METABOLISMO CELULAR - biología celular y molecular 1er ciclo - UCSUR, Diapositivas de Biología Celular y Molecular

¡Descarga METABOLISMO CELULAR - biología celular y molecular 1er ciclo - UCSUR y más Diapositivas en PDF de Biología Celular y Molecular solo en Docsity! UNIVERSIDAD CIENTÍFICA IET Biología Celular 2020 - 1 UNIVERSIDAD CIENTÍFICA DEL SUR Semana N?* 7 Clase teórica: Aspectos generales del metabolismo celular (definición, importancia) Glucólisis (definición, características generales, desarrollo de etapas de glucólisis, enzimas involucradas, importancia) Respiración celular (tipos y características generales). Respiración aeróbica (procesos moleculares involucrados, importancia). Respiración anaeróbica (procesos moleculares involucrados, importancia). Patologías asociadas UNIVERSIDAD 'INTÍFICA DEL SUR UNIVERSIDAD CIENTÍFICA DEL SUR METABOLISMO CELULA UA Conjunto de reacciones químicas que ocurren en el interior de una célula. = Catabólica 3 Moléculas precursoras y energía química. = Anabólica + Biomoléculas que forman la célula. 7 E scconiaa Metabolites JB i de id Nutrientes que Productos finales de contienen energía baja energía Carbohidratos CO poi Grasas H20 Mi a Proteínas NHs ll Perr l LN ¡AbP+Hroz% TT pu] ( NAD* E Li , + Metabolism e N A DP Macromoléculas Moléculas celulares precursoras Proteínas Aminoácidos Polisacaridos Azúcares Lípidos Ácidos grasos Ácidos nucleicos Bases nitrogenadas METABOLISM ELULA UNIVERSIDAD A CIENTÍFICA QU Cada uno de los conjuntos de reacciones encadenadas que constituyen el metabolismo se denomina vía o ruta metabólica. Ruta metabólica = Las vías metabólicas pueden ser: ramificada - Lineales. - Ramificadas. >> - Cíclicas. = Son catalizadas por enzimas. >» Las reacciones están encadenadas: el producto de una reacción es el sustrato de la siguiente. e mStaboloS (A) —A fan NE) RI WEN > E> Ruta metabólica lineal (B] R2 y Enzima + y Enzima 2 An, Enzima 3 pi a CA) 1) )—=>(0c)—>(D rales (D) _—— Reacción 2 * - Reacción 3 Cu) METABOLISM ELULA UNIVERSIDAD | CESE — cienririca U Para realizar todas sus actividades las células requieren transformar la energía. "SPONTANEOUS” REACTION as time elapses = Termodinámica: - Primera Ley: La energía no se crea ni se destruye solo, se transforma (o transfiere) en otras formas. - Segunda Ley: En toda transformación de energía hay pérdida de energía en forma de calor y disminución de la energía útil, por lo que los sistemas tienden a un estado menos organizado, de mayor desorden o mayor entropía (S). sea of matter cell > Las células son sistemas abiertos que generan orden interno transformando, mediante reacciones químicas, la energía almacena en las moléculas en energía útil. / increased disorder increased order METABOLISMO CELULAR dee QU Energía libre de Gibbs (G): AG = 4H - TAS Cantidad de energía útil, contenida en las sustancias que reaccionan, disponible para efectuar trabajo. La variación de energía libre (AG) que se produce en una reacción química puede ser: " AG < 0: en las reacciones exergónicas (desprenden energía libre) " AG> 0: en las reacciones endergónicas (requieren un aporte de energía). 