Metabolismo de Carboidratos - Intro y Glucolisis Flashcards
Es el conjunto de reacciones con las que los seres vivos adquieren, producen y utilizan energía para sus diferentes funciones.
METABOLISMO
El metabolismo tiene cuatro FUNCIONES específicas:
- Obtener energía química de la degradación de los nutrientes.
- Convertir las moléculas nutrientes en precursores.
- Sintetizar las macromoléculas biológicas necesarias para la célula.
- Sintetizar o degradar biomoléculas, necesarias para ciertas funciones celulares.
Cuales son las rutas metabolicas…
Rutas catabólicas (degradativas) o rutas anabólicas (biosintéticas).
Conjunto de reacciones por las que la célula degrada los nutrientes
CATABOLISMO
Reacciones mediante las que la célula sintetiza sus biomoléculas
ANABOLISMO
Las moléculas reaccionantes, intermediarios y productos, se denominan…
METABOLITOS o intermediarios metabólicos.
Relación entre el valor de AG y el equilibrio de una reacción bioquímica.
BIOENERGÉTICA
El criterio para la espontaneidad de una reacción bioquímica es el…
Acido graso
Formas de producir ATP en las células…
- Fosforilación a nivel de sustrato.
- Fotofosforilación, ligada a flujo de electrones provocado por la luz.
- Fosforilación oxidativa, ligada al transporte electrónico mitocondrial.
Unidad metabolizada de los carbohidratos
Glucosa
Unidad metabolizada de los lipidos..
Acidos Grasos
Unidad metabolizada de las proteinas…
Aminoacidos
La moneda universal de E° en los sistemas biológicos
El ATP
El ATP esta formado por…
Por una base nitrogenada (adenina),
Una pentosa (ribosa)
Un grupo fosfato (tres radicales fosfato con enlaces de alta energía).
Estructura de la molecula del ATP
Usos comunes del ATP
- El ATP sirve para el almacenamiento “a corto plazo” de la energía
- Transporte activo en las membranas celulares, para el movimiento de solutos en contra del gradiente de concentración. De toda la utilización de ATP por las células, se le atribuye a este proceso un 30% de participación.
- Síntesis de compuestos químicos (anabolismo). El ATP provee la energía para la ejecución de dichas reacciones. Se atribuye a estos proceso un 70% de participación en el uso global de ATP a niveles celulares.
- Trabajo mecánico, específicamente movimiento muscular, de cilios - flagelos y movimientos ameboides.
El lugar donde se sintetiza el ATP
En las crestas mitocondriales
En los procariotas, este trabajo se realiza en la membrana celular y citoplasma.
En el metabolismo de los carbohidratos, lipidos y proteinas ocurre degradaciones importantes para la formacion del ATP
Acetil CoA
Complete los balones en blanco a respecto de la formacion del ATP
Es una coenzima que interviene en las reacciones metabólicas de oxidación-reducción
flavín adenín dinucleótido o dinucleótido
de flavina y adenina (abreviado FAD en su forma oxidada y FADH2 en su forma reducida)
Es una coenzima que se halla en las células vivas…
El dinucleótido de nicotinamida y adenina
también conocido como nicotin adenin dinucleótido o nicotinamida adenina dinucleótido (abreviado NAD+ en su forma oxidada y NADH en su forma reducida)
“vehículos biológicos de transferencia de electrones”
NADH y el FADH
Es durante el ________ que se libera bastante energía en procesos de oxido-reducción, de la cual concluyen estos “transportadores de electrones” NADH y FADH.
Su concentracion en la célula es pequeña; por lo tanto debe reciclarse continuamente de la forma oxidada a la reducida y viceversa.
NAD: nicotinamida adenina dinucleótido.
NAD+ en su forma oxidada y;
NADH + H cuando está reducido.
FAD: flavina adenina dinucleótido
Transporta 2H, por lo que es FAD en su forma oxidada y FADH2 cuando está reducido.
Posteriormente el NADH y FADH ingresan a un proceso denominado __________ de la cual resulta la síntesis de ATP.
“Cadena Respiratoria“
Principales tipos de reacciones del metabolismo
Reacciones que forman o rompen enlaces c-c.
Reordenamientos internos, isomerizaciones y eliminaciones.
Reacciones de radicales libres.
Reacciones de transferencia de grupo.
Reacciones de óxido-reducción
Reacciones que son muy importantes en las células que son la principal fuente de energía en los procesos biológicos
Reacciones de óxido-reducción
En el metabolismo hay tres formas para transferir electrones
directamente como electrones,
* en forma de átomos de H
* en forma de ión hidruro H-
Un compuesto se oxida cuando 1 electrones y
se reduce cuando los 2
Oxidación y Reducción - “Una no ocurre sin la otra”
1 - Libera
2- Captura
La conformación de un electrón mas un protón forman el
átomo de hidrógeno
Debido a esto es que a las oxidaciones también se las denomina “deshidrogenaciones”
Tres niveles principales de regulación metabólica
Control de la cantidad de enzima
Control de la actividad catalítica mediante enzimas reguladoras
Accesibilidad de los sustratos
Balance entre la velocidad de síntesis (transcripción y traducción) y la degradación.
