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NTERRELACIÓN DE METABOLIZACIÓN DE LAS BIOMOLECULAS I Glucosa - forma Fructosa - forma dextrógira

dextrógira

Ribosa - forma furanosa


COLEGIO DE EDUCACION PROFECIONAL TECNICA DEL ESTADO DE MEXICO CONALEP EL ORO

INTERPRETACION DE LA RELACION DE REACCIONES METABOLICAS EN LOS ORGANISMOS (INTERRELACION DEL METABOLISMOS DE LAS BIOMOLECULAS)

P.SP. HUGO VICTORIA ROMERO

P.T.B: ADRIANA CASTILLO SANCHEZ CARINA REYES MARTINEZ CESAR MAYA MORA LIZBETH GUZMAN HERNANDEZ IRENE MARTINEZ MARTINEZ VICTOR MANUEL OCADIZ HERNANDEZ


CARACTERES GENERALES

-Concepto de metabolismo: conjunto de todas las reacciones bioquímicas que se producen en la célula.

-Funciones:

1) Obtener energía del entorno: de la luz solar (fotosíntesis), de reacciones

exergónicas

y

de

sustancias

orgánicas

(a

través

de

su

oxidación).

2) Convertir los nutrientes exógenos en precursores de las macromoléculas celulares.

3) Elaborar tales macromoléculas a partir de los precursores

4) Formar y degradar las biomoléculas necesarias para permitir la actividad fisiológica o funcional de las células.

-En relación a las reacciones metabólicas:


a) Están ligadas en una trama de secuencias llamadas rutas metabólicas.

b) Las rutas metabólicas están interconectadas de tal forma que una misma molécula puede seguir varias vías.

c) Se producen en un orden determinado que está controlado mediante:

-la acción de enzimas específicas.

-el

acoplamiento

de

reacciones

que

aportan

la

energía

necesaria.

-la síntesis de vectores (transportadores) energéticos que atrapan la energía de las reacciones exergónicas y la transportan a las endergónicas.

d) Se distinguen dos grandes tipos de rutas metabólicas: -Catabólicas:

Degradación enzimática de moléculas orgánicas complejas a moléculas sencillas.


Se produce, generalmente, mediante reacciones de oxidación en las que se libera energía (exergónicas), parte de la cual se conserva en el ATP. -Anabólicas:

Formación enzimática de moléculas orgánicas complejas a

partir de

moléculas precursoras sencilla

Estos procesos necesitan un aporte energético (endergónicos), que lo suministra

el

ATP.

-El catabolismo sucede en tres fases: a)FaseI:

Las macromoléculas se degradan a sus monómeros (sucede fuera de la célula:

digestión).

b)FaseII:

Los

distintos

monómeros

son

desprendimiento de cierta cantidad de ATP y NADH2.

transformados

en

acetil-CoA,

con


c)FaseIII:

Tiene lugar la oxidación del acetil-CoA a H2O y CO2, produciéndose NADH2, que proporciona mucho ATP a través de la cadena de transporte electrónico.

-El anabolismo también sucede en tres fases, en orden inverso al catabolismo.

Ambos

procesos

suceden

simultáneamente

y

son

interdependientes, aunque las rutas catabólicas y anabólicas pueden estar localizadas

en

distintos

orgánulos

o

compartimentos

celulares.


El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físicoquímicos que ocurren en una célula y en el organismo. Éstos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc. El metabolismo se divide en dos procesos conjugados: catabolismo y

anabolismo. Las reacciones catabólicas liberan energía; un ejemplo es la glucólisis, un proceso de degradación de compuestos como la glucosa, cuya reacción resulta en la liberación de la energía retenida en sus enlaces químicos. Las reacciones anabólicas, en cambio, utilizan esta energía liberada para recomponer enlaces químicos y construir componentes de las células como lo son las proteínas y los ácidos nucleicos. El catabolismo y el anabolismo son procesos acoplados que hacen al metabolismo en conjunto, puesto que cada uno depende del otro. La economía que la actividad celular impone sobre sus recursos obliga a organizar estrictamente las reacciones químicas del metabolismo en vías o rutas metabólicas, donde un compuesto químico (sustrato) es transformado en otro (producto), y este a su vez funciona como sustrato para generar otro producto, siguiendo una secuencia de reacciones bajo la intervención de diferentes enzimas (generalmente una para cada sustrato-reacción). Las enzimas son cruciales en el metabolismo porque agilizan las reacciones físicoquímicas, pues hacen que posibles reacciones termodinámicas deseadas pero


