Metabolismo Bioquímica

TTEERRMMOODDIINNAAMMIICCAA YY
BBIIOOEENNEERRGGÉÉTTIICCAA

LLaa bbiiooeenneerrggééttiiccaa eess eell eessttuuddiioo ddee
llaass ttrraannssffoorrmmaacciioonneess ddee eenneerrggííaa
qquuee ttiieenneenn lluuggaarr eenn llaa ccéélluullaa,, yy ddee
llaa nnaattuurraalleezzaa yy ffuunncciióónn ddee llooss
pprroocceessooss qquuíímmiiccooss eenn llooss qquuee ssee
bbaassaann eessaass ttrraannssffoorrmmaacciioonneess,, llaass
ccuuaalleess ssiigguueenn llaass lleeyyeess ddee llaa
tteerrmmooddiinnáámmiiccaa

PPRRIINNCCIIPPIIOOSS DDEE LLAA TTEERRMMOODDIINNÁÁMMIICCAA
 PPRRIIMMEERR PPRRIINNCCIIPPIIOO::
““ LLAA EENNEERRGGÍÍAA TTOOTTAALL DDEELL UUNNIIVVEERRSSOO
PPEERRMMAANNEECCEE CCOONNSSTTAANNTTEE””
EEqquuiivvaallee aa ddeecciirr:: llaa eenneerrggííaa ddeell uunniivveerrssoo nnoo ssee
ccrreeaa nnii ssee ddeessttrruuyyee,, ppeerrmmaanneeccee iinnvvaarriiaannttee.. SSoolloo
ssee ttrraannssffoorrmmaa..
 SSEEGGUUNNDDOO PPRRIINNCCIIPPIIOO::
““ LLAA EENNTTRROOPPÍÍAA DDEELL UUNNIIVVEERRSSOO
AAUUMMEENNTTAA””
EEqquuiivvaallee aa ddeecciirr qquuee eell ggrraaddoo ddee ddeessoorrddeenn eenn eell
uunniivveerrssoo aauummeennttaa..

OOrrggaanniissmmooss AAuuttóóttrrooffooss:: SSoonn
aaqquueellllooss qquuee ppuueeddeenn uuttiilliizzaarr eell
CCOO22 ccoommoo ffuueennttee ddee ccaarrbboonnoo
((bbaacctteerriiaass,, vveeggeettaalleess))
OOrrggaanniissmmooss HHeetteerróóttrrooffooss:: oobbttiieenneenn
ccaarrbboonnoo ddee mmoollééccuullaass oorrggáánniiccaass
ccoommpplleejjaass ..
((aanniimmaalleess,, mmiiccrroooorrggaanniissmmooss))

 Las células nneecceessiittaann ddee eenneerrggííaa
ppaarraa ppooddeerr rreeaalliizzaarr ssuuss aaccttiivviiddaaddeess
ddee ddeessaarrrroolllloo,, ccrreecciimmiieennttoo,,
rreennoovvaacciióónn ddee ssuuss eessttrruuccttuurraass,,
ssíínntteessiiss ddee mmoollééccuullaass,, eettcc..
LLaa eenneerrggííaa qquuíímmiiccaa qquuee uuttiilliizzaa uunnaa
ccéélluullaa aanniimmaall ppaarraa rreeaalliizzaarr ttrraabbaajjoo
pprroovviieennee pprriinncciippaallmmeennttee ddee llaa
ooxxiiddaacciióónn ddee ssuussttaanncciiaass
iinnccoorrppoorraaddaass ccoommoo aalliimmeennttooss..
((ccaarrbboohhiiddrraattooss,, ggrraassaass))

 LLaass ooxxiiddaacciioonneess ssee eeffeeccttúúaann ppoorr aaddiicciióónn ddee OO,,
ppoorr ppéérrddiiddaa ddee HH oo ppoorr oottrraa rreeaacccciióónn qquuee rreessuullttee
eenn llaa ppéérrddiiddaa ddee eelleeccttrroonneess..
 LLaa rreedduucccciióónn,, ppoorr eell ccoonnttrraarriioo,, iimmpplliiccaa ggaannaanncciiaa
ddee eelleeccttrroonneess..
 NNAADDHH yy FFAADDHH22 ssoonn llooss pprriinncciippaalleess
ttrraannssppoorrttaaddoorreess ddee eelleeccttrroonneess,, yyaa qquuee ssuuffrreenn
ooxxiiddaacciioonneess yy//oo rreedduucccciioonneess rreevveerrssiibblleess..
 SSuuss rreedduucccciioonneess,, ppeerrmmiitteenn llaa ccoonnsseerrvvaacciióónn ddee
llaa EEnneerrggííaa LLiibbrree qquuee ssee pprroodduuccee eenn llaa ooxxiiddaacciióónn
ddee llooss ssuussttrraattooss

