1. METABOLISMO

2. GRUPOS DE TRABALLO 7.- METABOLISMO 7.1.- Introducción ó Metabolismo -O metabolismo: conceptos básicos (anabolismo, catabolismo, autótrofo, heterótrofo). Comentar a existencia de rutas metabólicas que poden intervir tanto en procesos anabólicos como catabólicos. Hai que explicar en primeiro lugar o metabolismo desde un punto de vista global (enerxía solar, fotosíntese, etc.). Deixar clara a idea de que a enerxía liberada no catabolismo se utiliza en diversos procesos como son o anabolismo, a xeración de calor ou o transporte activo. Utilizar esquemas xerais que ilustren estes aspectos. Explicar con claridade o papel do poder reductor e do ATP nos procesos metabólicos, facendo referencia aos distintos tipos de fosforilación. 7.2.- O catabolismo - Concepto de catabolismo e mecanismo xeral de obtención de enerxía (ATP, respiración, fermentación). Panorámica xeral do catabolismo (glícidos, lípidos e aminoácidos). Concepto de fermentacións e putrefaccións. - Glucolise, ciclo de Krebs, b -oxidación. Cadea respiratoria. Fosforilación oxidativa. De cada unha das rutas metabólicas citadas anteriormente compre saber: a) con que composto empezan e con cal rematan, b) onde teñen lugar, c) que se xera (sen aprender a cuantitativa) e d) para que serven. Exemplo: glucolise, a) glucosa-piruvato, b) citosol, c) piruvato, ATP e NADH, d) obtención de enerxía. Non é preciso aprender a estrutura dos metabolitos nin o nome dos distintos encimas implicados nas reaccións nin os balances. Indicar que para que o piruvato procedente da glucolise se integre no ciclo de Krebs tense antes que transformar en acetil-CoA. Do ciclo de Krebs hai que destacar o seu papel no catabolismo así como que tamén interven no anabolismo. Non é preciso aprender os transportadores electrónicos. Explicar como o gradiente protónico xerado no transporte electrónico contén a enerxía para sintetizar ATP (exemplo da presa de auga como gradiente protónico, a turbina sería a ATPasa e a electricidade o ATP). É fundamental que o alumno comprenda tanto a universalidade como a importancia destes procesos metabólicos. Exemplos interesantes nos que participan estes procesos son a xeración de calor en animais hibernantes (desacoplamento do transporte electrónico da fosforilación oxidativa) e o efecto de determinados velenos (cianuro ou CO). Un exemplo interesante sería explicar o que pasa no noso organismo (integrando fisioloxía e bioquímica) cando inxerimos azucre de mesa (sacarosa) 7.3.- O Anabolismo - Concepto e esquema xeral do anabolismo. Os procesos anabólicos consumen enerxía. En moitas rutas anabólicas empréganse as reaccións reversibles pertencentes á ruta catabólica equivalente (a glucolise e a gluconeoxénese comparten as reaccións próximas ó equilibrio). Da gluconeoxénese e lipoxénese hai que saber onde empezan e rematan, onde teñen lugar e qué se consume (sen aprender a cuantitativa). Un exemplo interesante é a explicación (a grandes rasgos) de como a partir de azucres se sintetizan graxas e, polo tanto, engórdase. Sinalar a imposibilidade dos animais (a nosa especie) de sintetizar azucres a partir de graxas. 8.A FOTOSÍNTESE - Importancia biolóxica da fotosíntese (reacción global da fotosíntese para a formación dunha molécula de glicosa). Ademais é interesante indicar que a fotosíntese é un proceso inverso á respiración. Brevemente, indicar os distintos tipos de organismos fotosintéticos. - A fase luminosa. Esencialmente explicar o esquema en Z (os fotosistemas, xeración de NADPH, ATP e osíxeno) ubicándoo na membrana tilacoide. Non é preciso aprender os transportadores electrónicos; indicar que o NADPH e o ATP se van utilizar na fase escura. Comentar que o ATP se xera por procesos quimiosmóticos ó igual que ocorre na mitocondria. A fotofosforilación cíclica. - A fase escura: a fixación de CO2 (breve descritiva do ciclo de Calvin). Débese aclarar que a fase escura ocorre fundamentalmente en presencia de luz. Saber que o encima que fixa o CO2 é a carboxilasa do difosfato de ribulosa (RUBISCO), o encima máis abondoso da biosfera e que a partir do 3-fosfoglicerato se inician unha serie de reaccións (non explicitalas) que rexeneran a ribulosa (ciclo de Calvin) e interveñen na biosíntese de carbohidratos. - Factores que afectan á intensidade fotosintética. Luz, temperatura e CO2.

