L’anabolisme heteròtrof

Tema 4Col·legi Sagrada Família

Rosa Marfà

Fases de l’anabolisme heteròtrof

Fase 2:

Amb els monòmers es fan polímers.

Fase 1:

Amb els precursors es fan monòmers.

D’on surten els precursors?

1-De la fotosíntesis o de la quimiosíntesis ,

només de cèl·lules autòtrofes.

2-Digestió dels aliments orgànics,

només cèl·lules heteròtrofes.

3-Catabolisme de reserva, tant de

cèl·lules autòtrofes com heteròtrofes.

Com es controla l’anabolisme heteròtrof? ( característiques)

• Amb la síntesis dels enzims necessaris per part de l’ADN.• Les vies anabòliques no són exactament iguals a les vies catabòliques. En

els punts on són diferents la via no pot funcionar en direcció inversa al catabolisme, perquè necessitem uns enzims diferents. Així evita el caos metabòlic.

• L’anabolisme heteròtrof és un procés de reducció de molècules orgàniques senzilles fins a molècules grans. Hi ha interrelacions entre les vies anabòliques. A partir d’un tipus de biomolècules se’n pot sintetitzar un tipus o un altre.

• L’energia necessària s’obté de l’ATP, quan es desfosforila.• Les reaccions anabòliques són endergòniques. Fan magatzem de l’energia

en els enllaços moleculars formats de nou.• En vegetals l’anabolisme heteròtrof s’utilitza per fer glúcids, com el midó i la

cel·lulosa. En animals la majoria s’utilitza per a fer proteïnes.

On es donen les vies anabòliques heteròtrofes?

La majoria es donen en el citosol.

Però hi ha excepcions:

1-La síntesis de material nucleic es dóna en el nucli, en el mitocondri i en el

cloroplast.

2-La síntesis de proteïnes es dóna

en els ribosomes i el REr

3-La síntesis de fosfolípids i

colesterol en el REll

4-La glicosilació de lípids i de proteïnes, comença en el RE i

acaba en l’aparell de Golgi.

Anabolisme heteròtrof de glúcids (fase 1)

Síntesi de glucosa

Gliconeogènesi o glicogènesiEs fa a partir

de precursors no glucídics

Aquests precursors venen de:

Animals:

AA que pateixen desaminació oxidativa i donen lloc a àcid pirúvic i àcid oxalacètic, que

acaben fent la gliconeogènesi i es converteixen en glucosa.

Àcid làctic que arriba al fetge i en l’escorça renal, procedent dels músculs en condicions

anaeròbies. Aquest fa la gliconeogènesi convertint-se

en glucosa que torna a la sang: Cicle de Cori.

Vegetals, algues i bacteris:

Dels àcids grassos a través del cicle de l’àcid glioxílic en els

glioxisomes fan la gliconeogènesi i els

converteixen en glucosa.

Es dóna en:

Situacions de dejuni. Perquè les neurones, cèl·lules renals,

eritròcits i cèl·lules dels embrions. Només s’alimenten

de glucosa.

En esforç muscular intens, sense suficient oxigen.

En remugants, ja que els bacteris digestius

converteixen la cel·lulosa en àcid làctic, que gràcies a la

sang arriba al fetge

Anabolisme heteròtrof de glúcids (fase 1)

La glicòlisis i la gliconeogènesi coincideixen en sis passos que són idèntics i reversibles. Però hi ha tres passos que

són únics de la gliconeogènesi:

1-No hi ha cap enzim que faci la transformació directa de l’àcid pirúvic al fosfoenol

pirúvic,. Llavors el que passa és el següent:

L’àcid pirúvic entra en el mitocondri on és transformat en oxalacètic, aquest es transforma en màlic que pot sortir del mitocondri cap al citosol. Després es

transforma en oxalacètic i es converteix en fosfoenol pirúvic.

2-És un enzim diferent per convertir la fructosa 1,6 DP

a fructosa 6P.

3-La conversió de glucosa 6P a glucosa passa en el RE i després la glucosa passa al

citosol.

Anabolisme heteròtrof de glúcids (fase 2)

Síntesis de polímers de glucosa

Per fer midó en vegetals és

l’amilogènesi

Es dóna en els plast de la cèl·lula

vegetalEs fa servir ATP

Per fer glicogen en animals és la glicogenogènesi.

