TEMA 11: metabolismo celular y del ser vivo1.- CLULA Y SER VIVO: SISTEMAS ABIERTOS2.- CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE METABOLISMO3.- ENERGTICA CELULAR

1.- CLULA Y SER VIVO: SISTEMAS ABIERTOSSISTEMA: conjunto de partes interrelacionadas entre s y del que nos interesa el comportamiento globalp.e.: cuerpo de un ser vivo, una fbrica, un instituto, una familia, un bosque...TIPOS DE SISTEMAS: Sistemas CERRADOS: no intercambian materia, pero s energa con el entorno (p.e. una charca, pecera)Sistemas ABIERTOS: intercambian materia y energa con el entorno (p.e. una ciudad, un coche) Sistemas AISLADOS: no intercambian materia ni energa con el entorno (p.e. Sistema Solar)

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UN SER VIVO es un sistema...ABIERTO, CERRADO o AISLADO?TEMA 11: metabolismo celular y del ser vivo

SERES VIVOS y CLULAS Sistemas ABIERTOS en EQUILIBRIO DINMICO ABIERTOS, porque intercambian materia y energa con el medioMATERIA y ENERGA qumica almacenada en los alimentos (PRINCIPIOS INMEDIATOS)REACCIONES QUMICAS: Degradacin de sustancias Construccin sustancias ms complejas Dar energa para las actividades del organismo Dar energa para la sntesis de molculas y estructuras celularesEnerga (ATP) CO2 H2O EN EQUILIBRIO DINMICO, porque mantienen un medio interno estable (HOMEOSTTICOS) TEMA 11: metabolismo celular y del ser vivo

REACCIONES QUMICAS: Degradacin de sustancias Construccin sustancias ms complejas Dar energa para las actividades del org. Dar energa para la sntesis de molculas y estructuras celularesTEMA 11: metabolismo celular y del ser vivoMETABOLISMO:Conjunto de reacciones qumicas y de transformaciones de energa que involucran la sntesis (ANABOLISMO, requiere energa), y degradacin de molculas (CATABOLISMO, produce energa)SERES VIVOS y CLULAS Utilizan el ATP (Adenosn trifosfato) como fuente de energa qumica tilATPADPDesfosforilacinFosforilacinLa energa que se necesita para las reacciones que absorben energa se obtiene de la hidrlisis del ATP.Cuando las reacciones liberan energa, la energa se emplea en la formacin de ATP.Adems del ATP y el ADP tambin existen los nucletidos de GTP, CTP y UTP con funcin similar.

El ATP como transportador de energaEl ATP almacena energa y acta como moneda de cambio energtico.Consumimos 45 kg de ATP/da, pero en cada instante tenemos menos de 1 g, por tanto se est produciendo y consumiendo constantemente.TEMA 11: metabolismo celular y del ser vivoATP ADP + Pi + energaADP AMP + Pi + energa

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TEMA 11: metabolismo celular y del ser vivo2.- CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE METABOLISMOMETABOLISMO: Conjunto de reacciones qumicas y de transformaciones de energa que ocurren en el ser vivo.Importante: cada una de estas transformaciones requiere de la participacin de una ENZIMA (protenas)Ruta o va metablicaProceso formado por una cadena de reacciones enzimticas sucesivasMetabolitoCada una de las sustancias que intervienen en una ruta metablica y que sufren transformaciones en el procesoCATABOLISMO(PROCESOS CATABLICOS)Metabolismo de degradacin oxidativa de molculas. Son procesos exergnicos (producen energa ATP)ANABOLISMO(PROCESOS ANABLICOS)Metabolismo de sntesis de molculas.Son procesos endergnicos (requieren energa ATP)ANFIBOLISMO(PROCESOS ANFIBLICOS)Procesos combinados en los que se oxidan metabolitos y se almacena energa (ATP) para despus utilizarla en el anabolismo

TEMA 11: metabolismo celular y del ser vivoRUTAoVA METABLICAMETABOLITOENZIMASESPECFICAS

MetabolitosATP, GTP, NADH...Funciones vitales (gasto de energa)CatabolismoAnfibolismoAnabolismoMitocondriaBiomolculasCalorEs el metabolismo de degradacin de molculas y produce energaProcesos en los que se almacena gran cantidad de energaSon procesos endergnicos en los que se realiza sntesis de molculasLos procesos catablicos y anfiblicos desprenden energa libreTEMA 11: metabolismo celular y del ser vivo

