PROCESOS CATABÓLICOS

PROCESOS CATABÓLICOS
• El catabolismo es la fase degradativa del metabolismo
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El catabolismo es semejante en organismos autótrofos y heterótrofos.
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Son reacciones de oxidación y reducción acopladas
• En estas reacciones intervienen enzimas del grupo de las deshidrogenasas.
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Existen dos tipos fundamentales de catabolismo: Fermentación y respiración.
Fermentación
Respiración
DADOR
ACEPTOR
FOSFORILACIÓN
mol. orgánica mol. orgánica
a nivel de sustrato (ans)
mol. orgánica mol. inorgánica ans + cadena respiratoria
Respiración
aerobia
Respiración
anaerobia
El oxigeno molecular acepta los electrones.
Se produce agua
La sustancia que se reduce es diferente al
oxígeno
La glucolisis y las fermentaciones: En el citosol
Ciclo de Krebs: En las mitocondrias
OBTENCIÓN DE PRECURSORES METABÓLICOS Y DE ENERGIA
A partir de Glúcidos
La GLUCÓGENOLISIS y la Hidrólisis del almidón: Proporcionan glucosa libre a
partir del polisacárido
GLUCOLISIS (vía Embden - Meyerhoff)
La reacción global será:
C6 H12 O6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi
2 ac. pirúvico + 2 NADH + 2 ATP
Es un proceso compuesto por 9 pasos , catalizados por 9 enzimas diferentes y se pueden
diferenciar DOS etapas:
Etapa 1: ETAPA DE FOSFORILACIÓN Preparación de las hexosas CON GASTO DE
ENERGIA
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A1. Fosforilación de la glucosa
A2. Isomerización de la glucosa en fructosa
A3. Fosforilación de la fructosa
A4. Ruptura de la fructosa doblemente fosforilada en dos triosas fosforiladas DHAP y
G·3P
Etapa 2: ETAPA DE OXIDACIÓN .PROPORCIONA ENERGIA Y PODER REDUCTOR
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B1. Oxidación del G3P. Se forma NADH y la energía liberada se emplea en una
fosforilación para formar ac. 1,3 DPG
B2. Defosforilación del ac. y fosforilación a nivel de sustrato del ADP
B3. Isomerización del ac., 3PG en ac. 2PG
B4. Deshidratación del ac. 2PG
B5. Defosforilación del PEP asociada a otra fosforilación a nivel de sustrato. El producto
final obtenido en el proceso es el ac. pirúvico.
Prestar atención a los precursores metabólicos formados
CLAVES DE LA GLUCÓLISIS
Tiene lugar en citosol
Aporta 6 precursores metabólicos
Produce ATP por fosforilación a nivel de sustrato. Eficacia energética baja
Genera poder reductor
No requiere presencia de oxígeno
Todas las células la pueden realizar (ruta metabólica antigua desde el punto de vista
evolutivo)
FERMENTACIÓN
1. FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
Levadura del Gen sacharomyces
Transformación de la glucosa en alcohol etílico y CO2.
2. FERMENTACIÓN LÁCTICA Bac. Gen Lactobacillus, Streptococcus.
Transformación de la lactosa de la leche en ac. Láctico
RESPIRACIÓN AEROBIA
✎ El proceso, que se había iniciado en el citosol con la glucólisis, continúa en la mitocondria
DESCARBOXILACION OXIDATIVA DEL PIRUVATO
✎ El piruvato penetra en la mitocondria y se descarboxila oxidativamente formando
acetil - Co
A y CO2 .
✎ Es una reacción irreversible que dirige al piruvato hacia su oxidación total en el ciclo de
Krebs.
Descarboxilación
Oxidación
Obtención de poder reductor en forma de NADH
Proporcionar precursores metabólicos
CICLO DE LOS ACIDOS TRICARBOXILICOS O CICLO DE KREBS(1953)
Descarboxilacion
Obtención de poder reductor FADH2 y HADH
Obtención de energia en forma de GTP
Obtención de precursores metabólicos: alfa cetoglutarico, succinico y oxalacetato
✎ El ciclo de Krebs consta de una serie de ocho reacciones
✎ Una vuelta al ciclo produce las siguientes transformaciones químicas:
1. Entra en el ciclo un grupo acetilo de dos átomos de carbono y salen del ciclo dos carbonos
en forma de CO2.
