Tema 4: Metabolismo Flashcards
Definición del metabolismo.
Es el conjunto de reacciones químicas que se producen en la célula, que transforman una biomoléculas en otras para obtener materiales y/o energía.
Sobre las reacciones y las moléculas del metabolismo…
Las reacciones se denominan vías metabólicas y las moléculas metabolitos (al inicio sustratos y al final productos).
¿Qué son las vías intermediarias?
Son interconexiones entre las distintas vías metabólicas.
¿Qué es el catabolismo?
Es la fase destructiva del metabolismo, en la que se degradan moléculas orgánicas complejas procedentes del medio externo o de reservas internas en moléculas más sencillas, liberando energía en forma de ATP.
¿Qué es el anabolismo?
Es la fase constructiva del metabolismo, en la que se sintetizan moléculas orgánicas complejas (que pasarán a los componentes celulares o como reserva) a partir de moléculas más sencillas, suministrando energía en forma de ATP.
¿Qué es el ATP?
El adenosín-trifosfato es la moneda energética de la célula, ya que puede ceder o almacenar energía gracias a sus 2 enlaces éster-fosfato que almacenan 7 kcal/mol cada uno.
Tipos de organismos según su metabolismo (decir su fuente de energía, fuente de carbono y algunos ejemplos de organismos).
Fotoautótrofos: luz solar y CO2. Vegetales y bacterias fotosintéticas.
Fotoheterótrofos: luz solar y compuestos orgánicos. Bacterias purpúreas no del S.
Quimioautótrofos: reacciones químicas y CO2. Bacterias nitrificantes.
Quimioheterótrofos: reacciones químicas y compuestos orgánicos. Animales, hongos, protozoos y muchas bacterias.
¿Qué son las reacciones redox?
Son las reacciones que utiliza el metabolismo para oxidar unos compuestos y reducir otros.
¿Qué ocurre con los H desprendidos en las oxidaciones?
Son transportados mediante transportadores de H hacia un aceptor final. Normalmente los protones y los electrones van separados, de manera que los electrones son transportados mediante los citocromos. Esto disminuye la energía de los e-, liberando energía para fosforilar ADP en ATP.
Según el aceptor de electrones del catabolismo, este puede ser…
Aeróbico, si el aceptor final es el oxígeno, y anaeróbico, si el aceptor final es otra molécula.
Tipos de catabolismo.
Fermentación: el aceptor final de electrones es una molécula orgánica.
Respiración: el aceptor final de electrones es una molécula inorgánica. Puede ser aeróbica (O2 a H2O) o anaeróbica (NO3- a NO2- o ión sulfato a ión sulfito).
Etapas del catabolismo de los glúcidos por respiración.
Glucólisis, respiración celular (P.P.C.K., C.K., F.O.) y fermentación.
Características principales de la glucólisis.
Se produce en el citosol.
A partir de glucosa se produce ATP, NADH y ácido pirúvico.
No necesita oxígeno.
¿Qué células realizan la glucólisis?
Todas las células vivas, desde procariotas hasta eucariotas.
Balance general de la glucólisis.
A partir de una glucosa (6C) y 2 ATP se consiguen 4 ATP, 2 NADH y 2 ácidos pirúvicos (3C). Por tanto el balance general es +2ATP +2NADH + 2 ácidos pirúvicos.
¿Qué organismos realizan la respiración aeróbica?
Todos los eucariotas y gran parte de los procariotas.
¿En qué consiste la respiración en el catabolismo de los glúcidos?
Consiste en la oxidación total del producto de la glucólisis, el ácido pirúvico.
¿Dónde se lleva a cabo el P.P.C.K.?
En la matriz mitocondrial.
¿Qué ocurre en el P.P.C.K.?
El complejo piruvato deshidrogenasa lleva a cabo una descarboxilación oxidativa sobre el ácido pirúvico. Se libera un CO2, un NADH y un grupo acilo, que se unirá a una Coenzima A para formar acetilCoenzimaA (2C).
¿Dónde se lleva a cabo el ciclo de Krebs?
En la matriz mitocondrial.
¿Por qué es tan importante del ciclo de Krebs?
Porque es la vía fundamental para la degradación de la mayoría de los compuestos orgánicos.
Ciclo de Krebs.
Esquema xD.
Balance energético del ciclo de Krebs.