Es dóna en el fetge i cèl·lules

musculars.Es fa servir de UTP

Es pot fer a través de glucosa

procedent dels aliments o de

glucosa procedent de la

gliconeogènesi.

És un procés controlat per

hormones com la insulina, el glucagó

i també per l’adrenalina.

Anabolisme heteròtrof de lípids I

El més important amb funció de reserva són els triglicèrids.

Per fer triglicèrids la cèl·lula necessita:

1-Síntesis d’àcids grassos.

2-Síntesis de glicerina

3-Síntesis del triacilglicèrid.

Anabolisme heteròtrof de lípids I

1-Síntesis d’àcids grassos.•A partir dels aliments directament•A partir de la biosíntesis dels àcids grassos.

•Procés de formació: (Veure diapositiva següent)

•Diferències amb la betaoxidació són:•Passa al citosol•L’àcid gra es queda unit al grup enzimàtic àcid gras sintetasa i no al grup enzimàtic del CoA.

•Els dos carbonis que augmenta per volta l’àcid gras són aportats pel malonil CoA i no per l’acetil CoA.

•El transportador d’hidrogens és el NADPH i no el NADH o el FADH2

2-Síntesis de glicerina•S’obté a partir de la dihidroxiacetona 3P que és produeix en la glicolisis

•S’obté a partir de la glicerina que obtenim del catabolisme dels greixos.

3-Síntesis del triacilglicèrid.•Té lloc en animals en cèl·lules hepàtiques i teixit adipós.

•En vegetals en la majoria de cèl·lules funcionals i no estructurals-

•Per formar un acilglicèrid necessitem les formes activades de la glicerina ( glicerol 3P) i de l’àcid gras (acil CoA)

Anabolisme hetròtrof dels lípids II (procés de formació d’un àcid gras)

L’acetil CoA surt del mitocondri cap al citosol. Aquest és

l’iniciador.

Altres acetils CoA es transformen en

malonil-CoA, gràcies al diòxid de carboni de l’íó bicarbonat.

L’acetil s’uneix al malonil gràcies a un enzim que és l’àcid gras sintetasa. I es

desprèn un diòxid de carboni.

La nova molècula pateix una reducció, una deshidratació i

una altra reducció i ja està a punt per

tornar-se a unir un altre malonil-CoA

I així fins a obtenir un àcid gras .

Anabolisme heteròtrof d’aminoàcids

Tots tenim la mateixa capacitat de fabricar aminoàcids?

Els animals no són capaços de sintetitzar 10 aminoàcids que han

d’agafar a través de la dieta ( aminoàcids essencials)

Les plantes són capaços de sintetitzar-los tots.

Per fer síntesis d’aminoàcids els podem obtenir de:

1- Necessitem un grup amino:

En la majoria dels éssers vius, aquest grup amino prové d’un altre aminoàcid ( transaminació) o pot

tenir origen en un grup amoni lliure d’un aminoàcid que l’ha perdut

(desaminació)

En plantes a més a més, podem obtenir el grup amino gràcies a les arrels del terra ( amoníac inorgànic

i nitrat).

En microorganismes fixadors de nitrogen, el grup amino ve del nitrogen atmosfèric que ells

transformen en amoníac.

2-I també, necesitem l’àcid alfacetoglutàric (àcid orgànic de 3 a 5 carbonis) que amb el grup amino

es transformarà amb l’àcid glutàmic. Què serà la molècula

fonamental per la creació de molts aminoàcids.

Anabolisme heteròtrof dels nucleòtids

•Una pentosa (ribosa o desoxiribosa)

•Una base nitrogenada (púrica (G,A)o pirimidínica (U,T,C))

•Un àcid fosfòric.

Els nucleòtids es formen per

la unió de:

•De la digestió dels aliments

•De la hidròlisis de molècules pròpies de la cèl·lula

•Els glúcids es poden obtenir de la gluconeogènesi. Les bases nitrogenades tenen processos de síntesis propis segons si són púriques o pirimidíniques.

Aquestes molècules surten de:

L’evolució dels processos metabòlics està unida a l’evolució dels éssers vius: ( visió global)

Bacteris fermentadors. (bact entèrics, bact àcid làctic...) (arqueobacteris)• No tenen cadena respiratòria• S’alimenten de la matèria orgànica acumulada en el mar.

