1. NUTRICIÓN CELULAR
FASES:
1. Incorporación de nutrientes: Se realiza por procesos de
ósmosis, difusión, transporte activo y pasivo, fagocitosis y
pinocitosis.
2. Digestión extracelular (en el exterior de la célula) y digestión
intracelular (por medio de endocitosis, formación de lisosomas,..)
3. Metabolismo: conjunto de reacciones anabólicas y catabólicas que
tienen lugar en las células, mediante las cuales obtienen energía
para mantenerese y regenerar moléculas y estructuras.
4. Eliminación de sustancias y desechos:Se realiza por secreción
yexcreción (procesos realizados por exocitosis).
2. NUTRICIÓN CELULAR
TIPOS DE NUTRICIÓN CELULAR:
1. Autótrofa: Sintetizan todas las moléculas orgánicas a partir
de sustancias inorgánicas simples (CO2,H2O, NH3, etc). La
energía que requieren para este proceso de formación de
moléculas la pueden obtener a partir de la energía luminosa
(organismos fotoautótrofos) o a partir de la oxidación de
moléculas inorgánicas (organismos quimiolitótrofos).
2. Heterótrofa: Necesitan materia orgánica para sintetizar su
propia materia orgánica. Como fuente de energía utilizan la
energía química almacenada en los enlaces covalentes de la
materia orgánica que ingieren.
3. METABOLISMO
El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que ocurren en
la célula para satisfacer sus necesidades de materia y energía.
Las reacciones que componen el metabolismo son reacciones de
óxido-reducción y están catalizadas por enzimas.
Las reacciones metabólicas se encuentran agrupadas en rutas
metabólicas que encadenan reacciones. Estas rutas metabólicas, en
las que el producto de una reacción suele ser el sustrato de la
siguiente. Estas rutas metabólicas se suelen llevar a cabo de forma
compartimentada dentro de orgánulos.
Las reacciones metabólicas se encuentran acopladas
energéticamente: en unas se desprende energía y en otras se utiliza
esta energía.
4. METABOLISMO
Los procesos metabólicos se pueden agrupar en dos grandes
grupos:
CATABOLISMO: Consiste en la descomposición de moléculas
orgánicas complejas en moléculas sencillas. En las reacciones
metabólicas:
a) Se libera energía que puede ser utilizada para otras
reacciones o para otros trabajos celulares.
b) Se obtienen pequeñas moléculas para las reacciones
de síntesis.
ANABOLISMO: Consiste en la síntesis de moléculas
complejas a partir de moléculas sencillas. Estas reacciones de
biosíntesis requieren un aporte de energía.
5. METABOLISMO
INTERMEDIARIOS TRASNPORTADORES EN EL METABOLISMO
TRANSPORTADORES DE ELECTRONES Y DE GRUPOS
Coenzimas transportadores de electrones:
NAD+ (forma oxidada) – NADH + H+ (forma reducida)
NADP+ (forma oxidada) – NADPH + H+(forma reducida)
FAD+ (forma oxidada) – FADH2 (forma reducida)
Coenzimas transportadores de grupos:
Coenzima A
TRANSPORTADORES DE ENERGÍA:
ATP
6. METABOLISMO
PRINCIPALES MECANISMOS DE SÍNTESIS DE ATP EN LA CÉLULA
SÍNTESIS A NIVEL DE SUSTRATO
Para unir un grupo fosfato al ADP y formar ATP se utiliza la energía
liberada en reacciones de hidrólisis de compuestos ricos en energía.
FOSFORILACIÓN ACOPLADA AL TRANSPORTE DE ELECTRONES
Esta fosforilación se encuentra acoplada al transporte de electrones
a traves de la membrana mitocondrial interna o a través de la
membrana de los tilacoides del cloroplasto.
Si ocurren en la mitocondria se denomina fosforilación oxidativa y
si ocurre en el cloroplasto fotofosrilación.
7. METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
1ª FASE:
En la mayoría de los seres vivos, la glucosa se oxida en una
ruta metabólica llamada glucólisis, que da como resultado 2
moléculas de ATP y dos de ácido pirúvico.
2ª FASE:
-En condiciones aerobias, se produce la respiración
celular, donde el ac. Pirúvico es oxidado totalmente a CO2 y
H”=, actuando el oxígeno como como aceptor final de
electrones.
-En condiciones anaerobias, el ac. Pirúvico se convierte en
otras moléculas orgánicas sencillas y el aceptor de
electrones es una molécula orgánica.
8. METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
1. Glucólisis:
Ruta metabólica que se desarrolla en el citosol celular, cuyo objetivo es
obtener energía a partir de la glucosa.
No necesita oxígeno para su realización y se trata simplemente de una
secuencia de más o menos nueve reacciones. A lo largo de éstas, una
molécula de glucosa se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico.