"desfavorables", mediante un acoplamiento, resulten en reacciones favorables. Las enzimas también se comportan como factores reguladores de las vías metabólicas, modificando su funcionalidad –y por ende, la actividad completa de la vía metabólica– en respuesta al ambiente y necesidades de la célula, o según señales de otras células. El metabolismo de un organismo determina qué sustancias encontrará nutritivas y cuáles encontrará tóxicas. Por ejemplo, algunas procariotas utilizan sulfuro de hidrógeno como nutriente, pero este gas es venenoso para los animales.2 La velocidad del metabolismo, el rango metabólico, también influye en cuánto alimento va a requerir un organismo. Una característica del metabolismo es la similitud de las rutas metabólicas básicas incluso entre especies muy diferentes. Por ejemplo: la secuencia de pasos químicos en una vía metabólica como el ciclo de Krebs es universal entre células vivientes tan diversas como la bacteriaunicelularEscherichiacoli y organismos pluricelulares como el elefante.3 Esta estructura metabólica compartida es probablemente el resultado de la alta eficiencia de estas rutas, y de su temprana aparición en la historia evolutiva.

CLASIFICACIÓN DE LAS BIOMOLÉCULAS

Esquema del adenosíntrifosfato, una coenzima intermediaria principal en el metabolismo energético.


Biomoléculas inorgánicas Son biomoléculas no formadas por los seres vivos, pero imprescindibles para ellos, como el agua, la biomolécula más abundante, los gases (oxígeno, etc) y las sales inorgánicas: aniones como fosfato (HPO4−), bicarbonato (HCO3−) y cationes como el amonio (NH4+). Biomoléculas orgánicas o principios inmediatos Son sintetizadas solamente por los seres vivos y tienen una estructura a base de carbono. Están constituidas principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno, y con frecuencia están también presentes nitrógeno, fósforo y


azufre; otros elementos son a veces incorporados pero en mucha menor proporción.

Glúcidos

Glucosa - forma dextrógira Fructosa - forma dextrógira

Ribosa - forma furanosa

Los glúcidos (impropiamente llamados hidratos de carbono o carbohidratos) son la fuente de energía primaria que utilizan los seres vivos para realizar sus funciones vitales; la glucosa está al principio de una de las rutas metabólicas productoras de energía más antigua, la glucólisis, usada en todos los niveles evolutivos, desde las bacterias a los vertebrados. Muchos organismos,


especialmente los de estirpe vegetal (algas, plantas) almacenan sus reservas en forma

de

almidón.

Algunos

glúcidos

forman

importantes

estructuras

esqueléticas, como la celulosa, constituyente de la pared celular vegetal, o la quitina, que forma la cutícula de los artrópodos.

Lípidos

Fosfolípidos

organizados

en

liposomas,

micelas y bicapa lipídica.

Los lípidos saponificables cumplen dos funciones primordiales para las células; por una parte, los fosfolípidos forman el esqueleto de las membranas celulares (bicapa lipídica); por otra, los triglicéridos son el principal almacén de energía de los animales. Los lípidos insaponificables, como los isoprenoides y los esteroides, desempeñan funciones reguladoras, como: (colesterol, hormonas sexuales, prostaglandinas).