0-0 reactantes ale 0-0 reactantes am Ho: productos Molécula Transportadora COCITE 0:+0 productos UNIVERSIDAD CIENTÍFICA Reactivos La energía libre disminuye Productos —— Energía libre (G) —>> ———— Avance o curso > de la reacción 1 Productos 3 2 2 E La energía o libre aumenta 5 | ul | Reactivos Avance o curso de la reacción DEL SUR OZU-rowp-Apa OZuU-rowpbzp METABOLISMO CELULAR AENA QU Las reacciones acopladas enlazan las reacciones exergónicas con las reacciones endergónicas. X e exergónica = Las reacción exergónica proporciona la (degradación de _ endergónica 7 > nos lucosa) (síntesis de proteínas) energía para la reacción endergónica. 9 : . productos de ADP + P reactantes de = Las enzimas pueden acoplar las reacciones poca energía poca energía : 1 AS para que en conjunto resulte una reacción (CO, H20) faminoácidos) exergónica. Reacción exergónica ATP + AG =- 7.3 Kcal/mol Reacción endergónica glutamato + NHg¿?* ——===" glutamina AG = + 3.4 Kcal/mol Reacción acoplada exergónica glutamato + NHg? + ATP ————== glutamina + ADP + Pi AG =- 3.9 Kcal/mol INDOOR INS CIENTÍFICA DEL SUR TRANSFERENCIA DE ENERGÍA Q Otras moléculas (1) FADH, TABLE 2-3 transportadoras : 0 de energía: ATP Phosphate NADH, NADPH, FADHo Electrons and hydrogens = Acetil CoA. Acetyl COA Acetyl group Carboxylated biotin Carboxyl grou = FADH,. Y Pop S-Adenosylmethionine Methyl group Uridine diphosphate glucose Glucose H—C—0H H=C—0H nucleotide HE On dE H,C-OPMP)-O-CH) ú HH OHH 0H CHH HC Ll 6 L1 Ll. Ll. ANAIS o HHHA HHH OHCHH RIBOSE high-energy bond 2H* 2e (8) FAD Lia 1 acetyl group coenzyme A (CoA) | METABOLISMO CELULAR | NADIA UNIVERSIDAD | CIENTÍFICA O Las vías catabólicas y anabólicas incluyen reacciones methane e que implican transferencia de electrones. 5 HE HS = Reacciones de oxido-reducción (redox): 5 t - Oxidación: la biomolécula orgánica pierde parcialmente e”. methanol - Reducción: la biomolécula gana parcialmente e”. > > La transferencia de e” implica la transferencia de H*. 4 tormaldehyde FORMATION OF A POLAR he — COVALENT S e BOND s. +. 1. —— y rtial rtial Ecce 8 A E egutiva ATOM1. _ATOM2 charge SO MOLECULE: ie oxidized reduced tormic acid <Q ADA E [- carbon dioxide INDOOR INS CIENTÍFICA QU Etapas del metabolismo. Las vías catabólicas convergen para formar metabolitos comunes y conducen a la síntesis de ATP en la etapa !l!. branch point glucose units Las vías anabólicas inician de unos cuantos precursores en la etapa Ill y utilizan ATP para sintetizar una gran variedad de materiales celulares. dao Etapa | Exterior celular Etapa Il Citosol DEL SUR Etapa lll Mitocondrias Glyceraldehyde 3-phosphate INDOOR INS e (OE SS ityalrazyaciiore phosphate = E a UE cEON phosphate O l 0 isomerase (b) | Payoff phase O Oxidative conversion of Glyceraldehyde 3-phosphate (2) ()—o—cH2 ARES, glyceraldehyde 3-phosphate 2P; OH H to pyruvate and the coupled 2NAD* formation of ATP and NADH oxidation and Enesprsgaios O 1,3-Bisphosphoglycerate (2) first ATP- 2 e forming reaction (substrate-level O phosphorylation) pio 28 (2) T 2-Phosphoglycerate (2) O Jaro Phosphoenolpyruvate (2) second ATP- Ss forming reaction (substrate-level O phosphorylation) Pyruvate O O o 4 O-ocm5 HE ou "O e O-0—cH=qH OH o O Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase O Phospho- glycerate kinase Phospho- glycerate mutase O) Enolase Pyruvate kinase UNIVERSIDAD CIENTÍFICA DEL SUR GLUCOLISIS SEGUNDA FASE: EXERGÓNICA (Fase de liberación de energía) Cada molécula de G3P se oxida por eliminación de 2 electrones, formando H+* y NADH (mas adelante se convertirá en ATP al transferir estos e). Cada intermediario fosforilado transfiere un grupo fosfato al ADP para formar ATP (fosforilación a nivel