Energia
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T16 Catabolismo: degradacion de moleculas organicas complejas, tienen lugar en todos los organismos autotrofos y heterotrofos y su finalidad es proporcionar energia, poder reductor, y precursores metabolicos. Energia: utilizable por la celula.El catabolismo es un proceso de degradacion oxidativa de moleculas organicas. Las oxidaciones se caracterizan por ganar atomos de oxigeno, perder atomos de hidrogeno, y electrones. Las reacciones de oxidacion se dan a la vez que las de reduccion. Poder reductor: para ser empleado en procesos anabolicos. Precursores metabolicos: moleculas sencillas a par tir de las cuales la celula realiza la biosintesis de sus componentes. Oxidacion mediante fermentacion: oxidacion incompleta de compuestos organicos.El ATP se forma por fosforilacion a nivel de sustrato y tiene lugar en el citoplasma. Mediante respiracion celular: oxidacion completa si es el oxigeno molecular es respiracion aerobia sino anaerobia. El ATP se forma por fosforilacion asociada a un gradiente quimiosmotico(fosforilacion oxidativa) en las mitocondrias. Catabolismo de glucidos: degradacion inicial de la glucosa se realiza por glucolisis, que es una ruta metabolica por la q se forma piruvato y ATP y tiene lugar en el citoplasma. Glucolisis: ruta practicamente universal y tiene lugar mediante exclusivamente fosforilaciones a nvl de sustrato.Se producen una molecula de piruvato por cada una de glucosa. 1ºEtapa de fosforilacion que requiere aporte energetico: consiste en la conversion de la molecula de glucosa en dos moleculas de gliceraldehido-3-fosfato.Para esto es necesario activar la molecula mediante fosforilaciones, necesitando la hidrolisis de ATP. Sufre una isomerizacion convirtiendose en fructosa-1,6-fosfato que vuelve a reaccionar con ATP consiguiendo la activacion necesaria para incorporar un segundo grupo fosfato, formandose, fructosa-1,6-difosfato.Estas dos fosforilaciones proporcionan energia necesaria para el desarrollo de las etapas siguientes. 2ºEtapa de oxidacion que rinde energia y poder reductor: aqui tiene lugar la oxidacion del grupo aldehido a carboxilo. La energia liberada en esta oxidacion es almacenada en el enlace fosfato, ademas se obtiene poder reductor en forma de NADH. En la ultima reaccion de esta etapa se produce la primera sinstesis de ATP. 3ºEtapa en la que se restituye a la celula el ATP consumido en la primera fase: Fosfatos e emplean para producir dos moleculas de ATP mediante fosforilaciones a nivel de sustrato. De esta forma, la energia almacenada en estos enlaces fosfato y utilizada inicialmente para activar hexosas se devuelve a la reserva energetica celular. Respiracion aerobia: son el conjunto de procesos carabolicos que tienen lugar despues de la glucolisis, es por tanto, la oxidacion total del producto final de la glucolisis, es decir del piruvato.Formacion del acetil-CoA: para que la molecula de piruvato pueda continuar su oxidacion incorporandose al ciclo de Krebs, debe sufrir previamente una reaccion de descarbocilacion oxidativa y convertirse en acetil-CoA. EL piruvato es conducido hasta el interior de la mitocondria, allis e produce la descarboxilacion, catalizada por complejo multienzimatico(piruvato-deshidrogenasa)Dos etapas: Perdida del grupo carboxilico en forma de CO2, Oxidacion del grupo ceto a carboxilo.La energia de esta reaccion queda atrapada en froma de enlace entre el acetilo y la enzima A originando acetil-CoA.