Proteínas

Estructura tridimensional de la hemoglobina. La animación corresponde a la transición conformacional entre las formas oxigenada y desoxigenada. Las proteínas son las biomoléculas que realizan más diversidad de funciones en los seres vivos; prácticamente todos los procesos biológicos dependen de su presencia y/o actividad. Son proteínas casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones metabólicas de las células; muchas hormonas, reguladores de actividades celulares; la hemoglobina y otras moléculas con funciones de transporte en la sangre; anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes extraños; los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una respuesta determinada; la actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante la contracción; el colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén.


Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos, ADN y ARN, desempeñan, tal vez, la función más importante para la vida: contener, de manera codificada, las instrucciones necesarias para el desarrollo y funcionamiento de la célula. El ADN tienen la capacidad de replicarse, transmitiendo así dichas instrucciones a las células hijas que heredarán la información. Algunas, como ciertos metabolitos (ácido pirúvico, ácido láctico, ácido cítrico, etc.) no encajan en ninguna de las anteriores categorías citadas.


CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS

CARACTERES GENERALES

-La molécula glucídica utilizada por las células como combustible es la glucosa, que puede proceder de: a) la digestión de los nutrientes. b) las reservas almacenadas por las célula. c) la fotosíntesis (caso de fotoautótrofos). -La degradación de la glucosa tiene por objeto: a) la obtención de energía (ATP) para la célula. b) la obtención de metabolitos sencillos (precursores metabólicos) a partir de los cuales se forman macromoléculas celulares. CICLO DE KREBS (Ciclo del ác. cítrico o de los ác.tricarboxílicos)

-Características diferenciales: a) Es la vía común en todas las células aerobias para la oxidación completa de los glúcidos, grasas y proteínas. b) También puede ser el punto de partida de reacciones de biosíntesis. Esto ocurre porque se producen metabolitos intermediarios (ác.


oxalacético y ác. alfa-cetoglutárico), que pueden salir al citosol y actuar como precursores anabólicos. En este sentido, se dice que el ciclo de Krebs tiene naturaleza anfibólica. c) El proceso consiste en la oxidación total del acetil-CoA, que se elimina en forma de CO2. Los e-/H+ obtenidos en las sucesivas oxidaciones se utilizan para formar moléculas de poder reductor y energía química en forma de GTP. A esta formación de energía se la conoce como fosforilación a nivel de sustrato (como la que tiene lugar en la glucólisis). -En resumen, en el ciclo de Krebs, acontece lo siguiente: a) el acetil-CoA se une (condensación) con el oxalacetato para formar citrato, quedando liberada la CoA. b) a continuación se producen una serie de reacciones que van a dar finalmente oxalacetato otra vez; en este secuencia de reacciones lo más importante es: - tienen lugar dos descarboxilaciones (producción de CO2) - se producen cuatro deshidrogenaciones: (oxidaciones) una con NADP, dos con NAD y otra con FAD. - seliberaenergía en forma de GTP.


GLOSARIO

1.

ÁCIDO CÍTRICO: El ácido cítrico es un ácido orgánico tricarboxílico que está presente en la mayoría de las frutas, sobre todo en cítricos como el limón y la naranja. Su fórmula química es C6H8O7.

2.

ÁCIDO

DESOXIRRIBONUCLEICO:

3.

ÁCIDO LÁCTICO:

4.

ÁCIDO PIRÚVICO: El ácido pirúvico es un ácido alfa ceto que tiene un papel

El ácido desoxirribonucleico frecuentemente abreviado como ADN, es un tipo de ácido nucleico, una macromolécula que forma parte de todas las células. El ácido láctico, o su forma ionizada, el lactato también conocido por su nomenclatura oficial ácido 2-hidroxi-propanoico es un compuesto químico que desempeña importantes roles en diversos procesos bioquímicos, como la fermentación láctica. importante en los procesos bioquímicos. El anión carboxilato del ácido pirúvico se conoce como piruvato.

5.

ADENOSÍN TRIFOSFATO: El trifosfato de adenosina o adenosín trifosfato (ATP, del inglés Adenosine TriPhosphate) es un nucleótido fundamental en la obtención de ENERGÍA CELULAR.

