Metabolismo: funciones, procesos metabólicos y formas de nutrición

Metabolismo: Conceptos Fundamentales

WUOLAH Tema-8 .- Metabolismo.pdf alexcm_06 Bioquímica 1º Grado en Enfermería Escuela Universitaria de Enfermería y Fisioterapia de Toledo Universidad de Castilla-La Mancha Orbit ¿DÍA DE CLASES infinitas? SNAFUCAR Orbit masca y fluye Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.Orbit WRIGLEY'S ¿DÍA DE CLASES infinitas? Tema 8. Metabolismo Lo más importante del estudio del metabolismo es el estudio de las diferentes rutas que utilizan los organismos para obtener las biomoléculas que van a formar parte de las células, tejidos y órganos.

El conocimiento de la estructura química y composición de las diferentes macromoléculas es fundamental para el conocimiento completo de los procesos metabólicos.

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en la célula para transformar compuestos. El metabolismo es muy importante para asegurar la supervivencia y mantener su elevado grado de complejidad. El objetivo del metabolismo es que las células obtengan materia y energía.

En el metabolismo hay productos y reactivos (metabolitos).

El metabolismo está formado por:

• Rutas metabólicas o vías metabólicas. Reacciones ordenadas e interconectadas. Consisten en una serie de reacciones que permite ir desde una molécula precursora hasta un producto final y cada reacción está catalizada por una enzima diferente y específica, y, en ocasiones, es ayudada por cofactores y coenzimas.
• Reacciones catalizadas por enzimas específicas.
• Intermediarios: metabolitos.

Las células en este proceso obtienen materia y energía. Cada célula desarrolla miles de reacciones químicas que pueden ser exergónicas (con liberación de energía) o endergónicas (con consumo de energía), que en su conjunto constituyen el metabolismo celular.

Complejo activado Energía de activación Energia potencial Reactantes AH<0 AH>0 Reactantes Productos Transcurso de la reacción Transcurso de la reacción Reacción exotérmica Reacción endotérmica WUOLAH Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. SIN AZÚCAR MENTA ® WRIGLEY'S Orbit masca y fluye Complejo activado Energía de activación Energía potencial ProductosLa energía se obtiene de los nutrientes.

Bioenergética y Metabolismo Celular

NUTRIENTES degradación ENERGÍA SUSTANCIAS DE DESECHO se produce principalmente por se disipa en forma de se almacena en CALOR son principalmente utiliza no utiliza OXIGENO AGUA APARATO EXCRETOR se eliminan por el SUSTANCIAS NITROGENADAS APARATO RESPIRATORIO se excreta por el CO2 + Bioenergética y metabolismo celular

• Captación de alimento y producción de energía
• Procesos metabólicos: nutrición, respiración y biosíntesis. Formas de nutrición: quimiosintetizadores, fotosintetizadores y heterotrofos
• Procesos catabólicos aeróbicos y anaeróbicos
• Procesos anabólicos: la fotosíntesis
• Catabolismo y anabolismo: coordinación entre catabolismo y biosíntesis
• Interdependencia nutritiva de los organismos y de las células

Catabolismo y Anabolismo

El metabolismo celular tiene dos fases que ocurren de forma simultánea y que son complementarias: el anabolismo y el catabolismo.

Catabolismo: Degradación de Moléculas

Catabolismo. Obtención de energía mediante la degradación de moléculas orgánicas complejas que se transforman en otras más sencillas y si la degradación es total, en moléculas inorgánicas. Son reacciones exergónicas. Se libera energía para generar ATP.

En el almacenamiento de la energía química desprendida en forma de enlaces de fosfato y de moléculas de ATP, mediante la destrucción de las moléculas que contienen gran cantidad de energía en los enlaces covalentes que la forman. Predominan reacciones de oxidación (se obtiene poder reductor - coenzimas reducidas) y reacciones exergonicas (se obtiene ATP). Esta energía producida (ATP + poder reductor) es utilizada en las reacciones anabólicas.

La energía almacenada se emplea para:

• Trabajo mecánico (músculo y movimiento celular).
• Transporte activo a través de membranas WUOLAH ¿Día de clases infinitas? Masca y fluye - Orbit Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. RESPIRACIÓN 1 FERMENTACIÓN ATP- Amplificación de señales
• Anabolismo

Anabolismo: Síntesis de Moléculas

Anabolismo. Síntesis de moléculas orgánicas complejas para renovar estructuras celulares y componentes moleculares y permiten el crecimiento del organismo, a partir de otras más sencillas o de los nutrientes. También es la síntesis de moléculas orgánicas sencillas a partir de moléculas inorgánicas (fotosíntesis y quimiosíntesis) Crean nuevos enlaces C-C entre moléculas sencillas para formar moléculas complejas. Se produce la síntesis de nuevas sustancias y son reacciones endergónicas.

Requiere energía a diferencia del catabolismo y predominan reacciones de reducción (consumo del poder reductor) y reacciones endergónicas (consumo de ATP)

El anabolismo es el responsable de:

• La formación de componentes celulares y tejidos corporales.
• El almacenamiento de energía mediante enlaces químicos en moléculas orgánicas.

El anabolismo interviene en:

• La replicación o duplicación de ADN
• Síntesis de ARN (transcripción)
• Síntesis de proteínas
• Síntesis de glúcidos
• Síntesis de lípidos

La energía almacenada se emplea para:

• A partir de moléculas sencillas formar macromoléculas
• Se utiliza ATP, NADH y NADPH

Aunque anabolismo y catabolismo son dos procesos contrarios, los dos funcionan de forma coordinada, siendo difíciles de separar.

