Introducción al metabolismo

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Published on February 26, 2014

Author: iessuel

Source: slideshare.net

Unidad 12 Introducción al metabolismo 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Concepto de metabolismo Características de las reacciones metabólicas Organismos autótrofos y heterótrofos Las enzimas El ATP Coenzimas de oxidacción-reducción Vitaminas I.E.S. Los Boliches Biología 2º Bachillerato

1.- Concepto de metabolismo Metabolismo = conjunto de reacciones químicas que se realizan en el interior de la célula Estas reacciones están encadenadas: A Enzima 1 B Reacción 1 Cada reacción está catalizada por una enzima específica Cada uno de los conjuntos de reacciones encadenadas que constituyen el metabolismo se denomina ruta o vía metabólica: A B C Enzima 2 Reacción 2 C Enzima 3 Reacción 3 D Ruta metabólica lineal El producto de una reacción es a su vez el reactivo de la siguiente D E F G H I Ruta metabólica ramificada

1.- Concepto de metabolismo Metabolismo = conjunto de reacciones químicas que se realizan en el interior de la célula Estas reacciones están encadenadas: A Enzima 1 B Reacción 1 Cada reacción está catalizada por una enzima específica Cada uno de los conjuntos de reacciones encadenadas que constituyen el metabolismo se denomina ruta o vía metabólica: A B C Enzima 2 Reacción 2 C Enzima 3 Reacción 3 D Ruta metabólica lineal El producto de una reacción es a su vez el reactivo de la siguiente D E F G H I Ruta metabólica ramificada

1.- Concepto de metabolismo Metabolismo = conjunto de reacciones químicas que se realizan en el interior de la célula C A Cada vez que funciona un ciclo se gasta una molécula de A y se forma una de Z, pero los intermediarios no se consumen Ruta metabólica Cíclica D B F Z E Rutas metabólicas -Lineales -Ramificadas -Cíclicas

1.- Concepto de metabolismo Rutas metabólicas -Lineales -Ramificadas -Cíclicas

1.- Concepto de metabolismo -Metabolismo constructivo = ANABOLISMO (necesita Energía) -Metabolismo degradativo = CATABOLISMO (produce Energía)

1.- Concepto de metabolismo -Metabolismo constructivo = ANABOLISMO (necesita Energía) -Metabolismo degradativo = CATABOLISMO (produce Energía) Anabolizantes => construcción… de masa muscular

2.- Características de las reacciones metabólicas -Ocurren en medio acuoso (disolución) -Encadenadas y acopladas -Producen o necesitan Energía (Exergónicas o Endergónicas) -Toda reacción química necesita el aporte de una Energía de Activación o inicial. -Cada reacción catalizada por una enzima específica, que disminuye la energía de activación. -En la misma reacción acoplada, una misma enzima cataliza dos reacciones a la vez.

2.- Características de las reacciones metabólicas REACCIÓN EXERGÓNICA Reactivos Productos + Energía REACCIÓN ENDERGÓNICA Reactivos + Energía Productos

2.- Características de las reacciones metabólicas

2.- Características de las reacciones metabólicas Otra analogía: el movimiento de la turbina está acoplado al desembalse del agua

2.- Características de las reacciones metabólicas Un ejemplo real:

2.- Características de las reacciones metabólicas ¿De qué modo se transfiere la energía en el metabolismo? Hay dos formas de transferencia de energía: A) Mediante la TRANSFERENCIA DE ELECTRONES B) Mediante la TRANSFERENCIA DE GRUPOS FOSFATO

2.- Características de las reacciones metabólicas ¿De qué modo se transfiere la energía en el metabolismo? Hay dos formas de transferencia de energía: A) Mediante la TRANSFERENCIA DE ELECTRONES (REACCIONES REDOX) Analogía: “Uno pierde y otro gana”

2.- Características de las reacciones metabólicas ¿De qué modo se transfiere la energía en el metabolismo? Hay dos formas de transferencia de energía: A) Mediante la TRANSFERENCIA DE ELECTRONES (REACCIONES REDOX) En ocasiones hay también transferencia de átomos de Hidrógeno: ( ya que H = H+ + e- )

2.- Características de las reacciones metabólicas ¿De qué modo se transfiere la energía en el metabolismo? Hay dos formas de transferencia de energía: A) Mediante la TRANSFERENCIA DE ELECTRONES B) Mediante la TRANSFERENCIA DE GRUPOS FOSFATO

3.- Organismos autótrofos y heterótrofos

4.- Las enzimas -Son proteínas globulares -Actúan como catalizadores, aumentando la velocidad de las reacciones químicas del metabolismo. -Disminuyen la energía de activación. -No se consumen: al recuperarse intactas pueden seguir actuando tras la reacción: Para encender una cerilla también hace falta invertir o gastar una energía inicial