Se produce en todas las células vivas, desde procariotas hasta eucariotas
animales y vegetales.
Se necesita la energía de 2 moléculas de ATP para iniciar el proceso, pero
una vez iniciado se producen 2 moléculas de NADH y 4 de ATP por lo que
el balance final es de: 2 NADH y 2 ATP por molécula de glucosa:
Glucosa + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+ ==>2 Acido pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 Agua
10. METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
En condiciones aerobias, en las células se lleva a cabo la
RESPIRACIÓN CELULAR.
La respiración celular comprende, además de la glucólisis, las
siguientes fases:
2. Descarboxilación oxidativa:
En condiciones aerobias, el piruvato obtenido en la glucólisis pasa
a la matriz mitocondrial y mediante un proceso de oxidación y
descarboxilación, se forma acetil-CoA.
Por cada molécula de glucosa
se forman:
Dos moléculas de acetilCoA
2 moléculas de NADH
2 CO2
11. METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
2. Ciclo de krebs:
Ruta cíclica.
Se realiza en la matriz
mitocondrial.
Por cada molécula de glucosa se
obtienen:
4 moléculas de CO2
2 moléculas de ATP(a través del GTP)
6 moléculas de NADH
2 moléculas de FADH2
13. METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
4. Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa:
Los electrones del NADH y FADH2 son transportados a través de
una cadena respiratoria situada en la membrana interna
mitocondrial.
La cadena de transporte electrónico está constituida por cuatro
complejos, que son agrupaciones de proteínas transportadoras.
Los e- pasan de transportador en transportador hasta llegar al
oxígeno, que es el último aceptor de electrones.
Según la hipótesis quimiosmótica, la energía liberada por los
electrones en su viaje hacia el oxígeno es utilizada para trasladar
protones desde la matriz al espacio intermembrana, lo que genera
un gradiente electroquímico en la membrana mitocondrial interna.
14. METABOLISMO: Procesos catabólicos
El gradiente hace que los protones tiendan a volver de
nuevo a la matriz a favor de gradiente. El retorno lo hacen
a través de la ATP sintetasa, sintetizándose a su paso ATP.
16. METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
Resumen de la respiración celular
Por cada molécula de glucosa, sumando los ATP obtenidos
directamente y los ATP obtenidos a través de la fosforilación
oxidativa:
Glucólisis……………………….………………8 ATP
Descarboxilación del piruvato………….6 ATP
Ciclo de Krebs……………………………….24 ATP
EN TOTAL…………………………..…………38 ATP
17. METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
En condiciones anaerobias, en las células se lleva a cabo la
FERMENTACIÓN CELULAR.
Características:
El aceptor final de electrones no es el oxígeno, sino una molécula
orgánica.
La degradación de la glucosa no es completa, y el producto final
es otra molécula orgánica, no totalmente oxidadas.
El rendimiento energético es de dos moléculas de ATP por
molécula de glucosa.
Fermentaciones más importantes:
F. alcohólica, F. láctica y F. acética.
18. METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA.
La glucosa se transforma en 2 moléculas de etanol y 2
de CO2 produciendo 2 ATP. Se inicia con la glucólisis
que forma 2 molec. Piruvato, pierde 1 molec. de CO2
dando acetaldehído que se reduce mediante el NADH
generado en la glucólisis, formando etanol.
Larealizan principalmente las levaduras del género
Saccharomyces.
En la industria, tiene interés en la fabricación de
bebidas alcohólicas como el vino, la cerveza y la sidra.
También tiene interés en la fermentación del
pan, donde el CO2 , que se desprende el la
fermentación, esponja la masa.
20. METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS:
FERMENTACIÓN LÁCTICA.
Laglucosa se transforma en 2 moléculas de lactato.
produciendo 2 ATP. Se inicia con la glucólisis que
forma 2 molec. de piruvato que se reduce mediante el
NADH generado en la glucólisis, formando lactato.
Larealizan principalmente las bacterias de los
géneros Lactobacillus, Streptococcus o Leuconostoc.
Enla industria, tiene interés en la elaboración de
productos lácteos como el queso, la cuajada o el yogur.
Estafermentación también ocurre, cuando falta
oxígeno, en células del músculo estriado.
22. METABOLISMO: Procesos catabólicos
CATABOLISMO DE LOS LÍPIDOS:
La principal fuente de reserva energética son los
triacilglicéridos. En estos, el glicerol se transforma
en dihidroxiacetona que se incorpora a la glucólisis
y sigue la vía de la respiración celular hasta el
final.
Los ácidos grasos atraviesan la membrana de la
mitocondria uniéndose a la CoA y, ya en la matriz
mitocondrial, son degradados mediante una ruta
llamada -oxidación de los ácidos grasos.