Ciclo de Krebs: Es un conjunto ciclico de racciones que producen la oxidacion completa del acetil-CoA hasta CO2.Se lleva a cabo en la matriz mitocndrial y desenpeña funciones: onbtencion de poder reductor (NADH, FADH2), de precursores metabolicos, de energia en forma de GTP por fosforilacion a nvl sustrato. Este consta de ocho pasos: 1º Formacion de citrato( el acetil-CoA se une a una molecula de cuatro arbonos, el oxalacetato, se obtiene el citrato, 6 carbonos.) 2ºFormacion de isocitrato(isomero del citrato) 3ºOxidacion del isocitrato a alfa -cetoglutarato y CO2(por descarboxilacion oxidativa) 4ºOxidacion del alfa -cetoglutarato a succinil-CoA y CO2(descarboxilacion oxidativa) 5ºConversion del succinil-CoA en succinato( hidrlolisis del succinil obteniendose GTP=ATP)6ºOxidacion del succinato a fumarato( transformacion atalizada por enzima deshidrogenasa) 7ºHidratacion del fumarato a malato 8ºOxidacion del malato a oxalacetato . Fosforilacion oxidativa: es el mecanismo de sintesis de ATP en la respiracion.Tiene lugar en la mitocondria.La sintesis se raliza por union de un grupo fosfato al ADP esta reaccion necesita aporte energetico el cual es suministrado por el transporte de los electrones liberados en oxidaciones previas. Transporte electronico: en este proceso los electrones presentes en l amolecua de NADH y FADH2 son cedidos a mooleculas transportadoras.En el descenso a niveles energeticos mas bajos liberan energia. La cadena transportadora de electrones esta formada por un conjunto de moleculas asociadas a la membrana interna capaces de reducirse y oxidarse, es decir, aceptar electrones y cederlos a otra molecula.Los transportadores estan organiazdos en 4complejos supramoleculares: Complejo NADH-deshidrogenasa: ofrmada por 12 cadenas polipeptidicas diferentes, acepta electrones del NADH al que oxida y los trasfiere a la ubiquinona que constituye el siguiente componente. Ubiquinona o coenzima Q: esta molecula liposoluble se encuentra situada en la zona hidrofoba de la membrana mitocondrial.Acepta electrones y se oxida al cederlos. Complejo citocromo b-c1: complejo enzimatico compuesto por 8 polipeptidos contiene dos citocromos.Acepta electrones cedidos por la ubiquinona y los cede al siguiente complejo enzimatico. C.citocromo-oxidasa: ultimo complejo. Contiene citocromo a-a3 que se encuentra asociado a un conjunto de site cadenas polipeptidicas distintas dispuestas en forma de dimero.Transfiere los electrones recibidos del complejo b-c1 al oxigeno molecular que se reduce en agua. El oxigeno actua pues como aceptor final de electrones que en ultimo termino recoge todos los electrones que se han liberado en distintas etapas de la oxidacion de la glucosa. Formacion del gradiente quimiosmotico: la energia que los electrones van perdiendo al pasar por estas moleculas transportadoras se emplea en bombear protones a traves de la membrana mitocondrial interna que se acumulan en el espacio intermembranal de la mitocondria.Esto genera un potencial electrico de membrana(caga positiva en una cara, negativa en otra). SIntesis de ATP: en la membrana mitocondrial interna se encuentran las enzimas ATPasas, proteinas transmembranales q contienen un canal a traves del cual los protones pueden volver a entrar en la matriz mitocondrial, este paso permite q las ATPasas actuen para formar ATP. Rendimiento energetico de la respiracion aerobica: es extraordimariamente eficiente: se produce la oxidacion completa de atomos de carbono hasta CO2; La deiferencia entre potenciales de oxidorreduccion del sustrato se oxida y el aceptor fianl de electrones es grando, lo q se traduce en una sintesis notable de ATP. En total a partir de caad molecula de acetil-CoA que entra en el ciclo de Krebs, se forman 12 moleculas de ATP lo q significa que por cada molecula de glucosa que se degrada por respiracion aerobia se obtienen 24 moleculas de ATP.