Control de la cantidad de enzima
Regulación alostérica y por conversión molecular covalente.
Control de la actividad catalítica mediante enzimas reguladoras
Compartimentación intracelular y flujo de sustratos desde el exterior
Accesibilidad de los sustratos
Vías Metabólicas de los Carbohidratos (7)
GLUCÓLISIS
COMPLEJO PIRUVATO DESHIDROGENASA (PDH)
CICLO DEL ACIDO CITRICO
VIA DE LAS PENTOSAS P Y HEXOSA MONOFOSFATO
GLUCONEOGÉNESIS
GLUCOGENOGÉNESIS
GLUCOGENÓLISIS
Los termos que están faltando de las definiciones son…
Complete el metabolismo
Los numeros 1, 2 y 3 son…
1- Pentosa y otros azucares
2- Glucolisis
3- Acetil CoA
Enzimas digestivas para los carbohidratos en humanos
amilasas, disacaridasas, alfa- dextrinasa, glucosidasa.
Captar glucosa: simporte de glucosa ligado a…
Na+ (Sódio)
Es necesario mantener el gradiente de sodio, y por tanto, hay que utilizar la bomba de Na-K. (transporte ativo)
Transporte de glucosa al interior de las células
transportador de glucosa GLUT por difusión facilitada
En humanos hay 12 transportadores Glut, los distintos transportadores se diferencian en la secuencia de aminoácidos, pero desde el punto de vista funcional su distribución a los tejidos no es igual (Glut 9 está en __________).
hígado y riñón
La interacción de la insulina con su receptor provoca, entre muchos otros efectos, que se movilice el
receptor GLUT y se desplace a la membrana celular
Incapacidad para producir o liberar insulina.
Incapacidad para movilizar los receptores GLUT.
Baja captación de la glucosa en la sangre al no haber GLUT.
Incremento de los niveles de glucosa en sangre
Diagnostico?
Diabetes mellitus tipo 1
“La conversión metabólica de los azúcares en compuestos más sencillos“ en ácido pirúvico o piruvato.
GLUCOLISIS / VIA DE EMBDEN - MEYERHOF
El proceso de transformación de la molécula de glucosa (6C) a dos moléculas de piruvato (3C)
La Glucólisis se puede dividir en tres fases…
1- Activación e isomerización.
2- Fraccionamiento.
3- Recuperación de energía.
Cuantas reacciones enzimaticas hay en la glucolisis?
Consta de 10 reacciones enzimaticas
Donde ocurre la glucolisis
En el citoplasma (citosol) de las celulas
Enzimas que utilizan ATP en el inicio de la glucolisis
Hexocinasa -1 ATP
Fosfofructosacinasa -1 ATP
La glucosa es una molécula con mucha carga energética
( 2260 kcal/mol)
También es una molécula bastante estable, lo primero que busca el proceso es desestabilizarla a través de un proceso de activación
Durante el cual se incrementa la energía contenida en la glucosa mediante un enlace fosfato transformándola en Fosfato-glucosa.
Posteriormente esta fosfato-glucosa es transformada en un isómero de Fosfato-fructosa,
El cual otra vez es activado al incrementar nuevamente su energía con otro enlace fosfato, formando así la DiFosfato-Fructosa, producto final de esta etapa.
QUE FASE DE LA GLUCOLISIS?
1ª Fase: Activación e Isomerización
Enzimas actuantes:
Hexocinasa, Fosfoglucoisomerasa, Fosfofructocinasa
La Di fosfato-Fructosa es un compuesto mas inestable que la glucosa y se encuentra cargado de energía (por los enlaces fosfato), por lo cual se encuentra listo para fraccionarse.
La Di fosfato-Fructosa se fracciona por acción de la enzima aldolasa.
Quedando como producto de esta ruptura dos compuestos de 3 carbonos y un fósforo cada uno:
el FosfatoGlicerAldehido o PGAL y la FosfatoDiHidroxiAcetona o PDHA.
QUE FASE DE LA GLUCOLISIS?
2ª Fase: Fraccionamiento
De estos dos compuestos de 3 carbono de la 2ª Fase (Fraccionamiento) el único que puede pasar a la siguiente etapa es el
PDHA O PGAL?
PGAL
El PDHA se transforma en PGAL por acción de la enzima
isomerasa de triosa
Hasta este momento, el proceso de glucólisis ha sido un “gasto” de energía proveniente del ATP para el organismo.
Sin embargo a partir de ahora se recuperará
Donde se inicia las oxidaciones
QUE FASE DE LA GLUCOLISIS?
