METABOLISMO CELULAR Es el conjunto de reacciones qumicas que se producen en el interior de las clulas de un organismo mediante las cuales los nutrientes que llegan a ellas desde el exterior se transf
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Estas reaccion es estn catalizadas por enzimas especficas El metabolismo tiene principalmente dos finalidades Obtener energa qumica utilizable por la clula que se almacena en forma de ATP Esta energa se obtiene por degradacin de los nutrientes que

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METABOLISMO CELULAR Es el conjunto de reacciones qumicas que se producen en el interior de las clulas de un organismo, mediante las cuales los nutrientes que llegan a ellas desde el exterior se transforman. Estas reaccion es estn catalizadas por enzimas especficas . El metabolismo tiene principalmente dos finalidades: Obtener energa qumica utilizable por la clula, que se almacena en forma de ATP . Esta energa se obtiene por degradacin de los nutrientes que se toman directamente del exterior o bien por degradacin de otros compuestos que se han fabricado con esos

nutrientes y que se almacenan como reserva. Fabricar sus propios compuestos a partir de los nutrientes, que sern utilizados para crear sus estructuras o para almacenarlos como reserva. ENZIMAS Las enzimas son catalizadores biolgicos . Actan disminuyendo la energa de activacin de las reacciones metablicas. Propiedades: - Las mayora de las enzimas son protenas. - Sus estructuras se ven afectadas por la temperatura y el pH. - Son altamente especficas. - Participan de una determinada reaccin, reconociendo y actuando sobre un sustrato en particular. - Son eficientes en pequeas

cantidades. - Se recuperan luego de la reaccin. - No alteran el equilibrio de las reacciones que catalizan. Clasificacin de las Enzimas Enzimas simples: La parte proteica por si sola posee actividad cataltica. Enzimas conjugadas: Requieren de otra su stancia de naturaleza no proteica (que generalmente ser termoestable) para alcanzar la capacidad cataltica. La parte proteica sola, recibe el nombre de apoenzima, mientras que la parte no proteica (que generalmente interacciona con la apoenzima de forma transitoria) se denomina cofactor enzimtico, y pueden ser de distintos tipos: Iones

inorgnicos: Mg2+ , Cu2+, Zn2+,etc. RUTAS METABLICAS. En las clulas se producen una gran can tidad de reacciones metablicas, ests no son independientes sino que estn asociadas form ando las denominadas rutas metablicas. Por consiguiente una ruta o va metablica es una secuencia ordenada de reacciones en las que el producto final de una reaccin es el sustrato inicial de la siguiente. En una ruta un sustrato inicial se transf orma mediante las distintas reacciones que constituyen la ruta en un producto final, los compuestos intermedios de la ruta se denomina metabolitos . Cada una de las

reacciones de una ruta metablica esta catalizada por un enzima especfica. Para aumentar la eficacia de las rutas, las enzimas que participan se asocian y forman complejos multienzimticos o se sitan en un mismo compartimento celular. Tipos de rutas metablicas. Las rutas metablicas pueden ser:
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Lineales. Cuando el sustrato de la primera reacci n (sustrato inicial) es diferente al producto final de la ltima reaccin. En este cas o el sustrato de la primera reaccin es el sustrato inicial de la ruta y el producto de la ltima reaccin es el producto final de la ruta

metablica. Cclica . Cuando el producto de la ltima reaccin es el sustrato de la reaccin inicial, en estos casos el sustrato inicial de la ruta es un compuesto que se incorpora en la primera reaccin y el producto final de la ruta es algn compuesto que se forma en alguna etapa intermedia y que sale de la ruta. Frecuentemente los metabolitos o lo s productos finales de una ruta suelen ser sustratos de reacciones de otras rutas, por lo que las rutas estn enlazadas entre s formando redes metablicas complejas . Segn que las rutas sean degradativas o de sntesis podrn ser: rutas

catablicas o anablicas respectivamente. TIPOS DE PROCESOS METABLICOS. Dentro del metabolismo se diferencian dos tipos de procesos: catabolismo y anabolismo El catabolismo o fase destructiva. Es el conjunto de reacciones metablicas mediante las cuales las molculas orgnicas ms o menos complejas (glcidos, lpidos etc), que proceden del medio externo o de reservas internas, se degradan total o parcialmente transformndose en otras molculas ms sencillas (CO , H O, ac.lctico, amoniaco etc) y liberndose energa en mayor o menor cantidad que se almacena en forma de ATP. Esta energa ser

utilizada por la clula para realizar sus actividades vitales (transport e activo, contraccin muscular, sntesis de molculas, etc) . Las reacciones catablicas se caracterizan por lo siguiente: Son reacciones degradativas , mediante ellas compuestos complejos se transforman en otros ms sencillos. Son reacciones oxidativas , mediante las cuales se oxidan los compuestos orgnicos ms o menos reducidos, liberndose electrones que son captados por coenzimas oxidados que se reducen. Son reacciones exergnicas en las que se libera energa que se almacena en forma de ATP. Son procesos convergentes