4. TIPOS DE METABOLISMO

5. CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS

6. CATABOLISMO DE LA GLUCOSA GLUCOLISIS REACCIÓN GLOBAL Glucosa +2ADP + 2 Pi + 2 NAD+  2 Piruvato + 2ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O

9. ENCRUCIJADA DEL PIRUVATO

10. CICLO DE KREBS REACCIÓN GLOBAL Acetil-CoA + 3 NAD + + FAD + GDP + Pi + 2 H 2 O   2CO 2 + 3 NADH + FADH 2 + GTP + CoA-SH + 3H +

11. CADENA RESPIRATORIA

12. - ATPsintasa - Hipótesis Quimiosmótica de Mitchel

14. RENDIMIENTO ENERGÉTICO DE UNA MOLÉCULA DE GLUCOSA

15. LANZADERAS La Energía que se Deriva de la Oxidación de la Glucosa La glicólisis aerobia de glucosa a piruvato, requiere dos equivalentes de ATP para activar el proceso, con la subsiguiente generación de cuatro equivalentes de ATP y dos equivalentes de NADH. Así, la conversión de un mol de glucosa a dos moles de piruvato se acompaña de la producción neta de dos moles de ATP y NADH. Glucosa + 2 ADP + 2 NAD+ + 2 Pi ——> 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ El NADH generado durante la glicólisis se utiliza para combustible a través de la síntesis de ATP mitocondrial oxidativo fosforilación, la producción de dos o tres equivalentes en función de la ATP a si la lanzadera glicerol fosfato o la lanzadera malato-aspartato se utiliza para el transporte de los electrones de NADH en el citoplasma mitocondria.oxidativo fosforilación El malato-aspartato lanzadera es el principal mecanismo para el movimiento de reducción de los equivalentes (en forma de NADH) del citoplasma a la mitocondria. El glicolíticas vía es una fuente primaria de NADH. En el mitochodria de los electrones NADH puede ser acoplada a la producción de ATP durante el proceso de fosforilación oxidativa. Los electrones son "llevadas" a la mitocondria en forma de malato. Citoplasmáticas malato deshidrogenasa (MDH) reduce oxalacetato (OAA), mientras que a malato oxidantes NADH a NAD +. Malate entonces cuando entra en la mitocondria la reacción inversa es llevada a cabo por mitocondrial MDH. Movimiento de OAA mitocondrial al citoplasma de mantener este ciclo se le requiere transaminated a aspartato (Asp, D), con el grupo amino está donado por el glutamato (Glu, E). El Asp luego sale de la mitocondria y entra en el citoplasma. El glutamato genera deamination de α-cetoglutarato (α-KG) que sale de la mitocondria para el citoplasma. Todos los participantes en el ciclo están presentes en el compartimento celular adecuado para el servicio a función dependiente de la concentración debido a la circulación. Cuando el nivel de energía de la célula se eleva la tasa de la oxidación mitocondrial de NADH a NAD + disminuye y por lo tanto, frena la rueda. GAPDH es gliceraldehido-3-fosfato deshidrogenasa.fosforilación oxidativa

16. El glicerol fosfato lanzadera es un mecanismo de secundaria para el transporte de electrones de mitocondrial NADH citosólico a los transportistas de la fosforilación oxidativa itinerario. El principal NADH citoplásmica de electrones es la lanzadera malato-aspartato lanzadera. Dos son enzimas que participan en este servicio. Una de ellas es la versión de la citosólico enzima glicerol-3-fosfato deshidrogenasa (glicerol- 3-PDH) que tiene como un sustrato, NADH. La segunda es la forma de la mitocondria la enzima que tiene como uno de sus sustratos, FAD +. La red resultado es que hay una conversión continua de la glicolíticas intermedios, DHAP y glicerol-3-fosfato, con la consiguiente transferencia de los electrones de la reducción de NADH citosólico a la mitocondria oxida FAD +. Dado que los electrones mitocondrial de las FADH 2 pienso en el fosforilación oxidativa vía en la coenzima Q (a diferencia de NADH-ubiquinona oxidorreductasa [compleja I]) sólo 2 moles de ATP se generarán a partir de la glicólisis. GAPDH es gliceraldehido-3-fosfato deshidrogenasa.fosforilación oxidativa vía Por tanto la producción neta de la oxidación de un mol de glucosa a dos moles de piruvato puede ser seis u ocho moles de ATP. La oxidación completa de dos moles de piruvato, a través del ciclo tricarboxílico, rinde 30 moles adicionales de ATP; la producción total de la oxidación de una mol de glucosa a CO 2 y H 2 O por tanto es de 36 o 38 moles de ATP.ciclo tricarboxílico

