Metabolisme Flashcards
Reaccions metabòliques
Conjunt de reaccions progressives de mol·lècules en rutes interconnectades dins d’una cèl·lula
Ruta/via metobòlica
Reaccions de reactius per produir productes, en un “segment” concret
Metabòlic
Substància química
Cicle de Krebs
Cicle de reaccions enllaçades, on els productes es converteixen en reactius d’altres reaccions
Objectiu reaccions
Obtenció d’energia i matèria
Vies catabòliques
Obtenció de molècules senzilles i alliberació d’energia mitjançant el trencament d’enllaços de monòmers
Vies anabòliques
Obtenció de molècules complexes amb l’aportació d’energia
Sistemes
Tancats, aïllats i oberts
Sistemes oberts
Intercanvia matèria i energia amb l’entorn
Sistemes tancats
No intercanvien matèria però sí energia amb l’entorn
Sistemes aïllats
No intercanvien ni matèria ni energia amb l’entorn
Cicle de matèria
Dins de l’ecologia, hi ha un cicle de matèria en les cadenes atrófiques
Flux d’energia
No es crea ni es destrueix, es transforma
Norma del 10%
Cada nivell trófic pot aprofitar un 10% de l’energia del nivell anterior
Transformació d’energia en un organisme
Es trenquen els enllaços de nutrients durant la digestió, després es fa una oxidació que dona energia en forma d’ATP
Oxidació
Procés catabòlic que dona energia en forma d’ATP i llibera calor
ATP
Adenosina-trifosfat (nucleòtid), l’energia està en els enllaços entre fosfats
Hidròlisi/trencament d’ATP
Es passa d’ATP a ADP + Pi (fosfat inorgànic)
Catabolisme
Energia de les molècules dels nutrients - formar ATP a partir d’ADP i Pi - l’ATP és l’energia pel treball cel·lular
Formes d’obtenció d’ATP
Fosforilació a nivell de substrat i oxidativa
Fosforilació a nivell de substrat
Substrat que té un grup fosfat i es transfereix directament a l’ATP (forma l’enllaç fosfòric)
Exemples fosforilació a nivell de substrat
Glucolisi i fermentació làctica
Fosforilació oxidativa
Producció d’ATP a partir de l’enzim ATP sintasa/sintetasa
Usos d’ATP
Treball de transport actiu a la membrana, treball mecànic per proteïnes motores o contracció muscular, treball químic en reaccions químiques
Pirovat
Metabòlit obtingut per glucolisi que entrarà en cicle de Krebs
Rendiment energètic
Canvi de nº d’àtoms, producció neta d’ATP, producció d’intermediaris (NADH, FADH)
Reaccions exergòniques
Delta d’energia de Gibbs menor a 0 (similar a exotèrmic), allibera energia
Reaccions endergòniques
Delta d’energia de Gibbs major a 0 (similar a endotèrmic), guanya energia
Entalpia
Energia dels enllaços, absorció/alliberament
Entropia
Desordre, construcció/destrucció
Acoplament energètic
Catabolisme i anabolisme són complementaris, les reaccions són en dos sentits
Reaccions Oxido-Reducció (Redox)
Reaccions de transferència (agent reductor que s’oxida) i recepció (agent oxidant que es redueix) d’e-
Oxidació
Perd e-, guanya O, perd H, crea enllaços C-O, forma un compost amb menor potencial energètic
Reducció
Guanya e-, perd O, guanya H, crea enllaços C-H, forma un compost amb major potencial energètic
Coenzims
NAD+, NADP+, FAD+
Catabolisme
Reaccions de degradació que traspassa l’energia dels enllaços a les molècules com l’ATP, els substrats s’oxiden i el NAD+ o el FAD+ es redueixen
Substrats preferents
Glúcids
Procés citoplasmàtic aeròbic
Glicòlisi i oxidació del piruvat, beta-oxidació d’àccids grassos, respiració de proteïnes
Procés citoplasmàtic anaeròbic
Fermentació anaeròbica de la glucosa
Procés mitocondrial
Cicle de Krebs i cadena respiratòria (aeròbic)
Diferència combustió i respiració cel·lular
La combustió és un alliberament d’energia sobtat mentre que la respiració cel·lular té presència d’ATP i llavors és esglaonada
Glicòlisi
Oxidació de glucosa a 2 pirovats (-2ATP+4ATP = +2ATP i +2NADH +2H+) i després passa al cicle de Krebs i la cadena respiratòria, és una reacció universal, anaeròbica
A ver si, cuando estudies, te acuerdas de lo que puse detrás de esta carta a la primera jejeje
Ha tocado el timbre, cállese señor
Fermentació làctica
Cicle de piruvat a lactat i de lactat a piruviat recíprocament
Etapes de la glicòlisi
La primera via (fase de preparació) divideix la glucosa en dos compostos de 3 carbonis, que segueixen la mateixa via repetida dos cops = 1 piruvat/via (fase de rendiment)