mediante los cuales a partir de compuestos muy diferentes se obtienen siempre los mismos compuestos (CO , pirvico, etanol, etc). El anabolismo o fase constructiva. Es el conjunto de reacciones metablicas me diante las cuales a partir de compuestos sencillos (inorgnicos u orgnicos) se sintetizan molculas ms complejas. Mediante estas reacciones se crean nuevos enlaces por lo que se requiere un aporte de energa que provendr del ATP. Las molculas sintetizadas se utilizaran por las clulas para formar sus componentes celulares y as poder crecer y renovarse o sern almacenadas como reserva

para su posterior utilizacin como fuente de energa. Las reacciones anablicas se car acterizan por lo siguiente: Son reacciones de sntesis , mediante ellas a partir de compuestos sencillos se sintetizan otros ms complejos.
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Son reacciones de reduccin , mediante las cuales compuestos ms oxidados se reducen, para ello se necesita electrones que se los ceden los coenzimas reducidos (NADH, FADH etc) que al cederlos se oxidan. Son reacciones endergnicas que requieren un aporte de energa que procede de la hidrlisis del ATP. Son procesos divergentes debido a que, a partir de

unos pocos compuestos se pueden obtener una gran variedad de productos. TIPOS METABOLICOS DE SERES VIVOS No todos los seres vivos utilizan la misma fuente de carbono y de energa para obtener sus biomolculas. Teniendo en cuenta la fuente de carbono que utilicen podemos distinguir dos tipos de seres: -Auttrofos , utilizan como fuente de carbono el CO . -Hetertrofos , utilizan como fuente de carbono los compuestos orgnicos. Teniendo en cuenta la fuente de energa que utilicen se diferencian dos grupos: -Fotosintticos, utilizan como fuente de energa la luz solar. -Quimiosintticos, utilizan

como fuente de energa, la que se libera en reacciones qumicas oxidativas (exergnicas). Segn cual sea la fuente de hidrgenos que utilicen pueden ser: -Littrofos, utilizan como fuente de hidrgenos compuestos inorgnicos, como H O, H S, etc. -Organtrofos , utilizan como fuente de hidrgenos molculas orgnicas. Si tenemos en cuenta todos estos aspectos conjuntamente, se pueden diferenciar 4 tipos metablicos de seres vivos: Fotolittrofos o fotoautotrofos : Tambin se denominan fotosintticos. Son seres que para sintetizar sus biomolculas, utilizan como fuente de carbono el CO , como

fuente de hidrgenos compuestos inorgnicos y como fuente de energa la luz solar . A este grupo pertenecen: las plantas, las algas, las bact erias fotosintticas del azufre, cianofceas. Fotoorgantrofos o fotohetertrofos : Son seres que utilizan como fuente de carbono compuestos orgnicos , como fuente de hidrgeno compuestos orgnicos y como fuente de energa la luz . A este grupo pertenecen bact erias prpuras no sulfuradas. Quimiolittrofos o quimioauttrofos : Se les denomina tambin quimiosintticos. Son seres que utilizan como fuente de carbono el CO , como fuente de hidrgenos

compuestos inorgnicos y como fuente de energa la que se desprende en reacciones qumicas redox de compuestos inorgnicos . A este grupo pertenecen las llamadas bacterias quimiosintticas como las bacteria s nitrificantes, las ferrobacterias, etc. Quimioorgantrofos o quimiohetertrofos : Tambin se les denomina hetertrofos. Son seres que utilizan como fuente de carbono compuestos orgnicos , como fuente de hidrgenos compuestos orgnicos y como fuente de energa la que se desprende en las reacciones redox de los compuestos orgnicos . A este grupo pertenecen los animales, los hongos, los

protozoos y la mayora de las bacterias. Segn cual sea el aceptor ltimo de los hidr genos que se liberan en las oxidaciones que ocurren en ellos en las que se desprende energa, pueden ser: Aerobios , si el aceptor ltimo es el oxgeno
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Anaerobios , si el aceptor ltimo es otra sustancia orgnica o inorgnica diferente del oxgeno. PROCESOS DE OXIDO-REDUCCION EN EL METABOLISMO Las reacciones metablicas de los seres vivos son reacciones de oxidacin y reduccin o reacciones de oxido-reduccin o tambin llamadas reacciones redox . En general la oxidacin consiste en la

