ineterelacion de metabolismo de las biomoleculas
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NTERRELACIÓN DE METABOLIZACIÓN DE LAS BIOMOLECULAS
I
Glucosa - forma
dextrógira
Fructosa - forma
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 transformados en acetil-CoA, con
desprendimiento de
cierta cantidad de ATP y NADH2.
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 físico-
químicos 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 físico-
químicas, 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
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,
Glucosa - forma dextrógira Fructosa - forma dextrógira
Ribosa - forma furanosa
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: El ácido desoxirribonucleico
frecuentemente abreviado como ADN, es un tipo de ácido nucleico, una
macromolécula que forma parte de todas las células.
3. ÁCIDO LÁCTICO: 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.
4. ÁCIDO PIRÚVICO: El ácido pirúvico es un ácido alfa ceto que tiene un papel
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: El carbono es un elemento químico de número atómico 6 y
símbolo C. Es sólido a temperatura ambiente.
7. CATÁLISIS: La catálisis es el proceso por el cual se aumenta o disminuye la
velocidad de una reacción química, debido a la participación de una sustancia
llamada catalizador.
8. CÉLULA: Es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la
célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo.
9. GAS: 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: La quitina es uno de los componentes principales de las paredes
celulares de los hongos, del resistente exoesqueleto de los artrópodos:
19. SER VIVO: es un conjunto de átomos y moléculas, que forman una estructura
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.
BIBLIOGRÁFICAS
PRINCIPAL:
http://es.wikipedia.org/wiki/Biomol%C3%A9cula
1) Principal información:
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