fisiología célular
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FISIOLOGÍA CÉLULAR
1.5-EL METABOLISMO CELULAR
Integrantes:Dennie Sayanethe Flores EnriquezMayra Vianey López Enriquez
Especialidad:III ‘A’ de Administración De Recursos Humanos (matutino)
Mtra.:Ana Lourdes Frisby Urrea
Materia:Biología
El metabolismo comprende una serie de transformaciones químicas y procesos energéticos que ocurren en el ser vivo. Para que sucedan cada una de esas transformaciones se necesitan enzimas que originen sustancias que sean a su vez productos de otras reacciones.
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Metabolismo celular
El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y en el organismo
El metabolismo se divide en:
El catabolismo es el metabolismo de degradación de sustancias con liberación de energía.
El anabolismo es el metabolismo de construcción de sustancias complejas con necesidad de energía en el proceso.
División del Metabolismo
Cada célula desarrolla miles de reacciones químicas que pueden ser exergónicas (con liberación de energía) o endergónicas (con consumo de energía). ¿CÓMO SE DESARROLLAN LAS VÍAS METABÓLICAS?
1. Las células asocian las reacciones: las reacciones endergónicas se llevan a cabo con la energía liberada por las reacciones exergónicas.
2. Las células sintetizan moléculas portadoras de energía que son capaces de capturar la energía de las reacciones exergónicas y las llevan a las reacciones endergónicas.
3. Las células regulan las reacciones químicas por medio de catalizadores biológicos: ENZIMAS.
El catabolismo comprende el metabolismo de degradación oxidativa de las moléculas orgánicas, cuya finalidad es la obtención de energía necesaria para que la célula pueda desarrollar sus funciones vitales .
¿ Qué es el catabolismo?
El catabolismo aerobio está formado por varias rutas metabólicas que conducen finalmente a la obtención de moléculas de ATP.
Estas moléculas de ATP más tarde serán imprescindibles para dar energía en las rutas anabólicas. La energía que no se usa se disipará en forma de calor.
EL CATABOLISMO AERÓBICO
Cuando el catabolismo se realiza en condiciones anaeróbicas, es decir cuando el último aceptor de hidrógenos o electrones no es el oxígeno, sino una molécula orgánica sencilla, las rutas de degradación de la glucosa se llaman fermentaciones.
EL CATABOLISMO ANAERÓBICO
• Por ejemplo, la célula muscular puede funcionar con oxígeno hasta que éste llega con dificultad al tejido. Trabaja entonces en condiciones anaerobias produciendo ácido láctico.
EL ANABOLISMO• La construcción de biomoléculas propias exclusivas sólo
pueden llevarla a cabo los seres vivos a base de capturar determinadas sustancias del medio en que viven (autótrofos). En muchos seres vivos la nutrición solo puede realizarse mediante la ingestión de otros seres vivos (heterótrofos).
El anabolismo o biosíntesis es una de las dos partes del metabolismo, encargada de la síntesis o bioformación de moléculas orgánicas (biomoléculas) más complejas a partir de otras más sencillas o de los nutrientes, con requerimiento de energía, al contrario que el catabolismo.
El anabolismo es el responsable de:
La formación de los componentes celulares y tejidos corporales y por tanto del crecimiento.
El almacenamiento de energía mediante enlaces químicos en moléculas orgánicas.
Las células obtienen la energía del medio ambiente mediante tres tipos distintos de fuente de energía que son:
• La luz solar, mediante la fotosíntesis en las plantas.
• Otros compuestos orgánicos como ocurre en los organismos heterótrofos.
• Compuestos inorgánicos como las bacterias quimiolitotróficas que pueden ser autótrofas o heterótrofas.
El anabolismo se puede clasificar académicamente según las biomoléculas que se sinteticen en:
• Replicación o duplicación de ADN.• Síntesis de ARN.• Síntesis de proteínas.• Síntesis de glúcidos.• Síntesis de lípidos.
Metabolismo de los compuestos orgánicos
Metabolismo de los
Carbohidratos, lípidos
¿Qué es Metabolismo de Carbohidratos?
