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ENERGÍA Y METABOLISMO CELULAR

Clase No. 7 / Unidad No. 2Lunes 4 de agosto de 2008

Energía

Capacidad para realizar trabajo o actividad

Capacidad de producir un cambio en el estado o movimiento de la materia

En los sistemas vivos y en las ciencias naturales la unidad de energía que se utiliza normalmente es la kilocaloría (Kcal)

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Por qué requieren energía los organismos vivos?

No pueden producir energía nueva Todos los procesos biológicos requieren

energía Un organismo es un sistema abierto La energía en organismos vivos fluye

en una sola dirección

Captación Incorporación Transferencia

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A nivel del organismoCAPTACIÓN DE

ENERGÍA

ALMACENAMIENTO TEMPORAL

USO PARA PROCESOS FISIOLÓGICOS

PÉRDIDAS EN FORMA DE CALOR

PÉRDIDAS EN FORMA DE CALOR

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Forma de almacenamiento de energía para todas las células vivas

Almacenamiento de corto tiempo

http://www.ilustrados.com/publicaciones/EpypllypAyijnEOzGp.php

Triofosfato de adenosina

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http://www.ilustrados.com/publicaciones/EpypllypAyijnEOzGp.php

•La unión entre grupos fosfatos es inestable y se deshace por hidrólisis

•La hidrólisis es una reacción exergónica

•Se generan 7.3 Kcal energía /mol ATP

ATP ADP + P

ENERGÍA

REACCIONES EXERGÓNICAS COMO LA RESPIRACIÓN CELULAR

ENERGÍA

REACCIONES ENDERGÓNICAS COMO SÍNTESIS DE

PROTEÍNAS Y FORMACIÓN DE CÉLULAS NUEVAS

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Enzimas Reguladores de reacciones químicas

Catalizadores proteínicos que afectan la velocidad de las reacciones sin consumirse

Disminuyen la energía de activación de las reacciones

No influyen en la dirección de la reacción

Son específicas

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MECANISMOS DE LIBERACIÓN DE ENERGÍA

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CONCEPTOS BÁSICOS

Metabolismo Anabolismo Catabolismo

Formas de producción de energía: Respiración aerobia Respiración anaerobia Fermentación

METABOLISMO Todas las transformaciones químicas y de la

energía que ocurren en los organismos vivos

Las células utilizan la energía almacenada en los enlaces químicos de moléculas orgánicas complejas

Muchas de las reacciones bioquímicas son reversibles lo que permite a la célula regular la liberación de energía de acuerdo a sus necesidades, y que las moléculas biológicas se reconstituyan o reciclen para continuar los procesos metabólicos

Catabolismo

Proceso de desdoblamiento de moléculas grandes a otras más pequeñas

Reacciones exergónicas para producir energía

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Respiración Aerobia Catabolismo de nutrientes a dióxido de

carbono y agua

Es muy eficiente

Requiere de oxígeno molecular

Es un proceso de óxido – reducción donde oxígeno es el principal aceptor de protones

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Respiración Aerobia

Se producen 36-38 moléculas de ATP por mol de glucosa

La eficiencia de la respiración aerobia es de 38% aproximadamente

El resto de energía se libera en forma de calor

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Pasos de la respiración aerobia

1. Glucólisis2. Formación de Acetil CoA3. Ciclo del Ácido Cíclico4. Sistema de transporte de electrones

y quimiósmosis

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Otros nutrientes como fuente de energía

Los animales obtienen más energía de los AGs que de la glucosa

Los AAs y AGs deben sufrir transformaciones intermedias para luego entrar al ciclo de la glucólisis o del ciclo del ácido cítrico

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Los AA deben ser desaminados, el grupo amino se excreta como urea y la cadena de carbono entra al ciclo del ácido cítrico

Los lípidos contienen mucha energía en los enlaces de sus átomos de hidrógeno

Producen hasta 44 ATP Los productos del metabolismo de los

lípidos entran en el ciclo de la glucólisis o el ciclo del ácido cítrico.

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Respiración Anaerobia Células que habitan en lugares con poco

oxígeno (suelo y agua)

Una sustancia inorgánica como nitrato o sulfato sustituye al oxígeno como aceptor de hidrógeno

Se producen sustancias inorgánicas y energía

Ocurre en el citosol

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Fermentación Mecanismo empleado por hongos, levaduras

y bacterias

Se producen compuestos orgánicos y energía

Se da en células humanas en condiciones de bajo oxígeno

Poco eficiente en los productos de desecho aún se conserva energía

1 glucosa genera 2 moléculas de ATP

Anabolismo

Síntesis de moléculas complejas a partir de bloques más pequeños

Reacciones endergónicas que requieren de energía

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Generalidades sobre Anabolismo Cada tipo de célula suele producir sus propias proteínas, ácidos nucléicos, lípidos, polisacáridos y otras moléculas complejas

1 enzima distinta cataliza cada paso de la biosíntesis de una molécula

Casi todos los pasos de un proceso requieren de energía (ATP) o compuestos similares

Se utilizan pocos insumos No es un proceso opuesto al catabolismo,

tienen controles diferentes El anabolismo y el catabolismo ocurren en

forma continua

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