Metabolismo Celular

Respiración celular y fotosíntesis Sesión 18 Introducción a al Biología Prof. Nelson A. Lagos

Para referirnos al estudio de los procesos energéticos podemos establecer el siguiente marco conceptual 1) Las leyes de la termodinámica gobiernan las transformaciones de energía 2) Las transformaciones energéticas de los seres vivos involucran reacciones del tipo EXERGÓNICAS Y ENDERGÓNICAS 3) El total de reacciones químicas de una célula constituyen el metabolismo.

4) Las enzimas actúan como catalizadores biológicos.

5) El ATP es el principal transportador de electrones

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Reacciones de Oxido - Reducción o REDOX : Es el movimiento de los electrones de una molécula a otra Oxidación: pérdida de electrones a una sustancia Reducción: adición de electrones a una sustancia Siempre van juntas!!!

Molécula oxidada H

O H

O Oxidación Deshidrogenasa y NAD+

+ 2H Molécula reducida NADH + H +

NAD+ + 2H reducción H+

+2e+

NAD+ = nicotidamina adenina dinucleotido: dinucleotido: transporte de Hidrogeno en las reacciones redox

Respiración pulmonar: Oxigeno → Pulmones→ Torrente sanguineo → Celulas Musculares

RESPIRACION CELULAR Energía para desarrollar actividades de mantención (75%) y voluntarias

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Rutas de degradación de las moléculas orgánicas Dormir consume 0 Kcal Correr 3 Km consume 3

Kcal/min.

Nadar, 6 Kcal/min.

Jugar al tenis, 8 Kcal/min.

Remar, 10-16 Kcal/min.

A modo de comparación, 100 grs de chocolate contiene, aproximadamente, 500 Kcal.

Respiración celular Ruta metabólica por la cual las células adquieren energía a

partir del metabolismo de moléculas nutritivas.

Glucosa + 6O2

→

6 CO2 + 6 H2O + ATP

Este rompimiento de la glucosa es una de las principales

trayectorias y ocurre en tres etapas:

Glucólisis Ciclo de Krebs Cadena de transporte de electrones

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Respiración celular

Glucólisis (Gr. glukus, glukus, dulce + lysis, lysis, disolución) disolución) Proceso universal de obtención de energía en los seres vivos Primitivo ocurre en el citoplasma de las células.

La glucosa de 6-Carbonos es separada en moléculas de 3-

Carbonos.

A veces llamada fase anaeróbica (No usa oxigeno)

2 ADP + 2P C6H12O6

2 ATP Acido pirúvico

glucosa

2 NAD+

2 NADH + 2H+

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Células de la musculatura estriada

Levaduras (fermentación del vino)

Ciclo de Krebs Toma los derivados de la

glucólisis (2 MOLECULAS DE ACIDO PIRUVICO) y complet a completa el rompimiento de la glucosa en moléculas de 1 Carbono Ocurre en las mitocondrias Genera 6 moléculas de

dióxido de carbono (CO2 (CO2))

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Las rutas catabólicas aeróbicas convergen todas en el ciclo de Krebs

Los resultados de la respiración son precursores de otras moléculas (rutas anabólicas)

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Cadena de trasporte de electrones Ocurre en las crestas mitocondriales

• Es un mecanismo para pasar electrones de 1 molécula a otra. Algunos saltos generan suficiente energía para bombear H+ del interior de la membrana interna al exterior de la mitocondria.

• Genera en un gradiente de H+.

H+. Los gradientes tienden a homogeneizarse y sólo pueden volver a través del tubo que hay en una proteina de transmembrana, transmembrana, la ATP sintetasa, sintetasa, donde se aprovecha la energía liberada por el gradiente de H+ para fabricar ATP a partir de ADP. Se conoce como teoría quimiosmótica de Michel.

Michel.

Cadenas de trasporte de electrones Ocurre en las crestas mitocondriales

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Fotosíntesis Proceso por el cual las plantas (algunas

bacterias y protistas) usan energía luminosa del sol para producir azúcar, la que es transformada en ATP por la respiración celular

Esta conversión requiere de la acción de

los pigmentos verdes denominados Clorofila y que están presentes en la membrana de las tilacoides en los Cloroplastos

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1) El oxí oxígeno, el dió dióxido de carbono y otros gases entran en la hoja principalmente a travé través de aberturas especiales, los estomas

Ecuación química general de la fotosíntesis 6H2O + 6CO2 Æ C6H12O6+ 6O2 Todo en presencia de LUZ solar !!!!

2) El agua, absorbida por las raí raíces, entra en la hoja por medio de los vasos del xilema

La mayor parte de la fotosíntesis se realiza en las células del parénquima en empalizada

ESTOMAS (HOJAS) GASES

AGUA

FLOEMA (RAICES)

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CLOROPLASTOS

ETAPAS DE LA FOTOSINTESIS

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1) La luz que incide sobre el Fotosistema II lanza electrones cuesta arriba. Estos electrones son reemplazados por electrones de moléculas de agua que, al separase, liberan O2.

Etapa que requiere luz Reacciones que Capturan energía 2) Los electrones luego pasan cuesta abajo, a lo largo de una cadena de transporte de electrones, al Fotosistema I y de éste -nuevamente cuesta abajo- al NADP, que se reduce formando NADPH 3) Se forma un gradiente de potencial electroquímico con el cual se produce ATP a través de un mecanismo quimiosmótico

RESULTADO La energía de la luz se convierte en energía química que se almacena en enlaces de ATP y NADPH

Ciclo de Calvin.

El NADP y el ATP formados en las reacciones que capturan energía lumínica se utilizan para reducir el dióxido de carbono.

El ciclo produce gliceraldehído fosfato, a partir del cual puede formarse glucosa y otros compuestos orgánicos

RESULTADO La energía química del ATP y del NADPH se usa para incorporar carbono a moléculas orgánicas

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El carbono se ha fijado, o sea, fue transferido del mundo inorgรกnico al orgรกnico

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