Se define como metabolismo de los carbohidratos a los procesos bioquímicos de formación, ruptura y conversión de los carbohidratos en los organismos vivos. Los carbohidratos son las principales moléculas destinadas al aporte de energía, gracias a su fácil metabolismo.
Metabolismo de CarbohidratosEl metabolismo de
carbohidratos consiste en :DigestiónTransporteAlmacenamientoDegradación Biosíntesis
Metabolismo de CarbohidratosProcesos que intervienen en el
metabolismo hidrocarbonado, que se presentan a continuación:
GlucolisisGluconeogénesisGlucógenoGlucogenolisisGlucogénesis
Transporte de CarbohidratosLa glucosa se transporta del
intestino al hígado y de este al resto de los tejidos por el torrente sanguíneo.
El lactato se transporta del musculo al hígado.
Almacenamiento de CarbohidratosLos carbohidratos se almacenan
en forma de glucógeno en hígado y musculo.
Dado su mayor mas, el principal reservorio de carbohidratos es el musculo.
Residuos Metabólicos
Digestión de Carbohidratos
La digestión de complejos, comienza en la boca, a través de la saliva, la cual descompone los almidones.
Luego en el estómago, gracias a la acción del acido clorhídrico, la digestión continúa, y termina en el intestino delgado. Allí una enzima del jugo pancreático llamada amilasa, actúa y trasforma al almidón en maltosa (dos moléculas de glucosa). La maltosa, en la pared intestinal, vuelve a ser trasformada en glucosa.
Órganos donde se lleva acabo la digestión de carbohidratos.
LA RESPIRACIÓN
CELULAR
Respiración celularLa energía liberada durante la respiración
celular es utilizada en compuestos de degradación, por otra parte la sobrante es utilizada como almacén en paquetes de adenosín trisfosfato (ATP)
Respiración celularLa degradación de la glucosa mediante el uso de
oxígeno o alguna otra sustancia inorgánica, se conoce como respiración celular.◦La respiración celular que necesita oxígeno se llama
respiración aeróbica.
Sir Hans Adolf Krebs
El bioquímico británico y premio Nobel Hans Adolf Krebs es conocido, fundamentalmente, por sus investigaciones sobre los procesos bioquímicos de la respiración celular
EL ADENOSÍN TRISFOSFATO
(ATP)
Es una molécula formada por adenosína y 3 grupos de fosfato , con un alto enlace de energía, cuando esta libera energía se convierte en ADP adenosín disfosfato
LA RESPIRACIÓN
CELULAR Y LIBERACIÓN DE
ENERGÍA
Respiración celularProcesos que intervienen en el
metabolismo hidrocarbonado, que se presentan a continuación:
GlucolisisGluconeogénesisGlucógenoGlucogenolisisGlucogénesis
Glucólisis
Es la conversión de glucosa en dos moléculas de ácido pirúvico (compuesto de 3 carbonos).◦ Se usan dos moléculas de
ATP, pero se producen cuatro.
◦ El H, junto con electrones, se unen a una coenzima que se llama nicotín adenín dinucleótido (NAD+) y forma NADH.
◦ Ocurre en el citoplasma.◦ Es anaeróbica.
Pirúvico (ácido pirúvico)
GlucólisisLibera solamente el 10% de la energía disponible
en la glucosa.La energía restante se libera al romperse cada
molécula de ácido pirúvico en agua y bióxido de carbono.
El primer paso es la conversión del ácido pirúvico (3 C) en ácido acético (2 C); el cual está unido a la coenzima A (coA). ◦ Se produce una molécula de CO2 y NADH.
CICLO DE KREBSEs obra de HANS ADOLF
KREBS (1937) es una
sucesión de reacciones
químicas que ocurren dentro
de la célula, mediante las
cuales se realiza el
metabolismo final de las
moléculas de los alimentos y
en las que se producen
dióxido de carbono, agua y
energía, es conocido también
por CICLO DE LOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS.
La cadena de transporte de electrones
En el ciclo del ácido cítrico se ha producido CO2, que se elimina, y una molécula de ATP.
Sin embargo, la mayor parte de la energía de la glucosa la llevan el NADH y el FADH2, junto a los electrones asociados.
Estos electrones sufren una serie de transferencias entre compuestos que son portadores de electrones, denominados cadena de transporte de electrones, y que se encuentran en las crestas de las mitocondrias.