2. Tres moléculas de NAD+ son reducidas a NADH + H+
3. Una molécula de FAD es reducida a FADH2
4. Se genera un enlace fosfato de alta energía de hidrólisis en forma de GTP, que es
equivalente a un ATP
✎ ECUACIÓN GLOBAL:
acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + H2 O
FADH2 + GTP + Co A - SH
2 CO2 + 3 NADH + 3 H+ +
El ciclo de Krebs funciona como ruta catabólica y como ruta anabólica: ANFIBÓLICO
Proporciona PRECURSORES METABÓLICOS para la biosíntesis de diversas sustancias.
Tiene lugar en la Matriz mitocondrial
CADENA RESPIRATORIA
Tiene lugar en las crestas mitocondriales
Transporte electrónico desde El NADH y el FADH2 hasta el O2
Sistema I - Complejo NADH Deshidrogenasa
NADH hasta el FADH2 y desde este a la coenzima Q
Sistema II - Complejo b - c1
Sistema III - complejo citocromo oxidasa
Que transfiere los electrones al O2
El O2 se une con los H+ del medio formando H2O
HIPÓTESIS QUIMIOSMÓTICA (Mitchell, 1961)
BOMBEO DE PROTONES
FUERZA PROTON MOTRIZ
GÉNESIS DE ATP
FORMACION DE ATP VINCULADA A LA FUERZA PROTON MOTRIZ PROVOCADA POR UN
GRADIENTE DE CONCENTRACION DE PROTONES
SIMILITUD DE LOS PROCESOS QUIMIOSMOTICOS EN PLASTOS, MITOCONDRIAS Y
BACTERIAS
EFECTO PASTEUR
Aerobiosis
Aerobiosis:
1 mol de glucosa
Anaerobiosis 19 mol de glucosa
1 glucosa + 6 O2 -------- 6 CO2 + 6H2O + 38 ATP
Anaerobiosis:1 glucosa ---------------- 2 Ac. láctico + 2 ATP
Ventajas adaptativas de la respiración aerobia:
Radiación adaptativa
A partir de Lípidos: Acil gliceridos
El catabolismo de los Acil glicéridos comienza por su hidrólisis, realizada por lipasas,
obteniéndose glicerina y acidos grasos
La glicerina se convierte fácilmente en gliceraldehido 3 fosfato y continúa en la ruta de la
glucólisis. Los ac. Grasos siguen la ruta de la ß-oxidación
ß– OXIDACIÓN
Tiene lugar en la matriz mitocondrial
Proporciona precursor metabólico
Proporciona poder reductor en forma de NADH y FADH2
Fase previa de activacion : Formación del Acil-CoA
Etapa1 Deshidrogenación:
Deshidrogenación entre carbonos α y β
Formación de un doble enlace
Obtención de FADH2
Etapa 2 Hidratacion:
Adicion de una molécula de agua
Formación de un grupo hidroxilo en carbono β
Etapa 3 Oxidación:
Formación de un grupo ceto en carbono β
Obtención de NADH
Etapa 4 Tiolisis
Ruptura enlace entre carbonos α y β
Liberación de Acetil-CoA
Resto Acilo regresa a etapa 1 del ciclo
OTROS ORGÁNULOS VINCULADOS A PROCESOS METABÓLICOS
PEROXISOMAS
Son vesículas rodeadas de una sola membrana
No contienen ni ADN ni ribosomas
Se encuentran en TODAS las células Eucarióticas
Son tambien lugares de utilización del O2 en procesos de oxidación
Se les considera un resto de orgánulos primitivos adaptados a la presencia de
oxígeno
Contienen enzimas oxidativas (Oxidasas y Catalasas ) capaces de generar y
destruir el peróxido de hidrógeno
Funciones:
1. Intervienen en la oxidación de los ácidos grasos, formando acetil CoA.
2. Reacciones de detoxificación.
3. Vinculación con los cloroplastos en los procesos de fotorrespiración
GLIOXISOMAS
Variedad de peroxisomas EXCLUSIVOS de vegetales
Presente en semillas en germinación
Transforma ac. grasos en glucidos mediante el ciclo del acido Glioxílico
REACCIONES CATABÓLICAS
POLISACÁRIDOS
GRASAS
PROTEÍNAS
REACCIONES ENERGÉTICAS
ENERGÍA
ATP
PRECURSORES METABÓLICOS
PODER REDUCTOR
FUENTE DE ENERGÍA
LUZ
FUENTE DE CARBONO
Fotótrofo
compuesto C1
FOTOAUTÓTROFO
Compuesto orgánico
FOTOHETERÓTROFO
compuesto C1
QUÍMICA
CATEGORÍA NUTRICIONAL
QUIMIOAUTÓTROFO
Quimiótrofo
Compuesto orgánico
QUIMIOHETERÓTROFO
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