Una acetil Coenzima A (2C) y un ácido oxalacético (4C) dan lugar a un ácido cítrico (6C), que sufre dos descarboxilaciones y 4 oxidaciones, dando lugar a 2 CO2, 1 GTP, 1 FADH2 y 3 NADH y un ácido oxalacético.
Balance energético del catabolismo de una glucosa (de cada fase y el proceso completo).
Glucólisis: 2ATP 2NADH. 8ATP.
P.P.C.K.: 2 Ácidos pirúvicos. 2NADH. 6ATP.
C.K.: 2 acetil Coenzima A. 2GTP 2FADH2 6NADH. 24ATP.
Balance total: 38ATP.
Qué es la cadena respiratoria transportadora de electrones, dónde se realiza y quién es la responsable…
Es el mecanismo para sintetizar ATP.
Se realiza en la membrana interna de las mitocondrias, y en procariotas se realiza en los mesosomas.
La responsable es la ATP sintetasa.
¿Qué procesos implica la fosforilación oxidativa?
El transporte de electrones, la formación de un gradiente quimiosmótico y la síntesis de ATP.
Complejos de la C.R.T.E. y cómo se ordenan.
Complejo I NADH deshidrogenasa, coenzima Q reductasa, complejo II citocromo b-c1, citocromo c y complejo III citocromo a-a3.
Se ordenan de menor a mayor potencial redox.
Al final de la cadena se encuentra la ATP sintetasa.
¿Cómo funciona la fosforilación oxidativa?
Las moléculas con poder reductor (NADH y FADH2) dan 2 electrones a la cadena, que se irán transportando de complejo en complejo.
Al estar ordenados de menor a mayor potencial redox el transporte de electrones generará energía, energía que utilizarán los complejos I, II y III para bombear electrones al espacio intermembranoso (en contra del gradiente electroquímico).
Al final, la ATP sintetasa al haber cierta concentración de protones en el espacio intermembranoso bombea estos protones a la matriz mitocondrial (a favor del gradiente electroquímico) utilizando la energía resultante para fosforilar ADP y conseguir ATP.
¿Qué ocurre con los dos electrones en la fosforilación oxidativa al final?
El último complejo los libera, uniéndose al oxígeno y protones formando agua.
¿Cuántos ATP producen el NADH y el FADH2?
El NADH produce 3 y el FADH2 produce 2.
¿Qué proceso tienen en común la respiración y la fermentación?
La glucólisis.
¿Cómo es el aceptor final de electrones y protones de la fermentación?
Es un compuesto orgánico.
¿La fermentación es aeróbica o anaeróbica?
Es anaeróbica, ya que el aceptor final no es el O2.
¿Interviene la C.R.T.E. en la fermentación?
No.
¿Qué organismos realizan la fermentación?
Microorganismos (levaduras y bacterias) y a veces también organismos superiores.
¿Cuántos ATP genera una lactosa en la fermentación láctica?
4 ATP.
Nombrar bacterias del ácido láctico.
Lactobacillus sp, Streptococcus sp y Leuconostoc sp.
¿Qué generan las bacterias del ácido láctico en la leche al fermentarla?
Agriamiento y coagulación de la caseína, de esta manera se elaboran productos derivados de la leche como el queso, el yogur, el kéfir o la mantequilla.
¿Cuál es la enzima que cataliza la formación del ácido láctico?
Lactato-deshidrogenasa.
Proceso de la fermentación láctica.
Cada ácido pirúvico proveniente de la glucólisis reacciona gracias a un NADH + H+ y el lactato-deshidrogenasa, dando lugar a un NAD+ y un ácido láctico.
¿Por qué se producen las agujetas?
Porque se acumula ácido láctico debido a la fermentación láctica, produciendo microrroturas en las fibras musculares.
¿Cómo obtienen la energía los eritrocitos?
Mediante fermentación, ya que carecen de mitocondrias.
Nombrar un organismo que realice la fermentación alcohólica.
Las levaduras del género saccharomyces.
¿Para qué se utiliza a fermentación alcohólica en la industria alimentaria?
Para elaborar bebidas alcohólicas como la cerveza, la sidra o el vino y también para fabricar pan (en el pan desaparece el alcohol resultante de la fermentación alcohólica).
Proceso de la fermentación alcohólica.
El piruvato descarboxilasa actúa sobre el ácido pirúvico formando un CO2 y acetaldehído.
Después este acetaldehído es reducido por NADH + H+ dando lugar a un etanol y un NAD+.
¿Dónde se realiza la fermentación?
