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BIOQUÍMICA INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO MC. José Alfredo Villareal Balderrama. D. Ph. Daniel Díaz Plascencia. Contacto: [email protected] www.lebas.com.mx
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BIOQUÍMICA
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
MC. José Alfredo Villareal Balderrama.
D. Ph. Daniel Díaz Plascencia.
Contacto: [email protected]
www.lebas.com.mx
NIVELES DE ORGANIZACIÓN2
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
Todos los seres vivos reciben
materia y energía del medio
que los rodea pero a su vez
también desprenden materia y
energía.
La materia es recibida en
forma de moléculas (o iones),
útiles para generar los
constituyentes celulares, por
medio del proceso de la
nutrición.
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INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
Las células intercambian continuamente materia y
energía con el entorno, introducen materia y la
transforman con el objetivo de construir, renovar sus
estructuras y conseguir la energía necesaria para sus
funciones.
Estas transformaciones que tienen lugar en la célula
ocurren por medio de un conjunto de reacciones
químicas, catalizadas por enzimas, se denominan
metabolismo.
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INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
Sin incluir al agua la casi totalidad de las moléculas delos seres vivos contienen carbono; la química celular estabasada en los compuestos del carbono.
Si se incluye el agua, el carbono y hidrogenorepresentan el 28% del peso del cuerpo humano; excluidael agua, el carbono constituye el 50% y el hidrogeno el10% del peso corporal.
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De acuerdo con la capacidad de los organismos parasintetizar o no sus propias moléculas a partir demateriales inorgánicos, estos se han clasificado en:
Autótrofos
Heterótrofos.
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
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INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
Autótrofos:
Se denominan autótrofos por que generan su
propio alimentos, a través de sustancias
inorgánicas para su metabolismo. Los
organismos autótrofos producen su masa celular
y materia orgánica, a partir del dióxido de
carbono, que es inorgánico, como única fuente
de carbono, usando la luz o sustancias químicas
como fuente de energía.
Ejemplo de tales organismos son las células
fotosintéticas y algunas bacterias.(fotoautotrofos)
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Heterótrofos
Deben obtener el carbono en forma demoléculas complejas como la glucosa,tal como sucede con los animalessuperiores y la mayoría de losmicroorganismos.
Los autótrofos tienden a serautosuficientes, mientras que losheterótrofos dependen para susubsistencia de las moléculassintetizadas por los autótrofos.(quimiotrofos)
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
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METABOLISMO
El metabolismo es la suma de todas las reaccionesquímicas en las células.
Una idea mas completa del metabolismo es la de unaactividad celular altamente coordinada, conintencionalidad, con orientación (vectorial), en la queintervienen multitudes de sistemas enzimáticos y en lacual se intercambia materia y energía con el medioambiente.
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Los objetivos del metabolismo son:
1.Obtención de energía útil (ATP) para la célula, a partir de la luz, de las
sustancias inorgánicas (quimio síntesis)o moléculas orgánicas.
2. Convertir nutrientes exógenos en precursores de macromoléculas.
3.Construcción de macromoléculas propias a partir de dichos
precursores.
4.Formación y degradación de las macromoléculas de biomoléculas,
como hormonas, neurotransmisores, proteínas y lípidos de membrana,
etc.
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
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RUTA METABOLICA
•Es muy frecuente que el producto de una reacción metabólica sea el
sustrato de otra u otras, que es lo que denomina como vía o ruta
metabólica, como por ejemplo la glucólisis, b-oxidación, ciclo de la
ornitina, etc.
Sustrato A ----> sustrato B ---->sustrato C ----> sustrato D
E1 E2 E3
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•Cada vía metabólica tiene una finalidad, por ejemplo, la glucólisis es la
ruta de degradación de la glucosa para obtener energía, el ciclo de Calvin
sintetizar monosacáridos en la fase oscura de la fotosíntesis, etc.
RUTA METABOLICA
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RUTA METABOLICA
•Cada una de las sustancias o moléculas que
intervienen en las reacciones metabólicas se denomina
metabolitos, como el ácido pirúvico, glucosa-6-fosfato,
gliceraldehído, etc.
