Zelularen Nutrizioa eta Metabolismoa

ZELULAREN NUTRIZIOA

Organismo batean eta haren zelula bakoitzean gertatzen den prozesua: materia eta energia trukatu eta eraldatu. Hiru prozesu: Ingestioa, Metabolismoa, Iraizketa.

BIDEZIDOR METAB

Entzima espezifikoek katalizatzen eta erregulatzen dituzten eta bata bestearen atzetik gertatzen diren erreakzioen sekuentzia bat da. Antolaketaren ondorioz: Lehenengo erreakzioaren produktua bigarrenaren substratu bihurtzen da eta... Bukaerako produktua → hasierako substratua (aitzindaria). Bitarteko konposatuak: bitartekari metabolikoak edo metabolitoak. Bidezidor linealak: kate erreakzioen segida bat. Bidezidor adarkatuak: Aitzindari batetik zenbait produktu eratzen dira. Metabolito batek (C) bi bidezidorretan edo gehiagotan hartzen du parte aldi berean. Bidezidor ziklikoak: Bitartekari metabolikoak ez dira agortzen aitzindaria (A) produktu (Z) bihurtzen denean.

KATABOLISMO

Metab. degradazio fasea. N konplexu oxidatu n sinple sinpleak eratu. Energia sortzen du→ erabili: Lan zelularrean (garraioa, higidura...), anabolismoan.

ANABOLISMO

Metab. biosintesi fasea. N sinpleak erreduzitu → N konplexuak. Sintetizatutako molekulak: Hazkunderako eta zelulak berritzeko, erreserba moduan (katabolismorako).

BIDEZIDOR ANFIBOLIKOAK

Bidezidor mistoak: katabolikoak eta anabolikoak. Bidezidor katabolikoetan: energia eta ahalmen erreduzitzailea. Bidezidor anabolikoetan: molekulen biosintesirako aitzindariak. Adb: Krebsen zikloa eta urearen zikloa.

METAB. PROZESU ENERGETIKO

Energia kimikoa ematen duen bi biomolekula taldeak: Koentzimak (NADH, NADPH, FADH2): oxidazioerredukzio erreakzioetan energia eman. Nukleotido trifosfatoak (ATPa, GTPa): energia metatu.

GLUKOSA

Glukosa: bidezidor katabolikoetan energia lortzeko gehien erabiltzen den gluzidoa → beste edozein gluzido glukosa bihurtu behar da. Energia lortu: arnasketa edo hartzidura: Hasierako bidezidor metabolikoa: glukolisia.

GLUKOSAREN ARNASKETA BIDEZKO KATABOLISMOA

Arnasketa aerobikoa: Hiru bidezidor metaboliko (bata bestearen atzetik): – Glukolisia. – Krebsen zikloa. – Arnas katea

GLUKOLISIA

Glukosaren oxidazio zitoplasmatikoa. Prirubatoa, ATP eta NADH lortu. Bidezidor zitosoliko bat da. JATORRIA: Heterotrofoek: – Mantenugaietatik (almidoia, laktosa eta sakarosa → glukosa, galaktosa edo fruktosa). Autotrofoek: fotosintesian sintetizatu. Beste molekula organiko batzuk eraldatuz (glukoneogenesia): Adb: gantz-azidoen degradazioa (glioxisometan). Glukogenolisiaren/amilolisiaren en bidez: – Erreserba gisa bildutako glukogenoa edo almidoia hidrolizatuz. Glukosaren aitzindariak: Pirubatoa, laktatoa, glizerola, Krebsen zikloko bitartekari asko eta aa-k.

BALANTZE GARBIA

Bidezidor glukolitikoan sartzen den glukosa molekula bakoitzeko: Bi pirubato (3C). 2 ATP. 2 NADH. 2 H+. (Hemendik aurrera balantzea egiteko: erreakzio guztiak bi aldiz kontatu behar dira (2 pirubato)).

KREBS ZIKLOA

Bide metaboliko ziklikoa: Zelula eukariotoen matrize mitokondrialean. Zelula prokarioto aerobikoen zitoplasman. Azetil CoA-ren az.azetikoa oxidatu eta CO2, H+ (NAD+ eta FAD+ erreduzitzeko) eta energia kimikoa lortu. Bat egiten dute gantz-azidoen eta aminoazidoen katabolismoaren bidezidorrek. Bidezidor anfiboliko bat dela jotzen da. Prozesu aerobikoa. ATPa zikloan lortutako GTP baten eraldaketari dagokio. Zikloaren hasiera: Azetilo talde aktibatu bat (azetil-CoA) lau karbonoko molekula batekin (oxalazetatoa) konbinatzean: 6 karbonoko konposatu bat (zitratoa) eratu: Azetil-CoA + oxalazetatoa → Zitratoa. Zikloaren etapetan zehar: Bi karbono ezabatzen dira (bi deskarboxilazio gertatzen dira): CO2 gisa. Beste oxalazetatoa sortzen da berriro: Beste azetil CoA molekula bat hartzeko gai da. BALANTZE ENERGETIKOA Glukosa bakoitzeko, 2 AzetilCoA sartu ziklora, beraz, zikloko bi bira ematen dira. Guztira GLUKOSA molekula bakoitzeko: GLUKOSA → 2 PIRUBIKO → 2 AzetilCoA → 4 CO2 + 2 ATP + 6 NADH+ 6H+ + 2FADH2 Ikusten denez, krebs zikloan energia gutxi lortu da ATP eran. Energia hori, NADH eta FADH2 koentzimen (erreduzituak) e- tan eta H+etan bildu. Hauek hurrengo etapetan Oraino joango dira arnas-katearen bidez.