Generació d’ATP en la glicòlisi
A partir d’afegir Pi en el mateix moment en què s’afegeix el NAD+ que es reduirà i després s’afegeix ADP, formant finalment ATP
Cicle de Krebs / cicle dels àcids tricarboxilis / cicle de l’àcid cítric
2 piruvats - 2 acetil CoA - àcid cítric - CO2 + H20, com està acoblat a la cadena respiratòria, necessita O2 tot i que no hi intervé (ja que sense O2 no s’oxida NADH - NAD+ que intervé en processos)
Reacció de transició
Pas del piruvat del citosol a la matriu mitocondrial, on hi ha una descarboxilació que forma CO2, una deshidrogenació (amb l’enzim piruvat deshidrogenasa) que redueix el NAD+ i unió al coenzim A
Acetil-CoA - àcid crític
Acetil-CoA (2C) + oxalacetat (amb el citrat sintetasa) = citrat (6C)
Reduccions, descarboxilacions i oxidacions en Krebs
3 reduccions de NAD+, 2 descarboxilacions, 1 reducció de FAD (=FADH2) i genera 1 ATP a nivell de substrat (el substrat li transfereix a l’ADP l’enllaç de fòsfor)
GTP
GDP + Pi, serveix per fosfolirar l’ADP
Cadena transportadora d’e-
Hi ha 4 complexos: complex I, II, III, IV que bombegen p+ de la matriu a l’espai intermembranós per mantenir el gradient de fora a dins - per generar ATP amb una altra proteïna
Provinença dels e-
El NADH (3H+) en el complex I i el FADH2 (2H+) al complex II
Elements en la cadena respiratòria
O2, complexos proteics (citocroms, grup hemo), ubiquinona (coenzim Q, lípid), citocrom C
Teoria quimosmòtica
Es substitueix la fosforilació a nivell de substrat per una fosforilació oxidativa (cadena respiratòria)
Via dels triacilglicèrids
Triacilglicèrids - hidròlisi amb lipasa - àcids grassos - activació de l’àcid gras - beta-oxidació = acetil CoA
Beta-oxidació/Hèlix de Lynen
Divisió de la cadena d’àcid gras en cadenes de 2C (tallant pel C3 de la cadena = Cbeta), per després afegir el coenzim A, creant una hèlix d’acetil-CoA. Es genera FADH2 i NADH+ a partir de FAD i NAD per la cadena respiratòria
Rendiment triacilglicèrids
Produeix molt més acetil CoA i llavors després amb el cicle de Krebs i la cadena respiratòria produeix el triple d’ATP
Reaprofitament del glicerol
De la hidròlisi dels triacilglicèrids amb lipasa, surten glicerols que s’aprofiten per la glicòlisi - cicle de Krebs
Activació de l’àcid gras
Uneix l’àcid gras amb el coenzim A = acil-CoA, utilitzant ATP que es transforma en AMP i l’enzim acil-coA-sintetasa
Requeriment d’O2 en la beta-oxidació
Es necessita NAD i FAD oxidats que provenen de la cadena respiratòria (aeròbica), per tant necessita O2 de manera indirecta
Via de les proteïnes
Proteïnes - proteòlisi/degradació - aminoàcids - degradació dels aminoàcids - cicle de Krebs (entrada repartida segons l’aminoàcid)
Enzims de proteòlisi
Pepsina, quimiotripsina i carboxilasa, en l’estómac i el duodè
Proteïnes exògenes o endògenes
Exògenes - sintetitzades, endògenes - utilitzades provinents de fora
Separació del grup amino
Transaminació/desaminació que elimina l’amoni i l’envia al cicle de la urea per ser eliminat, gràcies a un intermediari
Intermediari en la transaminació
L’intermediari capta el nitrogen formant glutamat i després allibera el seu grup amino amb l’enzim glu-deshidrogenasa
Activació i inhibició del glu-deshidrogenasa
S’activa amb la presència d’ADP i GDP i s’inhibeix amb ATP i GTP. Per tant, si la cèl·lula ja té energia, no farà la via proteïca ja que no acostumen a ser fonts d’energia
Respiració bacteris
Respiració anaeròbica que usa una cadena transportadora d’e- i l’acceptor final no és O2 sino NO3 o SO4
Fermentacions
En absència d’O2, el piruvat s’oxida per fermentació per reciclar el NAD+ utilitzat durant la glicòlisi
Rendiment fermentacions
De la fosforilació a nivell de substrat de la glicòlisi (2ATP)
Tipus fermentació
Alcohòlica (2 pasos/enzims) - produeix etanol i làctica (1 pas/enzim) - produeix àcid làctic
Fotosíntesi
Vía anabòlica autòtrofa - passa de matèria inorgànica a orgànica
Tipus fotosíntesi
Oxigènica (produeix O2) i anoxigènica
Fotòlisi de l’aigua
Trencament d’H2O que llibera O2, es troba al fotosistema II en els til·lacoides, genera un gradient de H (+H en l’espai intratil·lacoidal)