Bacteris fotosintètics anoxigènics. (Bact verds i bact vermells(porpres) del sofre) (catifes bacterianes : formen estromatòlits)• Organisme que utilitza la llum per sintetitzar ATP• Tenen pigments porfirínics ( Bacterioclorofil·la)• És una fotosíntesis que només té el fotosistema I• Utilitzen sulfur d’hidrogen com a donador d'hidrògens i

d’electrons

Bacteris quimioheteròtrofs de respiració anaeròbica (Bact sulfatoreductors)• Apareixen els citocroms ( que també tenen un grup

porfirínic))• Apareix una cadena transportadora d’electrons en

condicions d’anòxia. Respiració anaeròbica• Oxiden la matèria orgànica i la transforma en sulfur

d’hidrogen.• Apareix el primer ecosistema i el primer cicle de la matèria.

Bacteris fotoautòtrofs oxigènics (cianobacteris): formen estromatòlits))• Apareix el fotosistema II • Es fa la fotòlisis de l’aigua i es desprèn oxigen a l’atmosfera.• Es comença a formar la capa d’ozó.• Tenen l’enzim nitrogenasa en els heterocist. Fixen nitrogen

atmosfèric• Ja tenen el cicle de Calvin

Bacteris quimioheteròtrofs de respiració aeròbica. • Es perfecciona la cadena respiratòria tenint com acceptor

final d’electrons l’oxigen.• Apareix el cicle de Krebs.

Organismes quimioautòtrofso quiosintètics ( bact descomponedors de compostos de carboni, del fósfor, nitorgen,sofre...)• Oxiden compostos orgànics reduïts• Fan el cicle de Calvin.• No fan el cicle de Krebs• Són els que converteixen materials orgànics sense utilitat

per les plantes i els converteixen en compostos estables que són aprofitats per les plantes i per tant tanquen els cicles biogeoquímics.

Organismes eucariotes fotoautòtrofs i heteròtrofs.• Teoria endosimbiont.

L’evolució dels processos metabòlics està unida a l’evolució dels éssers vius:

1-Primers colonitzadors

Bacteris fermentadors. (bact entèrics, bact àcid làctic...) (arqueobacteris)• No tenen cadena respiratòria• S’alimenten de la matèria

orgànica acumulada en el mar.

Bacteris fotosintètics anoxigènics. (Bact verds i bact vermells(porpres) del sofre) (catifes bacterianes : formen estromatòlits)• Organisme que utilitza la llum

per sintetitzar ATP• Tenen pigments porfirínics

( Bacterioclorofil·la)• És una fotosíntesis que només

té el fotosistema I• Utilitzen sulfur d’hidrogen com

a donador d'hidrògens i d’electrons

L’evolució dels processos metabòlics està unida a l’evolució dels éssers vius:

2-Aparició de les cadenes de transport electrònic

Bacteris quimioheteròtrofs de respiració anaeròbica (Bact sulfatoreductors)•Apareixen els citocroms ( que

també tenen un grup porfirínic))•Apareix una cadena

transportadora d’electrons en condicions d’anòxia. Respiració anaeròbica

•Oxiden la matèria orgànica i la transforma en sulfur d’hidrogen.

•Apareix el primer ecosistema i el primer cicle de la matèria.

Bacteris fotoautòtrofs oxigènics (cianobacteris): formen estromatòlits))•Apareix el fotosistema II •Es fa la fotòlisis de l’aigua i es desprèn oxigen a l’atmosfera.

•Es comença a formar la capa d’ozó.

•Tenen l’enzim nitrogenasa en els heterocist. Fixen nitrogen atmosfèric

• Ja tenen el cicle de Calvin

Bacteris quimioheteròtrofs de respiració aeròbica. •Es perfecciona la cadena respiratòria tenint com acceptor final d’electrons l’oxigen.

•Apareix el cicle de Krebs.

L’evolució dels processos metabòlics està unida a l’evolució dels éssers vius:

3-Bacteris descomponedors i les cèl·lules eucariotes

Organismes quimioautòtrof o quiosintètics ( bact descomponedors de compostos de carboni, del fósfor, nitorgen,sofre...)•Oxiden compostos orgànics reduïts•Fan el cicle de Calvin.•No fan el cicle de Krebs•Són els que converteixen materials orgànics sense utilitat i els converteixen en compostos estables que són aprofitats per les plantes i per tant tanquen els cicles biogeoquímics.

Organismes eucariotes fotoautòtrofs i heteròtrofs.• Teoria

endosimbiont.