Nutrientes que dan energía Hidratos de carbono Grasas Proteínas Biomoléculas: Proteínas Polisacáridos Lípidos Ácidos Nucleicos CATABOLISMO Energía química ANABOLISMO Productos finales moléculas sencillas CO2 H,0 NH3 Moléculas precursoras: Aminoácidos Azúcares Ácidos grasos Bases Nitrogenadas WUOLAH ¿Día de clases infinitas? Masca y fluye - Orbit Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.Orbit WRIGLEY'S ¿DÍA DE CLASES infinitas? Funciones del metabolismo

• Obtención de energía química a partir de la degradación de elementos nutritivos ricos en energía (procedentes del entorno o de la energía solar).
• Convertir las moléculas nutrientes en los sillares de las macromoléculas de la célula.
• Construir, a partir de estos sillares las proteínas, ácidos nucleicos, lípidos, polisacáridos y otros componentes celulares.
• Formar y degradar las biomoléculas que se necesitan en la función especializada de las células.

Procesos Metabólicos: Nutrición, Respiración y Biosíntesis

Como MATERIA prima NUTRICIÓN Como fuente de ENERGÍA NUTRIENTES SÍNTESIS RESPIRACIÓN CELULAR Producción de estructuras y materiales necesarios para la vida Procesos biológicos de disociación de moléculas ENERGÍA Contracción muscular Conducción de impulsos nerviosos Movimientos de materiales dentro y fuera de las células Otras formas de actividad celular Etc.

Obtención de Materia y Energía

Los seres vivos necesitan materia (carbono) y energía para construir las moléculas orgánicas.

Organismos según la Fuente de Carbono

Según el orden de la fuente de carbono, los organismos son:

• Autótrofos. Sintetizan la glucosa y otros compuestos orgánicos a partir del CO2 de la atmósfera. Ejemplo. Las plantas
• Heterótrofos. Utilizan moléculas orgánicas. Ejemplo. Animales.

Organismos según la Fuente de Energía

Según la fuente de energía, los organismos pueden ser:

• Fotótrofos. Obtienen la energía del sol.
• Quimiótrofos. Obtienen la energía de reacciones químicas.

WUOLAH Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. MENTA SIN AZÚCAR ® WRIGLEY'S Orbit masca y fluyeMATERIA AUTÓTROFOS INORGÁNICA HETERÓTROFOS ORGÁNICA FOTÓTROFOS LUZ FOTOLITOTROFOS FOTOORGANOTROFOS ENERGÍA QUIMIOTROFOS INORGÁNICA QUIMIOLITOTROFOS ORGÁNICA QUIMIOORGANOTROFOS

Formas de Nutrición

Quimiosintetizadores

Los quimiosintetizadores son organismos autótrofos que elaboran sus compuestos orgánicos a partir de sustancias inorgánicas que hallan en el exterior, sin necesidad de luz solar. Obtienen la energía mediante reacciones de oxidación sobre moléculas inorgánicas. Entre ellos se encuentran ciertas bacterias como las bacterias nitrificantes y las bacterias del azufre.

Fotosintetizadores

Los fotosintetizadores son organismos vivos autótrofos que captan y utilizan la energía de la luz para transformar la materia inorgánica de su medio externo en materia orgánica, aprovechable por todas las formas vivas. Son las plantas verdes con clorofila, algas y bacterias fotosintetizadoras; el proceso que realizan se denomina fotosíntesis.

Heterótrofos

Los heterótrofos son organismos que no pueden sintetizar compuestos orgánicos y, por esa razón deben alimentarse con las sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos, bien autótrofos o heterótrofos a su vez. Entre los organismos heterotrofos se encuentra multitud de bacterias, hongos, protozoos y predominantemente los animales. Un organismo heterótrofo es aquel que depende de otro, es decir; de una fuente externa como fuente de energía.

Captación de Alimento y Producción de Energía

Las células a través del metabolismo consiguen energía a partir de su entorno. El metabolismo es un conjunto ordenado de reacciones químicas que tienen lugar en la célula y que conduce a la obtención de energía a partir de los alimentos.

La Molécula de ATP

El ATP o adenosina trifosfato actúa como el principal dador inmediato de energía libre en los sistemas biológicos.

Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. WUOLAH ¿Día de clases infinitas? Masca y fluye - Orbitestás a un escaneo de encontrar curro. descarga la app descargar app en app store descargar app en google play randstad partner for talent.NH2 N N - H adenina H N Z O=L-O O=L-O O=L-O O + enlace N-glucosídico enlace H H H & D-ribosa éster HO OH trifosfato ATP + H20 ADP + P + H+ ADP + H20 - AMP + PP| + H+ Al romperse cada enlace se liberan 7,3 kcal/mol. En las reacciones que necesiten energía se obtiene rompiendo ATP, es decir, desfosforilando.

ATP ADP Pi Energía (7,3 kcal/mol) ADP AMP Pi Energía (7,3 kcal/mol)

Ciclo ATP-ADP

El ciclo ATP-ADP es el modo fundamental de intercambio de energía en los sistemas biológicos.

1. Fotosíntesis.
2. Oxidación o fermentación de moléculas combustibles.

Rutas Generales del Metabolismo

• Fotosíntesis. Proceso por el cual las plantas verdes capturan la energía de la luz para convertirla en ATP.
• Glucolisis. Fase inicial del catabolismo de los hidratos de carbono.
• Fermentación. Glucolisis anaerobia. Es una ruta productora de energía sin un cambio neto del estado de oxidación de los productos frente a los sustratos.
• Metabolismo oxidativo / respiración celular. Comprende la oxidación del piruvato, el ciclo del ácido cítrico, el transporte electrónico y la fosforilación oxidativa.

Todas las rutas metabólicas se producen en tres niveles de complejidad:

• Nivel 1. La interconversion de los polímeros (glucídicos y proteicos) y lípidos complejos en sus correspondientes unidades monomericas.