•En el metabolismo tienen lugar muchas reacciones
(muchas vías o rutas), que tienen lugar de forma
simultánea, y para evitar interferencias entre ellas cada
una ocurre en un compartimento celular (en un
orgánulo), es decir, las rutas están
compartamentalizadas, y con ello la eficacia
enzimática es mayor. Por ejemplo:
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RUTA METABOLICA
Citoplasma: Glucólisis, gluconeogénesis, glucogenogenesis, síntesis de triglicéridos y de proteínas (traducción).
Mitocondria: Ciclo de krebs, b-oxidación, fosforilaciónoxidativa.
Retículo endoplasmático: síntesis de lípidos y de proteínas.
Núcleo: duplicación y transcripción.
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METABOLISMO
Actividad celular altamente coordinada, con
intencionalidad, con orientación (vectorial), en la que
intervienen multitudes de sistemas enzimáticos y en la
cual se intercambia materia y energía con el medio
ambiente.
1. Anabolismo
2. Catabolismo
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METABOLISMO
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CATABOLISMO
Los tres componentes sólidos principales (98%) de losalimentos:
Carbohidratos, 50-60%Lípidos 20%Proteínas 20-30%
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CATABOLISMO
La degradación de los polisacáridos, las proteínas ylos lípidos se realizan a través de una serie dereacciones que se organizan en tres etapas.
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CATABOLISMO
En la primera etapa:
Los polisacáridos monosacáridos de tipo de la glucosa;
Los lípidos glicerol, acido graso y otras moléculas.
Las proteínas aminoacidos.
No se libera energía utilizable durante esta primera etapa.
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En la segunda etapa, todo ese grannumero de pequeñas moléculasformadas en la primera sondegradadas a moléculas mas sencillas.
La tendencia es converger hacia lamolécula llamada acetil co enzima A(CoA).
Generación de una pequeña cantidadde ATP.
CATABOLISMO
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CATABOLISMO
En la tercera etapa se oxida la molécula de acetil CoA y
se convierte en agua y bióxido de carbono. La mayor
producción de ATP obtenida de los alimentos se genera
en esta tercera etapa.
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CATABOLISMO
La conversión de la glucosa en acetil
coenzima A se efectúa en la glucolisis.
La transformación de los ácidos
grasos en acetil – coenzima A se lleva
a cabo en la vía denominada B-
oxidación.
A partir de los aminoacidos, la
formación de varias moléculas, entre
ellas la acetil- coenzima A, comprende
reacciones de transaminación y
desaminación.
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VISIÓN GENERAL
DEL
CATABOLISMO
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ANABOLISMO
El anabolismo también puede estudiarseen tres etapas.
En la primera de estas, con la ayuda delciclo del acido cítrico, se generanpequeñas moléculas precursoras, lascuales se convierten, a lo largo de lasegunda etapa, en los bloques deconstrucción (los monómeros) de lasmacromoléculas propias de la célula.
Finalmente, en la tercer etapa seensamblan estos monómeros paragenerar las macromoléculas. En las tresetapas anabólicas, especialmente en laprimera, se requiere de energía en formade ATP.
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ANABOLISMO
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REGULACIÓN DEL METABOLISMO
Una de las características sobresalientes del
metabolismo como actividad celular:
Regulado
Coordinado
Integrado
Existe una coordinación y una definida jerarquía dentro
de las vías metabólicas. Todo ello supone la existencia
en las célula de una complejísima red de información.
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REGULACIÓN DEL METABOLISMO
El control de metabolismo
representa el control de todas y
cada una de las vías metabólicas.
Cada vía metabólica es una
unidad funcional que parte de un
sustrato y termina con la
formación del producto final de la
vía.
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ADAPTACIÓN Y HOMEOSTASIS
Muchas de las funciones de los seres vivos estánencaminadas a la supervivencia del individuo o de laespecie, en distintas condiciones de medio ambiente, lascuales dependen de la adaptación del individuo y de laespecie a dicho medio.
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ADAPTACIÓN Y HOMEOSTASIS
La esencia del clásico enunciado de Bernard: “la
consistencia del medio interior es la condición de la vida
libre e independiente”.
Estos fenómenos de regulación interna reciben el
nombre de Homeostasis, caracterizada no por la
ausencia de cambios, sino por la tendencia a mantener
constante el medio interno a través del control del los
cambios.
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