CATEDRA DDEE BBIIOOQQUUIIMMIICCAA
BBrroomm.. MMaarriiaa ddeell PPiillaarr CCoorrnneejjoo

DDEEFFIINNIICCIIOONNEESS
 EENNEERRGGÍÍAA:: EEss llaa ““ccaappaacciiddaadd ppaarraa pprroodduucciirr uunn
ttrraabbaajjoo””..
 SSIISSTTEEMMAA:: ““ ttooddaa ppoorrcciióónn ddeell uunniivveerrssoo qquuee ssee
ssoommeettee aa eessttuuddiioo””
 MMEEDDIIOO:: ““eess lloo qquuee rrooddeeaa aall ssiisstteemmaa””
 UUNNIIVVEERRSSOO == SSIISSTTEEMMAA ++ MMEEDDIIOO

 PPRROOCCEESSOO EEXXOOTTÉÉRRMMIICCOO:: eess aaqquueell qquuee
ttrraannssccuurrrree ccoonn lliibbeerraacciióónn ddee ccaalloorr aall
mmeeddiioo..
 PPRROOCCEESSOO EENNDDOOTTÉÉRRMMIICCOO:: eell qquuee
ttrraannssccuurrrree ttoommaannddoo ccaalloorr ddeell mmeeddiioo..
 PPRROOCCEESSOO EEXXEERRGGÓÓNNIICCOO:: lliibbeerraa
eenneerrggííaa.. ((EESSPPOONNTTAANNEEOO))
 PPRROOCCEESSOO EENNDDEERRGGÓÓNNIICCOO:: aabbssoorrbbee
eenneerrggííaa.. ((NNOO EESSPPOONNTTAANNEEOO))

CCOOMMPPUUEESSTTOOSS DDEE
AALLTTAA EENNEERRGGÍÍAA

AATTPP
 EEss eell ccoommppuueessttoo ddee aallttaa eenneerrggííaa ddee
mmaayyoorr iimmppoorrttaanncciiaa eenn llaa ccéélluullaa..

FFuunncciioonneess cceelluullaarreess yy AATTPP
 AAddeemmááss eell AATTPP ssee uuttiilliizzaa ppaarraa::
 TTrraannssppoorrttee aa ttrraavvééss ddee llaass mmeemmbbrraannaass ddee::
• IIoonneess ddee ppoottaassiioo,, ccaallcciioo,, mmaaggnneessiioo,, ffoossffaattoo,,
cclloorruurroo,, uurraattoo,, hhiiddrróóggeennoo..
Fisiología yy FFiissiiooppaattoollooggííaa
GGuuyyttoonn,, HHaallll,, MMccGGrraaww--HHiillll,,11999988
 SSíínntteessiiss ddee::
• FFoossffoollííppiiddooss,,
• CCoolleesstteerrooll
• PPuurriinnaass ((aaddeenniinnaa,, gguuaanniinnaa))
• PPiirriimmiiddiinnaass ((ttiimmiinnaa yy cciittoossiinnaa))

FFuunncciioonneess cceelluullaarreess yy AATTPP
 EEll AATTPP ssee uuttiilliizzaa ppaarraa::
 TTrraannssppoorrttee aa ttrraavvééss ddee llaass mmeemmbbrraannaass
• BBoommbbaa ddee ssooddiioo--ppoottaassiioo
 SSíínntteessiiss ddee ccoommppuueessttooss qquuíímmiiccooss
• SSíínntteessiiss pprroottééiiccaa
 TTrraabbaajjoo mmeeccáánniiccoo
• CCoonnttrraacccciióónn mmuussccuullaarr
FFiissiioollooggííaa yy FFiissiiooppaattoollooggííaa
GGuuyyttoonn,, HHaallll,, MMccGGrraaww--HHiillll,,11999988