4.- Las enzimas Nomenclatura y clasificación -Denominación histórica, sin relación con la función catalítica que realizan. Ejemplo: pepsina, tripsina, papaína… -Sufijo –ASA añadido al nombre del reactivo o de la reacción. Ejemplos: sacarasa, amilasa, lipasas, hidrolasas… -Nomenclatura sistemática: NOMBRE DE SUSTRATO/S + REACCIÓN QUÍMICA REALIZADA –ASA (+ nombre de coenzima en muchos casos). Ejemplos: lactato deshidrogenasa, gliceraldehido 3-fosfato NAD oxidorreductasa Louis Pasteur pensaba que para que se den las reacciones químicas propias de los fermentos era imprescindible que hubiera células vivas. Estaba, en parte, equivocado. Antiguamente las enzimas se conocieron con el nombre de “fermentos”

4.- Las enzimas Propiedades A) Son proteínas B) Tienen un CENTRO ACTIVO C) Tienen una gran ESPECIFICIDAD D) Tienen una gran efectividad E) Se localizan en los lugares adecuados

4.- Las enzimas Propiedades A) Son proteínas (salvo una excepción: ribozimas) -Simples -Conjugadas B) Tienen un CENTRO ACTIVO E+S ES E+P E = enzima S = sustrato ES = complejo enzima-sustrato P = producto De forma transitoria, se une la enzima al sustrato formando un complejo ES

4.- Las enzimas E+S ES E+P E = enzima S = sustrato ES = complejo enzima-sustrato P = producto

4.- Las enzimas Un ejemplo:

4.- Las enzimas Propiedades A) Son proteínas B) Tienen un CENTRO ACTIVO C) Tienen una gran ESPECIFICIDAD D) Tienen una gran efectividad: reacciones de 103 a 1010 veces más rápidas que sin catalizador E) Se localizan en los lugares adecuados La compartimentación celular no es fruto de la casualidad: aumenta la efectividad ya que: - Se logra un pH, salinidad, etc. óptimos

4.- Las enzimas -Las coenzimas suelen formar parte del centro activo. -Una misma coenzima, p.ej. NAD, puede actuar con distintos apoenzimas, en reacciones diferentes

4.- Las enzimas Cinética enzimática -No se consumen => vuelven a actuar => entre 100 y 1000 moléculas de sustrato / segundo -Saturación por el sustrato: se alcanza una velocidad máxima Km = [S] correspondiente a ½ Vmax La Km es una medida de la afinidad de la enzima por el sustrato

4.- Las enzimas Factores que afectan la enzimática Temperatura La actividad aumenta con la Tª pero a partir de una Tª óptima baja por la desnaturalización térmica de la enzima (proteína) pH Existe un pH óptimo

4.- Las enzimas Inhibición de la actividad enzimática Inhibidor enzimático = sustancia que disminuye la velocidad de la reacción catalizada por la enzima y, en algunos casos, anularla completamente. Competitiva Reversible No competitiva Inhibición Irreversible Tóxicos (venenos) Ej. cianuro

4.- Las enzimas Enzimas reguladoras = enzimas que pueden aumentar o disminuir su actividad catalítica en función de sustancias moduladoras. -E. no alostéricas -E. alostéricas Además del centro activo, tienen un sitio alostérico (*) al que se une una molécula de modulador Activadores Moduladores Inhibidores

4.- Las enzimas Un caso muy frecuente: inhibición por producto final (feedback negativo o retroalimentación negativa). Activadores Moduladores Inhibidores

5.- El ATP: la “moneda energética” (Ya lo vimos como el principal ejemplo de ribonucleótido trifosfatado) H+ La presencia de fosfato confiere carácter ácido a la molécula de los nucleótidos H+ H+

5.- El ATP (p.ej.) degradación completa de la glucosa: Parte de esta energía se utiliza en la síntesis de ATP: Reacción acoplada a alguna reacción endergónica) (Proceso endergónico, variación de energía libre: valor positivo) (Proceso exergónico)

5.- El ATP El ATP y las reacciones de fosforilación y de defosforilación expuestas actúan como mecanismos de almacenamiento y transporte de energía libre en los procesos metabólicos de todas las células, es decir, como monedas de intercambio energético que permiten todas las funciones celulares. Otras monedas energéticas: También pueden hidrolizarse el ADP y el AMP: UTP … síntesis de glúcidos CTP … síntesis de lípidos GTP … síntesis de proteínas

6.- Coenzimas de oxidación-reducción La mayoría de las oxidorreductasas utilizan como coenzima el NAD+

6.- Coenzimas de oxidación-reducción Vitaminas -Hidrosolubles: forman parte de muchas coenzimas -Liposolubles: otras funciones…

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