3ª Fase: Recuperación de energía
Los PGAL resultantes del fraccionamiento ingresan a un nuevo ciclo en el cual son oxidados (o sea liberan electrones) a través de una reducción de
NAD en NADH
Absorben Fósforo y reaccionan a través de la enzima SH (Triosa fosfato deshidrogenasa)
De esta forma se transforman en Bifosfoglicerato
El Bifosfoglicerato“cargado” de energía en su enlace fosfato, libera un P transformando una molécula de ADP en ATP transformándose en
Fosfoglicerato, molécula con un solo átomo de P pero que carece de un enlace fosfato energizado.
Fosfoglicerato sufre un proceso de oxidación produciendo agua
Gracias a esta oxidación su enlace de fósforo se transforma en enlace fosfato cargándose de energía, transformándose en…
Fosfopiruvato.
Este Fosfopiruvato libera su P energizado, para convertir una molécula de ADP en ATP a través de la enzima
Piruvatocinasa
Durante la primera fase “activación e isomerización“ la glucosa se transforma en
BiFosfato-Fructosa.
Durante la segunda fase “fraccionamiento” el Bifosfato-fructosa se divide para formar…
Dos Fosfato GlicerAldehidos (PGAL), los cuales ingresan a la tercera etapa.
Ya en la 3a fase “recuperación de energía”, cada uno de los PGAL se acaba transformando en…
Piruvato
Glucolisis
El producto final de esta reacción es el Piruvato o ácido pirúvico
De una glucosa se forman…
Dos piruvatos.
Ganancia Neta de la Glucólisis:
- 2 ATP
- 2 NADH
- 2 Piruvato
Regulación de la Glicólisis
La glucólisis se regula enzimáticamente
en los tres puntos irreversibles de esta ruta,
esto es…
- En la primera reacción (G → G-6P),
por medio de la hexoquinasa;
- En la tercera reacción (F-6P → F-1,6-BP)
por medio de la fosfofructosacinasa PFK1 y
- En el último paso (PEP → Piruvato)
por la piruvato quinasa.
Donde ocurren las reacciones a seguir…
1 y 2 son
Destinos del piruvato
Ciclo del Acido Citrico
Fermentaciones
En condiciones aeróbicas el piruvato se oxida a acetato, el cual entra en
El ciclo del ácido cítrico.
Cuando a los tejidos animales no se les puede suministrar oxígeno suficiente para mantener la oxidación aeróbica del piruvato y del NADH producidos en la glucólisis, el NAD+ se regenera a partir del NADH mediante la reducción del piruvato a lactato.
Fermentación láctica
La levadura y otros microorganismos fermentan la glucosa a etanol y CO2.
Fermentación alcohólica
Es un efecto de inhibición de fermentación alcohólica debido a la participación de O2
Efecto Pasteur
Describe la tendencia de las células cancerosas, aún en condiciones aerobias, para realizar la fermentación anaerobia de glucosa a lactato.
Efecto Warburg
El proceso de la glucólisis no termina en el piruvato, sino que continua bajo dos modalidades
Una vía aerobia (con presencia de oxigeno)
Una vía anaerobia (en ausencia de oxigeno).
El oxigeno cumple la función de “reductor final” de los procesos bioquímicos, principalmente reduciendo el NADH y el FADH que se forman, para habilitarlos nuevamente en su presentación oxidada de NAD y FAD.
vía aerobia
Durante la vía aerobia
El piruvato que contiene un grupo carboxilo (-COOH) libera carbono y oxigeno para formar CO2.
De esta forma el piruvato se transforma en _____1______, el cual sufre un proceso de oxidación al liberar electrones y se junta con el grupo HS-CoA (Coenzima A) para formar la _____2_____
1 - Acetaldehido
2 - Acetil CoA
La mayor parte del ATP utilizado por muchas células para mantener la homeostasis se produce por oxidación del piruvato en el ciclo del ácido tricarboxílico (ATC o ciclo de Krebs).
Durante este proceso de oxidación, se generan…
nicotinamida adenina dinucleótido reducida (NADH) y flavina adenina di nucleótido (FADH2).
NADH y FADH2 se utilizan principalmente para dirigir los procesos de…
Fosforilación oxidativa, que son los responsables de convertir el potencial reducido del NADH y FADH2 al fosfato de alta energía ATP
Cuando el piruvato es transportado a la mitocondria, este encuentra dos enzimas metabólicas principales
la piruvato carboxilasa
(una enzima de la gluconeogénesis)
la piruvato deshidrogenasa (PDH), la primera enzima del complejo PDH.
Con una carga de energía alta en la célula la ______1______ esta altamente acilada, principalmente como acetil-CoA, y capaz de activar alostéricamente a la piruvato carboxilasa dirigiendo al piruvato hacia la ______2______
1 - coenzima A (CoA)
2 - gluconeogénesis
Cuando la carga de energía es baja la CoA no esta acilada, la _piruvato carboxilasa está inactiv_a, y el piruvato es metabolizado preferentemente por la ______1______ y las enzimas del ciclo del ATC a _____2_____
1 - Vía del PDHc
2 - CO2 y agua