Energia lluminosa
La llum excita atòms per alliberar e- utilitzats per reaccions químiques
Fases de la fotosíntesi
Fase lluminosa i fase fosca
Fase lluminosa
Es capta llum amb la clorofil·la per generar ATP (fotofosforil·lació), NADPH i O2 dins de les membranes til·lacoidals
Fase fosca
Es fixa el CO2 gràcies a l’ATP (hi ha una “regeneració”) i el poder reductor (es fan reduccions) dels metabòlics en l’estroma del cloroplast
Rubisco
Enzim que fixa el CO2 a la fase fosca
Conexió cloroplast i mitocondri
El mitocondri utilitza les molècules orgàniques i l’O2 del cloroplast
Cicle de Calvin
Conjunt de reaccions encadenades que fa la fixació del CO2 en la fase fosca, produint matèria orgànica (gliceraldehid-3-fosfat)
Parts del cloroplast
Cal saber-les i dibuixar-ho, estroma, grana, til·lacoides, lameles, doble membrana, estomes…
Estoma
Obertures de les fulles, per controlar la concentració d’aigua i gasos
Mesòfil
Part central d’una fulla, les seves cèl·lules fan la fotosíntesi
Molècula clorofil·la
Anell, presència de Mg, estructura lipídica i proteïca. Hi ha dos tipus: a (grup metil) i b (grup aldehid)
Espectres de la fotosíntesi
Espectre d’absorció (absorbeix totes les longituds menys el color verd) i el d’acció (tasa fotosintètica segons longitud d’ona)
Pigments accessoris
Absorbeixen altres longituds d’ona per aprofitar la seva energia
Fotoactivació
L’energia de la llum excita electrons que es desprenen i són captats per una molècula receptora
Plastoquinona
Molècula receptora d’un parell d’e-, que el porta del fotosistema II al I
Complex antena
Centre col·lector de llum i redirigeix l’energia fins que arriba al centre de reacció, on es desprèn l’e-
Citocrom
Proteïna que permet el pas d’e- juntament amb la plastoquinona
Diferència entre compensació d’e- en els fotosistemes
En el fotosistema II es desprenen 2 e- i obté 2 e- per compensar a partir de la fotòlisi de l’aigua, en canvi, en el fotosistema I es desprenen 2 e- per la llum i es compensen amb 2 e- que venen del fotosistema II
Poder reductor del fotosistema I
Despren 2 e- que van a la NADP+ reductasa per reduir NADP+ = NADPH
Fotofosforilació acíclica
Fase lluminosa que proporciona NADPH, sense tornar a començar (cicle Z)
Fotofosforilació cíclica
Fase lluminosa on es produeix ATP per la fase fosca, compensant els nivells
Quimiosmosi
Teoria que diu que es pot generar ATP a partir d’un gradient de protons amb l’ATP sintetasa
Diferència fase cíclica i acíclica
A la acíclica no hi ha NADP+ reductasa ni H20
Regeneració
Amb ATP es converteix la gliceraldehid-3-fosfat al reactiu de 5C que s’ajunta amb el C inorgànic al principi del cicle de Calvin
Conseqüències calor per les plantes
Els estomes (porus) pels quals entra CO2 i surt O2 pel cicle de Calvin es tanquen per la calor i llavors s’evapora l’H2O que absorbeix la planta
Fotorespiració
Tancament dels estomes i augment del O2, fent que la RuBisCo passi a tenir acció oxidativa i no faci la carboxilació en el cicle de Calvin - baixa l’eficiència
Adaptacions a la fotorespiració
Ruta C4 i ruta CAM
Plantes C4
Separen la fase lluminosa (cèl·lules del mesòfil) i fosca (cèl·lules de la beina fascicular) espaialment, en cèl·lules diferents
Plantes CAM
Separen la fase lluminosa (dia - calor, estomes tancats) i fase fosca (nit - fred, estomes oberts) temporalment
Factors que influeixen en la fotosíntesi
Llum, aigua, CO2, O2, temperatura
Influència llum a fotosíntesi
Major intensitat llumínica, major rendiment fotosintètic fins un punt de saturació
Influència CO2 a fotosíntesi
Major concentració, major rendiment fotosintètic, fins un punt de saturació perquè no hi ha suficients enzims de carboxilació
Influència O2 a fotosíntesi
Major concentració, menor rendiment fotosintètic, ja que la RuBisCo passa a la seva funció oxidativa
Influència aigua a fotosíntesi
Menor disponibilitat d’aigua, menor rendiment fotosintètic, ja que els estomes es tanquen per evitar dissecar-se i falta el CO2
Influència temperatura a fotosíntesi
Major temperatura, major rendiment fotosintètic, ja que disminueix l’energia d’activació de les reaccions fins arribar al límit de la desnaturalització dels enzims