Procesos qquuíímmiiccooss eenn llaa ffoorrmmaacciióónn ddeell
AATTPP:: PPaappeell ddee llaa mmiittooccoonnddrriiaa
 AAll eennttrraarr llaa gglluuccoossaa aa llaa ccéélluullaa::
 GGlluuccóólliissiiss::
• GGlluuccoossaa >>>>>> AAcc.. PPiirrúúvviiccoo
 AADDPP>>>>>>AATTPP
 55%% ddeell mmeettaabboolliissmmoo eenneerrggééttiiccoo cceelluullaarr ttoottaall
 LLaa mmaayyoorr ppaarrttee ddeell AATTPP cceelluullaarr ssee ffoorrmmaa
eenn llaa mmiittooccoonnddrriiaa

CCaarraacctteerrííssttiiccaass ffuunncciioonnaalleess ddeell
aaddeennoossiinnttrriiffoossffaattoo ((AATTPP))
 PPaarraa lliibbeerraarr ssuu eenneerrggííaa::
 PPiieerrddee uunn rraaddiiccaall ddee áácciiddoo
ffoossffóórriiccoo
 SSee ffoorrmmaa AADDPP
 DDeessppuuééss ssee uunnee
nnuueevvaammeennttee eell áácciiddoo
ffoossffóórriiccoo
 SSee ffoorrmmaa nnuueevvoo AATTPP
 EEll cciicclloo ssee rreeppiittee
iinnddeeffiinniiddaammeennttee

Características ffuunncciioonnaalleess ddeell
aaddeennoossiinnttrriiffoossffaattoo ((AATTPP))
 NNuucclleeóóttiiddoo
 BBaassee nniittrrooggeennaaddaa::
• AAddeenniinnaa
 PPeennttoossaa::
• RRiibboossaa
 TTrreess rraaddiiccaalleess ffoossffaattoo
 DDooss uunniioonneess ffoossffaattoo
ddee aallttaa eenneerrggííaa
• 1122000000 ccaalloorrííaass

RREEAACCCCIIOONNEESS EENNEERRGGÉÉTTIICCAAMMEENNTTEE
AACCOOPPLLAADDAASS
 UUnnaa rreeaacccciióónn aallttaammeennttee eexxeerrggóónniiccaa ppuueeddee hhaacceerr
qquuee oottrraa eennddeerrggóónniiccaa ooccuurrrraa ssii aammbbaass ssee
aaccooppllaann..
nnoommbbrree DGGº’’((kkccaall//mmooll))
AATTPP AADDPP + PP --77,,33
AADDPP AAMMPP + PP --77,,77
AAMMPP aaddeennoossiinnaa + PP --33,,44

BBrroomm.. MMaarriiaa ddeell PPiillaarr CCoorrnneejjoo 2200

DDEEFFIINNIICCIIÓÓNN
e El metabolismo ess llaa ssuummaa ddee ttooddaass llaass
rreeaacccciioonneess qquuee ooccuurrrreenn eenn uunn oorrggaanniissmmoo
LLaa aaccttiivviiddaadd mmeettaabbóólliiccaa eessttáá mmuuyy
rreellaacciioonnaaddaa aa llaa tteemmppeerraattuurraa ccoorrppoorraall ((llaa
ttaassaa ddee rreeaacccciioonneess qquuíímmiiccaass ssee
iinnccrreemmeennttaa ccoonn llaa tteemmppeerraattuurraa))

MMeettaabboolliissmmoo:: eess llaa ssuummaa ddee ttooddaass llaass
rreeaacccciioonneess qquuíímmiiccaass qquuee ooccuurrrreenn eenn llaa
ccéélluullaa.. TTiieennee lluuggaarr eenn uunnaa sseerriiee ddee
rreeaacccciioonneess ccaattaalliizzaaddaass,, llllaammaaddaass ““rruuttaass
mmeettaabbóólliiccaass””..
 CCaattaabboolliissmmoo:: eess llaa ffaassee ddeeggrraaddaaddoorraa.. LLaass
mmoollééccuullaass nnuuttrriieenntteess ssee ccoonnvviieerrtteenn eenn
oottrraass mmaass ppeeqquueeññaass yy ssiimmpplleess..
 AAnnaabboolliissmmoo:: mmoollééccuullaass ppeeqquueeññaass
rreeaacccciioonnaann ppaarraa ccoonnvveerrttiirrssee eenn oottrraass mmaass
ggrraannddeess yy ccoommpplleejjaass..