perdida de electrones y la reduccin en la ganancia de electrones . oxidacin Fe 2+ o Fe 3+ + e reduccin Cl + e - o Cl . Para que un compuesto se oxide es necesario qu e otro se reduzca, es decir la oxidacin de un compuesto siempre va acoplada a la reduccin de otro. Frecuentemente la perdida o ganancia de electrones va acompaada de la perdida o ganancia de hidrogeniones (H ), de forma que el efecto neto es la perdida o ganancia de hidrgenos puesto que: e + H o H Por consiguiente las oxidaciones son

deshidrogenaciones y las reducciones son hidrogenaciones , la mayora de las oxidaciones y reducciones biolgicas son de este tipo. Las oxidaciones, tambin se denominan combustiones y en ellas se desprende energa mientras que en las reducciones se requiere un aporte energtico Los procesos de oxido-reduccin tienen gran importancia en el metabolismo, porque muchas de las reacciones del catabolismo son oxidaciones en las que se liberan electrones; mientras que muchas de las reacciones anablicas son reducciones en las que se requieren electrones. Los electrones son transportados desde las

reacci ones catablicas de oxidacin en las que se libera, hasta las reacciones anablicas de reduccin en las que se necesitan. Este transporte lo realizan principalmente 3 coenzimas: NAD , NADP y FAD . Estos coenzimas no se gastan, ya que actan nicamente como intermediarios, cuando captan los electrones se reducen y al cederlos se oxidan regenerndose de nuevo. INTERCAMBIOS DE ENERGIA EN EL METABOLISMO En el metabolismo hay procesos en los que se libera energa ( exergnicos ) como los catablicos y otros en los que se consume ( endergnicos ) como los anablicos. Estos procesos no tienen

por qu ocurrir al mismo tiempo ni en el mismo lugar de la clula. Por lo tanto tiene que existir un mecanismo capaz de almacenar y transporta la energa desde los procesos en los que se libera hasta los procesos en los que se consume. Este mecanismo se basa en la creacin y destruccin de enlaces qumicos de alta energa en los que se acumula (cuando se forman) y se libera (cuando se rompen) gran cantidad de energa. El ATP (adenosn trifosfato) es la molcula que ms se utiliza para almacenar y transportar energa de unos procesos metablicos a otros, aunque no la nica existen otros

nucletidos UTP, GTP etc que hacen una funcin similar.
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El ATP almacena la energa en los dos enlaces ster fosfricos que unen entre s a las molculas de fosfrico. Utilizacin de la energa almacenada en el ATP El ATP se puede hidrolizar espontneamente y liberar energa, esto permite que se pueda acoplar a procesos desfavorables energticamente, es decir que no son posibles sin un aporte de energa, como ocurre en los proces os anablicos o en otros trabajos celulares. Al hidrolizarse el ATP se rompe el ltimo enlaces ster fosfrico, formndose ADP y liberndose una

molcula de fosfrico ( desfosforilacin ) y energa ATP + H O o ADP + P + Energa (7,3 kcal/mol) El ADP tambin puede hidrolizarse rompindose el otro enlace ster fosfrico y liberarse energa, aunque el enlace que ms se utiliza para almacenar y transportar energa es el que une los fosfatos 2 y 3. ADP + H O o AMP + P + Energa (7,3 kcal /mol). Por consiguiente la hidrlisis del ATP se produce acoplada a procesos que requieren energa como los anablicos. A + B o A-B ATP

ADP+P En otros casos el ATP transfiere directamente un grupo fosfato a otra molcula, que se fosforila y adquiere parte de la energa del ATP. Glucosa + ATP o Glucosa-P + ADP. Formacin del ATP El ATP se forma por fosforilacin del ADP , es un proceso endergnico, requiere un aporte energtico. Este proceso tiene lugar en el interior de las clulas acoplado a procesos exergnicos como los catablicos. A-B o A + B ADP + P ATP En las clulas existen dos mecanismos distintos para sintetizar ATP.

Fosforilacin a nivel de sustrato : Es una reaccin acoplada entre una molcula fosforilada que contiene un grupo fosfato y el ADP. En este caso se hidroliza el grupo fosfato de esta molcula fosforilada y la energa liberada se utiliza para transferir dicho grupo fosfato al ADP y formar ATP. A-P o A ADP ATP
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Fosforilacin mediante el transporte de electrones. En este caso la fosforilacin del ADP se lleva a cabo en los complejos ATP-sintetasas y se produce gracias a la energa que se desprende al transportar electrones a

travs de una cadena transportadora de los mismos, desde una molcula que se oxida y los cede hasta un aceptor final. Estas cadenas trans portadoras de electrones se sitan en la membrana interna de las mitocondrias y en la membrana tilacoidal de los cloroplastos, por lo tanto habr dos procesos de este tipo: la fosforilacin oxidativa que tiene lugar en las mitocondrias y fotofosforilacin que se produce en los cloroplastos durante la fase luminosa.