Metabolismo energético

METABOLISMO ENERGETICO
METABOLISMO: Conjunto completo de transformaciones de moléculas orgánicas, catalizadas por
enzimas, que se producen en las células vivas o en organismos pluricelulares. Es la suma de Catabolismo +
Anabolismo.
CATABOLISMO: Fase del metabolismo relativa a la degradación de los nutrientes hasta la producción de
energÃ−a.
ANABOLISMO: Fase del metabolismo relativa a la biosÃ−ntesis de los componentes celulares a partir de
precursores mas pequeños con gasto de energÃ−a.
OXIDACIà N-REDUCCION: Las reacciones metabólicas son secuencias de procesos de
oxido-reducción. Son procesos complementarios, cuando una molécula se oxida otra se reduce y
viceversa. Las moléculas que se oxidan son las que ganan oxigeno o pierden hidrogeno y electrones. Las
transformaciones moleculares que desprenden energÃ−a en los procesos catabólicos son siempre
oxidaciones.
Tipos de procesos catabólicos:
Según cual sea el aceptor final de electrones y el grado de oxidación del sustrato.
RESPIRACIà N: Proceso catabólico en el que los electrones desprendidos por las reacciones de
oxidación de los nutrientes pasan a través de la cadena de electrones hasta el O2respiración aerobia, si
son recogidos por moléculas inorgánicas distintas del O2 respiración anaerobia. El sustrato se oxida
completamente CO2, H2O, NH3.
FERMENTACION: Degradación anaerobia productora de energÃ−a de una molécula de nutriente, tal
como la glucosa sin oxidación neta para dar otros productos mas sencillos (etanol, lactato). Los electrones
son recogidos por moléculas orgánicas. La oxidación del sustrato es incompleta por tanto libera menos
energÃ−a que la reexpiación.
METABOLISMO ENERGETICO
• Metabolismo
Catabolismo
Anabolismo
Esquema simplificado del metabolismo
celular
• Reacciones acopladas
• ATP y transferencia del grupo fosfato
• Nivel energético celular
• Potencial de fosforilación
¿Como hacen los seres vivos para llevar
acabo reacciones anabólicas y procesos
que requieren energÃ−a?
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A TRAVES DE REACCIONES
ACOPLADAS
Elementos:
1 Una reacción que libera energÃ−a
2 Una reacción que requiera energÃ−a
3 Un intermediario común
CADENA RESPIRATORIA
La cadena respiratoria o cadena de transporte de electrones, se localiza en las células eucariotas en la
membrana mitocondrial interna. Esta formada por una serie de proteÃ−nas agrupadas en grandes complejos
respiratorios a través de las cuales son transportados los electrones, que se han liberado en las oxidaciones
hasta el oxÃ−geno molecular, que es el aceptor final de los mismos.
Los transportadores de electrones funcionan como complejos multienzimaticos.
1) COMPLEJO I: NADH deshidrogenasa
Transporta los electrones del NADH al
coez Q (Ubiquinona)
2) COMPLEJO II: Succinato
deshidrogenasa
Pasa los electrones del FADH2 al coez Q
3) COMPLEJO III:
Ubiquinona-citocromo c reductasa
(citocromo b - c1)
Acopla la transferencia de electrones del
coez Q al citocromo c
4) Citocromo c oxidasa
Pasa los electrones del citocromo c al
oxÃ−geno
1) COMPLEJO I: NADH deshidrogenasa
Transporta los electrones del NADH al
coez Q (Ubiquinona) ":
Este complejo es una flavoproteina con 25
cadenas polipeptÃ−dicas, incrustada en al
membrana mitocondrial interna. acepta los
electrones del NADH y se los cede a un
transportador intermediario la ubiquinona o
Co Q que transporta los 2e- hasta el
2
complejo III a la vez que hay un
movimiento de 4 protones desde la matriz
al espacio intermembrana
2) COMPLEJO II: Succinato
deshidrogenasa
Pasa los electrones del FADH2 al coez Q
!
El FADH2 proviene del ciclo Krebs cede 2e
al CoQ que difunde libremente por la
membrana , puede transferir 1 o 2
electrones
La ubiquinona puede actuar en la unión
entre un donador de dos electrones y un
aceptor de uno.
3) COMPLEJO III:
Ubiquinona-citocromo c reductasa
(citocromo b - c1)
Acopla la transferencia de electrones del
coez Q al citocromo c
La Ubiquinona cede los electrones a los
grupos hemo de los citocromos. Transfieren
los electrones mediante la oxidorreducción
del Fe
El citocromo c es una pequeña proteÃ−na
situada en la cara externa y que actúa
como transportador móvil entre el
citocromo bc1 y el complejo IV citocromo
oxidasa. Al mismo tiempo el citocromo bc1
actúa como bomba liberando 4 protones al
espacio intermembrana y creando un
gradiente.
4) COMPLEJO IV: Citocromo c oxidasa
Pasa los electrones del citocromo c al
oxÃ−geno
. ½ O2 + 2 e- + 2H+ H2O
Dando agua y pasando 2 protones al
espacio intermembrana.
3
La membrana mitocondrial interna separa dos compartimentos con diferente pH, produciendo diferencias de
concentración de protones y de distribución de cargas. El efecto neto de estas diferencias es la FUERZA
PROTON MOTRIZ
FOSFORILACION OXIDATIVA
HIPOTESIS QUIMIOSMOTICA DE MITCHEL:
El flujo electrónico se acompaña de transferencia de protones a través de la membrana mitocondrial
interna que da como resultado un gradiente electroquÃ−mico.
La membrana es impermeable a los protones que solo pueden reentrar a través de canales especÃ−ficos
(F0).
La fuerza protón motriz proporciona la energÃ−a que impulsa la sÃ−ntesis de ATP por el complejo F1
asociado al F0.
Los protones fluyen a favor de gradiente a través de un complejo proteico llamado ATPsintetasa el cual
cataliza la sÃ−ntesis de ATP a partir de ADP+Pi. La ATP sintetasa actúa como una turbina, permitiendo
que el gradiente de protones impulse la producción de ATP. La interacción entre el transporte de electrones
, el bombeo de protones y la sÃ−ntesis de ATP se conoce como ACOPLAMIENTO QUIMIOSMOTICO
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