17. ENTRADA DE OTROS GLÚCIDOS EN LA GLUCOLISIS

18. CATABOLISMO DE LOS LÍPIDOS CATABOLISMO GLICERINA

19. CATABOLISMO ÁCIDOS GRASOS SATURADOS 1.- ACTIVACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS

20. 2.- TRANSPORTE A LA MATRIZ MITOCONDRIAL

21.  -OXIDACIÓN REACCIÓN GLOBAL CH 3 -(CH 2 ) 14 -COOH + 8 CoA-SH + ATP + 7 FAD + 7 NAD + + 7 H 2 O   8 (CH 3 -CO-S-CoA) + 7 FADH 2 + 7 (NADH + H + ) + AMP + PP i

23. CATABOLISMO DE LAS PROTEÍNAS Eliminación del grupo amino Oxidación de la cadena carbonada amoniotélicos uricotélicos ureotélicos

24. Transaminasa s En fígado e riles Glutamato deshidrogenasa

27. CATABOLISMO DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

28. FERMENTACIONES FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

29. FERMENTACIÓN LÁCTICA

30. Glicólisis Anaerobia Bajo condiciones aeróbicas, en la mayoría de las células, el piruvato es posteriormente metabolizado por vía del ciclo de Krebs. Bajo condiciones anaerobias y en los eritrocitos bajo condiciones aeróbicas, el piruvato es convertido a lactato por la enzima lactato deshidrogenasa (LDH), y el lactato es entonces transportado fuera de la célula a la circulación. La conversión de piruvato a lactato, bajo condiciones anaerobias, da a la célula un mecanismo para la oxidación del NADH (generado durante la reacción de la GAPDH) a NAD + que ocurre durante la reacción catalizada por la LDH. Esta reducción es nacesaria para que se produzca el NAD +,sustrato necesario para la encima GAPDH, sin la cual la glicólisis se detendría. Normalmente, durante la glicólisis aerobia los electrones del NADH citoplasmático son transferidos a transportadores mitocondriales de la vía de la fosforilación oxidativa generando así una reserva continua de NAD + citoplasmático. La glicólisis aerobia genera más ATP por mol de glucosa oxidada que la glicólisis anaerobia. La utilidad de la glicólisis anaerobia, para una célula muscular cuando esta necesita grandes cantidades de energía, se logra por el hecho de que la velocidad de la producción de ATP por la glicólisis es aproximadamente 100 veces más rápida que la fosforilación oxidativa. Durante el ejercicio las células musculares no necesitan dar energía para vías de reacción anabólicas. El requerimiento es generar la cantidad máxima de ATP, para la contracción muscular, en el periodo más corto de tiempo. Es por esto que las células musculares obtienen la mayoría del ATP consumido de la glicólisis anaerobia.

31. CICLO DE CORI Importancia fisiolóxica da glicólise en diferentes células animais A maioría das células dos animais obteñen o ATP da degradación completa da glicosa a dióxido de carbono e auga. Nembargante, en ausencia de osíxeno (anaerobiose) e nas células que non conteñen mitocondrias, como os eritrocitos humanos, a glicólise é a única vía para producir ATP. Ademáis dos eritrocitos, os leucocitos, as células da córnea e do cristalino no ollo, as células da médula renal e as fibras musculares de contracción rápida teñen poucas mitocondrias e, por conseguinte, obteñen enerxía só a partir da glicólise. Tamén nos músculos esqueléticos, formados tanto por fibras de contracción lenta como por fibras de contracción rápida, cando se inicia un exercicio físico intenso se esgota, inicialmente, o osíxeno dispoñible. Ata que non se produce a vasodilatación e aumentan a achega de osíxeno, a glicólise produce a maior parte de ATP para a contracción muscular. No catabolismo anaerobio o producto final, o ácido láctico ou lactato, prodúcese por unha reducción do piruvato axustada a unha oxidación de NADH. Así, rexenérase este nucleótido imprescindible para a glicólise. A maior parte do lactato pasa ó sangue e a través dela chega ó fígado onde é transformado en glicosa. Este proceso recibe o nome de ciclo de Cori.

32. FERMENTACIÓN PÚTRIDA

33. INTERCONEXIÓN DE LAS RUTAS CATABÓLICAS

34. Un pouco máis complexa…

35. Esta parece máis complicada pero se entendiches bencada ruta tes que ser capaz de descifrala…