EESSQQUUEEMMAA GGEENNEERRAALL DDEELL
MMEETTAABBOOLLIISSMMOO

RUTAS METABOLICAS SSEE DDEESSAARRRROOLLLLAANN
EENN LLUUGGAARREESS EESSPPEECCIIFFIICCOOSS DDEE LLAASS
CCEELLUULLAASS
CCAATTEEDDRRAA DDEE BBIIOOQQUUIIMMIICCAA

TIPOS DE REACCIONES BBIIOOQQUUIIMMIICCAASS

AATTPP

RREEAACCCCIIOONNEESS RREEDDOOXX
BBIIOOLLOOGGIICCAASS
CCAATTEEDDRRAA DDEE BBIIOOQQUUIIMMIICCAA
BBrroomm.. MMaarriiaa ddeell PPiillaarr CCoorrnneejjoo

Mitocondria
Sitio subcelular donde ocurre la fosforilación oxidativa en
células eucariotas (1948)
· La membrana externa es permeable a
pequeñas moléculas (PM < 5000 Da) e
iones. Presencia de canales transmembrana
· La membrana interna es impermeable a la
mayoría de moléculas e iones (H+, O-, etc).
2
Las únicas moléculas que cruzan la
membrana interna son aquellas para las que
hay proteínas transportadoras específicas de
metabolitos esenciales (ADP, ATP, ácidos
carboxílicos, Ca2+, aminoácidos, etc.)
· La membrana interna aloja a las proteínas
pertenecientes de los componentes de la
cadena respiratoria y el complejo
enzimático responsable de la síntesis de
ATP (ATP sintasa)

FUNCIONES DE LAS MITOCONDRIAS:
• GENERACION DE ATP: EN PRESENCIA DE
O2
MEDIANTE LA DESCARBOXILACION OXIDA-TIVA
, EL CICLO DE KREBS, LA FOSFORILA-CION
OXIDATIVA, SE FORMA EL ATP.
• LA DESCARBOXILACION OXIDATIVA SE
PRODUCE EN LA MATRIZ MITOCONDRIAL.
EL PIRUVATO INGRESA Y SE CONVIERTE
EN ACETIL CoA POR LA ENZIMA
PIRUVATO
DESHIDROGENASA, SE LOGRA NADH.

Es el proceso mediante el cuál ssee ggeenneerraa AATTPP ccoommoo
rreessuullttaaddoo ddee llaa ttrraannssffeerreenncciiaa ddee eelleeccttrroonneess ddeessddee eell
NNAADDHH oo eell FFAADDHH22 aall OO22,, aa ttrraavvééss ddee uunnaa sseerriiee ddee
ttrraannssppoorrttaaddoorreess ddee eelleeccttrroonneess..

TTrraannssppoorrttee ddee eelleeccttrroonneess
 SSeerriiee ddee rreeaacccciioonneess ddee ooxxiiddaacciióónn
rreedduucccciióónn aa ttrraavvééss ddee llaass ccuuaalleess llooss
eelleeccttrroonneess ddeerriivvaaddooss ddee llaa ooxxiiddaacciióónn
ddee nnuuttrriieenntteess ssoonn ttrraannssppoorrttaaddooss aall
ooxxííggeennoo

RESUMEN
La FOSFORILACIÓN OXIDATIVA se refiere a la síntesis química de
ATP impulsada por el proceso exergónico de transferencia de
electrones desde el NADH al O2
• Ocurre en la mitocondria
• La fosforilación oxidativa comienza con la entrada de e- en la cadena respiratoria
• Los e- pasan a través de una serie de transportadores incluídos en la membrana
interna mitocondrial. Los e- fluyen espontáneamente desde los transportadores de
Eo’ más bajo hacia los de Eo’ más elevado
• Los transportadores electrónicos mitocondriales funcionan dentro de complejos
proteicos ordenados en serie
• La transferencia mitocondrial de e- es un proceso exergónico, que libera energía
suficiente para la síntesis de ATP
• El transporte de e- está asociado al transporte de H+ desde la matriz hacia el EIM
(fuerza proto-motriz)
• El flujo de H+ a favor de su gradiente electroquímico proporciona la energía libre
para la síntesis de ATP, por acción de la ATP sintasa (rotor molecular)

TTrraannssppoorrttaaddoorreess ddee
eelleeccttrroonneess
- NADH
- FADH2

Transportadores ddee eelleeccttrroonneess
CCiittooccrroommooss ((bb,, cc11,, cc,, aa yy
aa33))
 PPrrootteeíínnaass
FFeerrrroossuullffuurraaddaass ((FFeeSS))

TTrraannssppoorrttaaddoorreess ddee eelleeccttrroonneess
 CCooQQ

Complejo I: (NADH Deshidrogenasa o NADH-Q Reductasa): de la
NADH deshidrogenasa a la Ubiquinona. 1a bomba de protones.