En el citosol.
¿Qué es el anabolismo autótrofo?
Es la fabricación de materia orgánica a partir de materia inorgánica, mediante un proceso reductor.
¿Cómo se consigue la reducción en el anabolismo autótrofo?
Se consigue mediante energía luminosa o química, que se almacena en forma de ATP para ser utilizada en los procesos.
¿Cuál es el objetivo del anabolismo autótrofo?
No depender de otros seres vivos para sobrevivir.
¿Qué es la fotosíntesis?
Es un proceso anabólico por el cual la energía luminosa es transformada en energía química en forma de ATP, para después fabricar sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas.
Balance general de la fotosíntesis.
6CO2 + 12H2O + Luz 》 Glucosa +6O2 +6H2O
Procesos de la fotosíntesis.
Captación de la energía luminosa mediante clorofila y pigmentos fotosintéticos, y su transformación en ATP.
Obtención de electrones mediante agua, para formar NADPH.
Incorporación de los carbonos del CO2 a la cadena carbonada.
Reducción de los carbonos incorporados mediante el NADPH y síntesis de compuestos orgánicos.
Reducción de compuestos inorgánicos y su incorporación a la cadena carbonada.
¿Cómo funcionan los pigmentos fotosintéticos?
Los electrones de los pigmentos se excitan, pasando a un nivel energético superior.
Estos electrones van pasando por una cadena de aceptores, y estos últimos se reducen y oxidan continuamente.
Al pasar por esta cadena los electrones liberan energía, energía que utiliza la ATP sintetasa para fabricar ATP.
Tipos de pigmentos fotosintéticos.
Pigmentos antena: reciben la luz solar, excitándose un electrón.
Pigmentos diana: reciben el la energía del pigmento antena y se lo dan al primer aceptor de electrones.
Partes del fotosistema II.
- Complejo colector de luz: formado por pigmentos fotosintéticos (clorofila α, clorofila β y xantófilas) y proteínas que hacen llegar los electrones al centro de reacción.
- Centro de reacción/Pigmento diana: clorofila P680.
- Dador de electrones: compuesto Z, pero los electrones provienen de la fotólisis del agua.
- Aceptor de electrones: feofitina.
- Transportadores de elcectrones: son muchos bro los pongo en otra pregunta.
Componentes del fotosistema I.
- Complejo colector de luz: formado por pigmentos fotosintéticos (carotenos y clorofila alfa y beta).
- Centro de reacción: clorofila P700.
- Dador de electrones: Plastocianina.
- Transportador de electrones: ferredoxina.
Tipos de fotosíntesis.
Oxigénica: el dador de electrones es el agua. Plantas, algas y cianobacterias.
Anoxigénica: el dador de electrones es el SH2. Bacterias purpúreas y verdes del azufre.
¿Qué se forma en la fase luminosa?
ATP y NADPH.
Tipos de fase luminosa.
Cíclica o acíclica.
¿Qué se utiliza en la fase oscura y qué se sintetiza?
Se sintetiza materia orgánica mediante ATP y NADPH proveniente de la fase luminosa a partir de CO2.
Lugar donde se lleva a cabo la fase luminosa y la fase oscura.
La fotosíntesis completa se lleva a cabo en los cloroplastos.
La fase luminosa se lleva a cabo en la membrana de los tilacoides.
La fase oscura se lleva acabo en el estroma.
¿Qué ocurre a nivel del citocromo b6-f?
Gracias a la energía liberada por los dos electrones que van de complejo en complejo se envían protones en contra del gradiente electroquímico.
¿Qué ocurre el final de la fase luminosa acíclica?
La ferredoxina cede los dos electrones a la enzima reductasa, que con NADP+ y protones del medio formará NADPH
¿Qué ocurre en la fase luminosa cíclica?
Los dos electrones de la ferredoxin en vez de formar el NADPH vuelven a la plastoquinona, repitiéndose este ciclo y generando sólo ATP.
Esto ocurre cuando hay un exceso de poder reductor.
Fase oscura.
Esquema xD.
¿De dónde procede la energía y los electrones de la quimiosíntesis?
De la oxidación de sustancias inorgánicas.
¿Qué organismos realizan la quimiosíntesis?
Las bacterias nitrificantes, las sulfobacyerias y las ferrobacterias.
ATP y NADPH producidos por cada ciclo de fase luminosa acíclica.
1 NADPH y 1,3 ATP.