6.

CARBONO:

7.

CATÁLISIS: La catálisis es el proceso por el cual se aumenta o disminuye la

El carbono es un elemento químico de número atómico 6 y símbolo C. Es sólido a temperatura ambiente. velocidad de una reacción química, debido a la participación de una sustancia llamada catalizador.

8.

CÉLULA:

9.

GAS:

Es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. Se denomina gas al estado de agregación de la materia en el que las sustancias no tienen forma ni volumen propio, adoptando el de los recipientes que las contienen. Las moléculas que constituyen un gas casi no son atraídas unas por otras, por lo que se mueven en el vacío a gran velocidad y muy separadas unas de otras, explicando así las propiedades.

10. GLÚCIDOS: Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos (del griego σάκχαρον que significa "azúcar") son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son solubles en agua y se clasifican de acuerdo a la cantidad de carbonos o por el grupo funcional aldehído. Son la forma biológica primaria de almacenamiento y consumo de energía. Otras biomoléculas energéticas son las grasas y, en menor medida, las proteínas. 11. GLUCOSA: La glucosa es un monosacárido con fórmula molecular C6H12O6, la misma que la fructosa pero con diferente posición relativa de los grupos -OH y O=.


12. HEMOGLOBINA: La hemoglobina (a menudo abreviada como Hb) es una heteroproteína de la sangre, de masa molecular 64.000 (64 kDa), de color rojo característico, que transporta el oxígeno desde los órganos respiratorios hasta los tejidos, en vertebrados y algunos invertebrados. 13. HIDRÓGENO: El hidrógeno es un elemento químico representado por el símbolo H y con un número atómico de 1. En condiciones normales de presión y temperatura, es un gas diatómico (H2) incoloro, inodoro, insípido, no metálico y altamente inflamable. 14. LÍPIDOS: Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría son biomoléculas, compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno, tienen como característica principal el ser hidrofóbicas o insolubles en agua y sí en solventes orgánicos como la bencina, el benceno y el cloroformo. 15.

MOLÉCULAS:

al conjunto estable y eléctricamente neutro de al menos dos átomos enlazados covalentemente.

16. NITRÓGENO: El nitrógeno es un elemento químico, de número atómico 7, símbolo N y que en condiciones normales forma un gas diatómico (nitrógeno diatómico o molecular) que constituye del orden del 78% del aire atmosférico. En ocasiones es llamado ázoe —antiguamente se usó también Az como símbolo del nitrógeno. 17. OXÍGENO: El oxígeno es un elemento químico de número atómico 8 y símbolo O. En su forma molecular más frecuente, O2, es un gas a temperatura ambiente. Representa aproximadamente el 20,9% en volumen de la composición de la atmósfera terrestre. 18.

QUITINA:

19.

SER VIVO: es un conjunto de átomos y moléculas, que forman una estructura

La quitina es uno de los componentes principales de las paredes celulares de los hongos, del resistente exoesqueleto de los artrópodos: material muy organizada y compleja, en la que intervienen sistemas de comunicación molecular, que se relaciona con el ambiente con un intercambio de materia y energía de una forma ordenada y que tiene la capacidad de desempeñar las funciones básicas de la vida que son la nutrición, la relación y la reproducción, de tal manera que los seres vivos actúan y funcionan por sí mismos sin perder su nivel estructural hasta su muerte.


BIBLIOGRテ:ICAS

PRINCIPAL: http://es.wikipedia.org/wiki/Biomol%C3%A9cula 1) Principal informaciテウn: 7227-biomoleculas-metabolismo-cuestiones-resueltas

QUE SON LAS BIOMOLECULAS: http://es.wikipedia.org/wiki/Biomol%C3%A9cula SIGNIFICADO DE ALGUNAS PALABRAS: http://es.wikipedia.org/wiki/Glucosa

ineterelacion de metabolismo de las biomoleculas  

ablaremos sobre la relacion de la manera en que se metabolisan las biomoleculas.

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