ARNAS KATEA

4 konplexuz osatu (I,II,III,IV): proteina garraiatzaile eta koentzima multzoak dira eta ENERGIA maila jakina dute. e-ak OXIDAZIO-ERREDUKZIO erreakzioen bidez garraiatu konplexuetan zehar, ENERGIA maila handiagoko konplexuetatik, ENERGIA maila txikiagoetara (“aldapan beherakoa”). O2-ra heldu arte (AZKEN ELEKTROI HARTZAILEA). Bidean ENERGIA askatu.

FOSFORILAZIO OXIDATZAILEA

HIPOTESI KIMIOSMOTIKOA Elektroiak NADH-tik edo FADH2-tik oxigenora doazen bitartean: Askatzen den energia: Arnas kateko osagai batzuek erabiltzen dute: H+ -a matrizetik mintz barneko gunera: Gradiente elektrokimikoa sortuz mitokondrioaren barruko mintzean. Sortu den gradiente elektrokimikoaren eraginez: Protoiek matrizera itzultzeko joera dute gradientearen noranzkoan: ATP sintetasaren bidez egin behar dute: H+-en jarioak energia askatzen du ATP sintetasan → ADPa fosforilatu eta ATP molekulak eratu.

ARNASKETA ZELULARRAREN ENERGIA BALANTZEA

NADH + H+ bakoitzeko: 3 ATP. FADH2 bakoitzeko: 2 ATP. Balantze hau teorikoa da: Zelulak H+-en gradientearen energia erabil dezake ADPa fosforilatzearekin zerikusirik ez duten xedeetarako.

HARTZIDURA

Zitoplasman gertatzen den prozesu metaboliko lineala eta anaerobikoa; zeinaren bidez, zel.ek energia lortzen duten, glukosaren eta beste erregai organiko batzuen oxidazio partzialaren ondorioz. Legamiek, beste mikroorganismo batzuek eta zel. muskularrek bide ANAEROBIKOZ matabolizatzen dute glukolisian lortutako PIRUBATOA. Prozesu anaerobikoa (ezin baita aireko oxigenoa erabili azken hartzaile gisa). Elektroien azken hartzailea: molekula organiko bat. Errentagarritasun energetikoa oso txikia (prozesu aerobiko batekin alderatuta). Prozesu anaerobioetako glukolisia EZ GELDITZEKO balio du, zitoplasmako NAD+ LEHENERATU. Azken produktuaren izaeraren arabera, hartzidura-mota ≠: Hartzidura alkoholikoa, hartzidura laktikoa, azetikoa, hartzidura butirikoa ...

HARTZIDURA BALANTZE ENERGETIKOA

NADHak berroxidatu → elektroiak pirubatoari eman. ATPa sintetizatu: glukolisian.

LIPIDOEN KATABOLISMOA

Gantzak edo triazilglizerolak: animalien erreserba energetiko nagusia. Gantzak energia iturri gisa erabiltzeko: lipasa entzimek hidrolizatu behar dituzte → Glizerola + Gantz-azidoak. GLIZEROLA (fosforilazioa) → glizerol 3-P (oxidazioa) → NADH + DHAP (glukolisira) GANTZ-AZIDOAK (aktibatu) → mitokondrietara edo peroxisometara → β-oxidazioa edo Lynenen helizea (bidezidor errepikari eta ziklikoa).

GANTZ-AZIDOEN DEGRADAZIOA

Bost etapa: Aktibazioa. Garraioa. Β-oxidazioa. Krebsen zikloa. Arnas katea.

LYNEN-EN HELIZEA

LEKUA: Matrize mitokondrialean, β-oxidazioa edo Lynen-en helize izeneko bide batean. Prozesua: 1. Gantz azidoa (adib. az.palmitikoa:16C) mitokondrioan sartu eta A koentzima bateko molekula batekin aktibatu=azilCoA konposatua sortu. 2. AzilCoAk 1.go β-oxidazioa jasaten du (β1), bertan azetilCoA molekula bat askatzen du (2C), eta FADH2 eta NADH bana sortu. 3. Gantz azidooaren gainerako zatia (orain 2 C gutxiagorekin, C14) berriro aktibatzen da CoA molekula batekin, eta beste β-oxidazio bat hasi (β 2). 4. Prozesua gantz-azidoa guztiz oxidatu arte gertatzen da. 5. β-oxidazioan lorturiko acetilCoA-k KREBS zikloan sartu, eta bertan oxidatu. N karbono dituen azido bat oxidatzeko, n/2 – 1 β-oxidasiozko ziklo behar dira.

PROTEINEN KATABOLISMOA

Aminoazidoak bi egoeratan soilik erabiltzen dira erregai gisa: Haien eskuragarritasuna proteina sintesian erabiltzeko ahalmena baino hanidagoa denean; dieta hiperproteikoen kasua. Beste energia iturririk ez dagoenean; kasu horretan, proteinak osagai dutezten aminoazidoetan hidrolizatuko dira. Transaminazioa eta dasaminazio oxidatiboa dira jasan ditzaketen prozesuak eta haiei esker: α-zetoazidoaren -hasierako aminoazidotik eratorria- eskeleto karbonoduna guztik oxidatzen da Krebsen zikloan, eta CO2-a eta H2O-a ematen ditu. Amoniakoa, zeina desaminazioan lortzen baita era zelulentzat oso toxikoa baita, urea bihurtzen da, urearen zikloaren bidez, eta gernuaren bidez kanporatzen. Urearen zikloa bidezidor anaboliko bat da. Zatik bat matrize mitokondrialean gertatzen da, eta beste bat, gibeleko zelulen zitoplasman.