Ciclo de Krebs: Es un conjunto ciclico de racciones que producen la oxidacion completa del acetil-CoA hasta CO2.Se lleva a cabo en la matriz mitocndrial y desenpeña funciones: onbtencion de poder reductor (NADH, FADH2), de precursores metabolicos, de energia en forma de GTP por fosforilacion a nvl sustrato. Este consta de ocho pasos: 1º Formacion de citrato( el acetil-CoA se une a una molecula de cuatro arbonos, el oxalacetato, se obtiene el citrato, 6 carbonos.) 2ºFormacion de isocitrato(isomero del citrato) 3ºOxidacion del isocitrato a alfa -cetoglutarato y CO2(por descarboxilacion oxidativa) 4ºOxidacion del alfa -cetoglutarato a succinil-CoA y CO2(descarboxilacion oxidativa) 5ºConversion del succinil-CoA en succinato( hidrlolisis del succinil obteniendose GTP=ATP)6ºOxidacion del succinato a fumarato( transformacion atalizada por enzima deshidrogenasa) 7ºHidratacion del fumarato a malato 8ºOxidacion del malato a oxalacetato . Fosforilacion oxidativa: es el mecanismo de sintesis de ATP en la respiracion.Tiene lugar en la mitocondria.La sintesis se raliza por union de un grupo fosfato al ADP esta reaccion necesita aporte energetico el cual es suministrado por el transporte de los electrones liberados en oxidaciones previas. Transporte electronico: en este proceso los electrones presentes en l amolecua de NADH y FADH2 son cedidos a mooleculas transportadoras.En el descenso a niveles energeticos mas bajos liberan energia. La cadena transportadora de electrones esta formada por un conjunto de moleculas asociadas a la membrana interna capaces de reducirse y oxidarse, es decir, aceptar electrones y cederlos a otra molecula.Los transportadores estan organiazdos en 4complejos supramoleculares: Complejo NADH-deshidrogenasa: ofrmada por 12 cadenas polipeptidicas diferentes, acepta electrones del NADH al que oxida y los trasfiere a la ubiquinona que constituye el siguiente componente. Ubiquinona o coenzima Q: esta molecula liposoluble se encuentra situada en la zona hidrofoba de la membrana mitocondrial.Acepta electrones y se oxida al cederlos. Complejo citocromo b-c1: complejo enzimatico compuesto por 8 polipeptidos contiene dos citocromos.Acepta electrones cedidos por la ubiquinona y los cede al siguiente complejo enzimatico. C.citocromo-oxidasa: ultimo complejo. Contiene citocromo a-a3 que se encuentra asociado a un conjunto de site cadenas polipeptidicas distintas dispuestas en forma de dimero.Transfiere los electrones recibidos del complejo b-c1 al oxigeno molecular que se reduce en agua. El oxigeno actua pues como aceptor final de electrones que en ultimo termino recoge todos los electrones que se han liberado en distintas etapas de la oxidacion de la glucosa. Formacion del gradiente quimiosmotico: la energia que los electrones van perdiendo al pasar por estas moleculas transportadoras se emplea en bombear protones a traves de la membrana mitocondrial interna que se acumulan en el espacio intermembranal de la mitocondria.Esto genera un potencial electrico de membrana(caga positiva en una cara, negativa en otra). SIntesis de ATP: en la membrana mitocondrial interna se encuentran las enzimas ATPasas, proteinas transmembranales q contienen un canal a traves del cual los protones pueden volver a entrar en la matriz mitocondrial, este paso permite q las ATPasas actuen para formar ATP. Rendimiento energetico de la respiracion aerobica: es extraordimariamente eficiente: se produce la oxidacion completa de atomos de carbono hasta CO2; La deiferencia entre potenciales de oxidorreduccion del sustrato se oxida y el aceptor fianl de electrones es grando, lo q se traduce en una sintesis notable de ATP. En total a partir de caad molecula de acetil-CoA que entra en el ciclo de Krebs, se forman 12 moleculas de ATP lo q significa que por cada molecula de glucosa que se degrada por respiracion aerobia se obtienen 24 moleculas de ATP.