+ + O2- H2O o aigua metabòlica

27. Els electrons es mouen per la cadena de transport d’electrons.

28. Els protons són bombejats des de la matriu a la membrana interna mitocondrial, això genera un gradient electroquímic.

29. Els protons difonen per la proteïna canal provocant un canvi de conformació de la proteïna de forma que l’ATPasa genera ATP.

30. Dins la matriu els electrons i els protons es combinen amb oxigen per forma aigua.

33. Àcidsgrassos:segueixenuna sèrie de b-oxidacions o hèlix de Lynen. Cal que estiguincombinatsamb el CoA per ser oxidats i transformar-se en acilCoAambdespesad’unATP, per a poder entrar al mitocondri.B) Catabolisme de lípids Una molècula de 16 carbonis produeix 130 ATP: * 7 b-oxidacions: - 8 acetil CoA - 7 NADH2 - 7 FADH2 8 Cicles de krebs

34. Oxidació d’àcids grassos Primer té lloc la separació del glicerol i els àcids grassos Elsàcidsgrassos es descomponen en una sèrie de reaccions per generar compostos de 2C, elsqualsaniran al cicle de Krebs: beta-oxidació Com que elsàcidsgrassosnomés poden ser respiratspel cicle de Krebs, només poden fer servir la respiracióaeròbia. No poden ser utilitzatsquan no hi ha oxigen Per una molècula de palmític (C16) s’obtenen 131 ATP

36. Desaminacióoxidativa

38. Desaminació oxidativa El producte resultant entrarà al cicle de Krebs a diferent nivell en funció de l’aminoàcid Es produeix al citosol i als mitocondris del fetge i ronyons. Se li treu el grup amino, el qual podrà fer-se servir en les transaminacions Amoníac Té com a inhibidor el GTP i l’ATP

39. Transformació de la resta resultant en àcidpirúvic, acetilcoenzim A o en algun compost del cicle de Krebs D’aquesta manera la cadena hidrocarbonada seràcompletament degradada. Segons el tipusd’Aa, es transforma en un delscompostosesmentats o en un altre.

41. Animals ureotèlics: peixos aigua salada i mamífers. Es transforma en UREA, al fetge.

42. Animals uricotèlics: insectes, rèptils i ocells. El nitrogen s’excreta en forma d’àcid úric, que es pot concentrar més en ser menys tòxic.PROTEÏNA Grup amino (N) Grup àcid El primer que cal fer és eliminar el grup amino

44. Segueixen la vía delsglúcids

45. Bases nitrogenades

46. Sintetitzarnousnucleòtids

47. O degradació a àcidúric, urea o amoníac

48. Àcidfosfòric

49. En part es segrega com a iófosfat (PO43+)

51. Són molt menys energètiques

52. Les produeixen llevats, alguns bacteris i cèl·lules musculars.

53. Regeneren el NAD

55. Fermentació alcohòlica Alguns llevats en condicions anaeròbies redueixen el piruvat a etanol i CO2, utilitzant l’hidrogen del NAD reduït. Es fa servir a la indústria alimentària per obtenir begudes alcohòliques.

56. 32 3. Les fermentacions 1. La fermentació làctica Única fermentació que poden fer les cèl·lules musculars. La producció d’àcid làctic provoca una certa acidosi, però el producte final no és tòxic, cristal·litza (dolor muscular i cruiximent) i la reacció es reversible en presència d’oxigen en el fetge Amb Lactobacillus elaborem productes com el yogourt i formatge

58. El lactat o àcid làctic produït s’acumula a la cèl·lula i disminueix el pH, inhibint els enzims que catalitzen les reaccions de la glucòlisi, portant el múscul a un estat de fatiga o aparició de rampes.

61. 3800 milionsanys: 1ers bacteris: fermentadors

62. 1rs bacterisfotosintetitzadors

63. 2600 milionsanys: cianobacteris: fotosíntesiambdesprendiment d’O2

64. 1ers bacterisambrespiració

65. 1600 milionsanys: 1ers eucariotes (simbiosi – mitocondris) – catabolisme per respiració35