Molculas que intervienen en el metabolismoTEMA 11: metabolismo celular y del ser vivo METABOLITOS : molculas que participan en las rutas metablicas para su degradacin (catabolismo): p.e. glucosa, cidos grasos para participar en la sntesis de otras ms complejas (anabolismo): p.e. aas NUCLETIDOS : molculas que posibilitan la oxidacin o reduccin de los metabolitos p.e. NAD+, NADP+, FAD y FMN (vase nucletidos no nucleicos del T6) MOLCULAS CON ENLACES RICOS EN ENERGA : vinculados al grupo fosfato si se forma el grupo P se almacena Equmica si se degrada el grupo P se libera Equmica MOLCULAS EXTREMAS AMBIENTALES : estn al comienzo o final del proceso metablicos proceden del ambiente celular p.e. O2, H2O, CO2Balance energticoN de molculas ricas en energa (ATP) producidas por cada metabolito oxidado Ruta ANABLICA = Balance NEGATIVO- Ruta CATABLICA = Balance POSITIVORendimiento energtico% de energa almacenada respecto a la cantidad total desprendida en el proceso catablico(ya que buena parte se pierde en forma de Q)

NUCLETIDOS NO NUCLEICOS: FAD, NAD, NADP Y CoAFLAVINA (base nitrogenada)RIBITOL (pentosa)+RIBOFLAVINA (nuclesido)FMN ( flavn-mononucletido)FOSFATO+FAD ( flavn-adenn-dinucletido)AMP+NUCLETIDO DE NICOTINAMIDA+NUCLETIDO DE ADENINANAD ( nicotn-adenn -dinucletido)+FOSFATONADP ( nicotn-adenn -dinucletido fosfato)COENZIMA -AADPCatalizan reacciones de oxidacin-reduccinIntervienen en la respiracin celularInterviene en reacciones enzimticas del metabolismo celularTEMA 11: metabolismo celular y del ser vivo

Metabolismo celular: la clula es un sistema abiertoLas clulas intercambian materia y energa con el medio.El Sol produce energa que se disipa en el medio y es captada por los sistemas vivos que la transforman en energa qumica.Las clulas estn en equilibrio dinmico con el medio, porque estn permanentemente intercambiando energa y materia con el medio pero no se produce una variacin neta de estos componentes. A esto se le llama equilibrio dinmico de flujos.La clula est permanentemente realizando un trabajo y almacenando energa.Llamamos metabolismo al conjunto de reacciones y procesos energticos que tienen lugar en la clula y, por extensin, en un ser vivo.Para ello existen una serie de mecanismos que permiten transformar, almacenar energa y sintetizar las molculas necesarias para la replicacin celular.Todas las clulas utilizan como fuente de energa molculas de ATP u otras similares (GTP, CTP o UTP).Energa libreEs la magnitud termodinmica utilizada para estudiar los procesos biolgicos.Es la energa til capaz de realizar un trabajo en condiciones constantes de presin y temperatura.G = H - TSG es la variacin de energa libre o til que la clula intercambia con el medio T es la temperaturaH es la variacin de entalpa (calor que se puede absorber o desprender en una reaccin)S es la variacin de la entropa (desorden) TEMA 11: metabolismo celular y del ser vivo3.- ENERGTICA CELULAR

TEMA 11: metabolismo celular y del ser vivoAcerca de la Entropa

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Energa libreReactivosProductosReactivosProductosG < 0 Reaccin Energticamente favorable E productos < E reactivosCuando se desprende energa libre, las reacciones se denominan exergnicas.El sistema puede realizar trabajoG > 0 Reaccin Energticamente desfavorable E productos < E reactivosCuando se absorbe energa libre, las reacciones se denominan endergnicas.No son espontneas, para que ocurran deben acoplarse con otras reacciones exergnicas, donde G sea lo suficientemente negativoSi G = 0 el sistema estara en equilibrio El acoplamiento energtico es imprescindible para el metabolismo celular.TEMA 11: metabolismo celular y del ser vivo

Acoplamiento energtico entre reaccionesLa energa desprendida en una reaccin exergnica, puede aprovecharse para que se produzcan reacciones energticamente desfavorables.ATPADPG= -7,3kcal/molHexoquinasaGlucosaGlucosa-6~PGlucosa + Pi Glucosa-6-PATP + H2O ADP + PiG= +3 kcal/molG= -7,3 kcal/molGlucosa +ATP + H2O Glucosa-6-P + ADPG= -4,3 kcal/molFOSFORILACIN DE LA GLUCOSA MEDIANTE ATP: Fosforilacin de la Glucosa endergnica Hidrlisis ATP exergnicaLa hidrlisis del ATP (proceso exergnico) se acopla a la fosforilacin de la glucosa (proceso endergnico).El proceso global es favorable energticamente.G= +3kcal/molTEMA 11: metabolismo celular y del ser vivoEn general, por cada reaccin endergnica, existe otra exergnica que, acoplada a la primera, le sirve de fuente de energa

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