de sustrato) INDOOR INS CIENTÍFICA ¿RESPIRACIÓN o FERMENTACIÓN? (eros) a O El NADH + H* no atraviesan la membrana mitocondrial. cols 2 e = Lanzadera glicerol-fosfato: transfiere de pares de e” : directamente hasta la cadena transportadora de e”. . lactato 2 piruvato => fermentación [7 "= Lanzadera de malato-aspartato: transfiere pares de e” hasta la matriz mitocondrial. gp Si hay Oz > Sino hay Oz NAD* <<: Glucolisis celular _ fosfato E Ha macs) La Hr Y a >. BS Lanzadera | Lanzadera respiración | FERMENTACIONES| | malato- | glicerol- asparto A AH RESPIRACIÓN mitocondria O La respiración celular se realiza en 3 etapas: Il. El piruvato se convierte a Acetil CoA. Descarboxilación oxidativa: (Piruvato deshidrogenasa) = Grupo carboxilo $ CO, = Grupo acetilo restante se une a la CoA. II. El ciclo del Ácido Cítrico (Ciclo de Krebs). = Implica 8 pasos. = Una enzima especifica cataliza cada reacción. METABOLISM ELULA UNIVERSIDAD CEA tinca Piruvato ¡ H¿C 0 Dióxido de carbono + AD, PE Coenzima A NADH o 4 H¿C—C x S— CoA Acetil coenzima A DEL SUR Acetil coenzimaA Coenzima A 9009 Citrato 900000 NADH 74 CICLO DEL NAD' H¿O ACIDO NADH CÍTRICO FADH, “SO de 5 carbonos NAD* NADH Compuesto de 4 carbonos (Co) 9000 METABOLISMO CELULAR U Balance energético. "= Las mayor parte del ATP es producido por el transporte de electrones (fosforilación oxidativa) que en la fosforilación a nivel de sustrato. Y) o e o Glucólisis Formación Ciclo del Transporte de de acetil electrones y Glucosa Piruvato UNIVERSIDAD CIENTÍFICA DEL SUR Fosforilación a nivel de sustrato Glucólisis Glucosa : y Piruvato Fosforilación oxidativa > 2 [NADA >4-6 AAN CIENTÍFICA (citosol) glucosa glucólisis 2 ao lactato U La fermentación es importante para convertir 2 piruvato y termentación (7 el NADH en NAD?* y continuar la producción de Sa ATP en la glucólisis. 2 5 a Si hay Oz > Sino hay Oz + GO, = Es una oxidación incompleta. = Localización: Citoplasma. = Fosforilación: Fosforilación a nivel de sustrato. respiración celular = Aceptor de electrones: Compuesto orgánico. = Balance energético: 4 -2 = 2 ATP. 6:cop, o) mitocondria INDOOR INS CIENTÍFICA DEL SUR yoo U Fermentación láctica: (A) FERMENTATION LEADING TO EXCRETION OF LACTATE = Aceptor final: piruvato. = Importancia: producción de lácteos: [ADP. ( NAD" ») mantequilla, queso, yogur, etc. 1 ++. DA oO o (Lactobacillus bulgáricus, etc.) regeneration Glucosa (C¿) + 2 (ADP + Pi) +2 NADH +2H* > 2 Ácido láctico+ 2 ATP + 2 NAD* UNIVERSIDAD INTEGRAMOS LO APRENDIDO CIENTÍFICA DEL SUR ¿Qué aprendimos hoy? cid 3 E du + Mencione las etapas de la glucolisis. a > e + Mencione las etapas de la respiración celular aeróbica. + Delos dos tipos de respiración estudiados ¿cuál de ellos es energéticamente más rentable?. UNIVERSIDAD ACTIVIDAD VIRTUAL: Obligatorio CIENTÍFICA DEL SUR Revisión del material del aula virtual: Actividades de autoaprendizaje https: //www youtube.com/watch?v=5108szLbFfÍ Video: Glucolisis https: //www. youtube.com/watch?v=remFwDVbOUA Respiración aeróbica y anaeróbica https: //www youtube.com/watch?v=Ovmzi79OzEw Revisión del material del aula virtual: Desarrolle los ejercicios puestos en el aula virtual como material de apoyo para la sesión. UNIVERSIDAD ACTIVIDAD VIRTUAL: Material de apoyo CIENTÍFICA DEL SUR Revisar este material de apoyo. Metabolismo celular https: //www. youtube.com/watch?v=1yWBdaxY ZtcE https: //www. youtube.com/watch?v=rdF3mnyS1p0