La cadena de transporte de electronesUno de los portadores de
electrones es una coenzima, los demás contienen hierro y se llaman citocromos.
Cada portador está en un nivel de energía más bajo que el anterior, y la energía que se libera se usa para formar ATP.
Esta cadena produce 32 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa degradada, que más 2 ATP de la glucólisis y 2 ATP del ciclo del ácido cítrico, hay una ganancia neta de 36 ATP por cada glucosa que se degrada en CO2 y H2O.
Respiración anaeróbicaNo todas las formas de respiración
requieren oxígeno.Algunos organismos (bacterias) degradan
su alimento por medio de la respiración anaeróbica.
Aquí, el aceptor final de electrones es otra sustancia inorgánica diferente al oxígeno.
Se produce menos ATP que en la respiración aeróbica.
FERMENTACIÓNEs la degradación de la
glucosa y liberación de energía utilizando sustancias orgánicas como aceptores finales de electrones.
Algunos organismos como las bacterias y las células musculares humanas, pueden producir energía mediante la fermentación.◦ La primera parte de la
fermentación es la glucólisis.
◦ La segunda parte difiere según el tipo de organismo.
Fermentación alcohólica
Este tipo de fermentación produce alcohol etílico y CO2, a partir del ácido pirúvico.
Es llevada a cabo por las células de levadura (hongo).
La fermentación realizada por las levaduras hace que la masa del pan suba y esté preparada para hornearse.
Fermentación lácticaEste tipo de fermentación convierte el ácido pirúvico en
ácido láctico.Al igual que la alcohólica, es anaeróbica y tiene una
ganancia neta de 2 ATP por cada glucosa degradada.Es importante en la producción de lácteos.
FERMENTACIÓN
Fotosíntesis
Captación de la energía solar
La luz solar proporciona energía a prácticamente toda la vida sobre la tierra y se capta sólo mediante la fotosíntesis
Fotosíntesis
Es el proceso por el cual las plantas captan la energía de la luz solar para convertir las moléculas inorgánicas de dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) en moléculas orgánicas de alta energía, como la glucosa (C6H12O6)
La fotosíntesis ocurre en los cloroplastos, mientras la respiración celular ocurre en la mitocondriaLas plantas realizan fotosíntesis cuando hay suficiente luz, de lo contrario consumen oxígeno del exterior llevando a cabo respiración celular.
Los cloroplastos poseen una doble membrana.
La membrana interior del cloroplasto rodea el estroma.
En el estroma se encuentran los tilacoides, que se agrupan y forman las granas.
Los tilacoides contienen los pigmentos que absorben energía del sol, la CLOROFILA.
Los pigmentos de la fotosíntesis
PIGMENTO COLOR
Clorofila A Verde azulado
Clorofila B Verde oliva
Beta carotenos Naranja
Xantofilas Amarillo
Los pigmentos fotosintéticos son lípidos que se hayan unidos a proteínas presentes en algunas membranas plasmáticas. Estos se relacionan con su capacidad de aprovechamiento de la luz para iniciar reacciones químicas, y con poseer color propio.
¿Qué sucede cuando hay carencia de luz en las plantas?
Fase luminosaLas reacciones de la fase luminosa ocurren en los tilacoides
Se absorbe la energía radiante y se convierte en energía química (ATP).
Se genera la ruptura de la molécula de agua por acción de la luz (fotólisis del agua), de este evento se libera oxígeno (O2) y se produce NADPH. Este último permite producir ATP
Fase oscuraLas reacciones de la oscura o de fijación de carbono o ciclo de Calvin ocurren en el estroma.El ATP y el NADPH producidos en las reacciones de la fase luminosa, son usados para transformar el CO2 en Glucosa.La glucosa es almacenada como almidón y sirve para producir otros carbohidratos como la sacarosa, lípidos y aminoácido.
La importancia de la fotosíntesis para la supervivencia de todos los seres vivos se advierte en la capacidad de este proceso para convertir una fuente de energía renovable y limpia, como la luz, en energía química útil para los mecanismos biológicos de todas las formas de vida.
La importancia de la fotosíntesis
Gracias por su atención