 CCoommpplleejjoo IIII:: ((SSuucccciinnaattoo DDeesshhiiddrrooggeennaassaa))::
ddee SSuucccciinnaattoo ddeesshhiiddrrooggeennaassaa aa llaa
UUbbiiqquuiinnoonnaa.. NNoo eess bboommbbaa..

 Puede pprreesseennttaarr ttrreess eessttaaddooss ddee
ooxxiiddaacciióónn
 SSuuss rreeaacccciioonneess ddee ttrraannssffeerreenncciiaa ddee
eelleeccttrroonneess eessttaann aaccooppllaaddaass aa llaa uunniióónn oo
lliibbeerraacciióónn ddee pprroottoonneess:: pprrooppiieeddaadd ccllaavvee
aa llaa hhoorraa ddee ttrraannssppoorrttaarr pprroottoonneess aa
ttrraavvééss ddee llaa mmeemmbbrraannaa yyaa qquuee aall sseerr aall
mmiissmmoo ttiieemmppoo ppeeqquueeññaa ee hhiiddrrooffóóbbiiccaa
ppuueeddee ddiiffuunnddiirr lliibbrreemmeennttee aa ttrraavvééss ddee llaa
mmeemmbbrraannaa iinntteerrnnaa mmiittooccoonnddrriiaall..
UUbbiiqquuiinnoonnaa

 CCoommpplleejjoo IIIIII:: ((CCiittooccrroommoo RReedduuccttaassaa)):: ddee
llaa UUbbiiqquuiinnoonnaa aall CCiittooccrroommoo cc.. 22aa bboommbbaa
ddee pprroottoonneess..

 CCoommpplleejjoo IIVV:: ((CCiittooccrroommoo OOxxiiddaassaa)):: DDeell
CCiittooccrroommoo cc aall ooxxííggeennoo.. 33aa bboommbbaa ddee
pprroottoonneess..

Componentes de la cadena respiratoria
Transportadores de electrones
-Coenzimas hidrosolubles :
NAD+ coenzimas de las deshidrogenasas
NADP+
FMN se unen covalentemente a flavoproteínas
FAD (grupo prostético), transportan 2 e- y 2 H+
-Quinonas : Coenzima Q – Ubiquinona, transportadores en medio
no acuoso (membrana), transporta 1 e- y libera 2 H+ a la matriz
-Citocromos b, c, c1, a y a3 : proteínas con grupo prostético
hemo, transportan 1 e-
-Proteínas ferro-sulfuradas : proteínas con Fe asociado a
átomos de S, transfieren 1 e- por oxidación o reducción del Fe

La Cadena de Transporte de Electrones
comprende dos procesos:
1.- Los electrones son transportados a lo
largo de la membrana, de un complejo de
proteínas transportadoras a otro.
2. Los protones son translocados a través de
la membrana, desde el interior o matriz hacia
el espacio intermembrana de la mitocondria.
Esto constituye un gradiente de protones
El oxígeno es el aceptor terminal del
electrón, combinándose con electrones e
iones H+ para producir agua.

Catabolismo ddee bbiioommoollééccuullaass
El catabolismo aerobio está
formado por varias rutas
metabólicas que conducen
finalmente a la obtención de
moléculas de ATP
ruta catabólica inicial de los
a) glúcidos  Glucólisis
b) Aácidos  desaminación
c) Grasas  b oxidación
el metabolito
intermediario de todas
las rutas es el Ácido
pirúvico

Metabolismo Bioquímica

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Mais procurados (17)

Destaque

Destaque (20)

Semelhante a Metabolismo Bioquímica

Semelhante a Metabolismo Bioquímica (20)

Metabolismo Bioquímica

Notas do Editor