Bioenergetica

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UNIDAD V.- BIOENERGÉTICA
Contenidos:
Las reacciones de oxidación y su importancia en la bioenergética.
Rutas metabólicas y de transferencia de energía: Catabolismo y anabolismo.
Cambios en la energía libre y espontaneidad de la reacción.
Reacciones exergónicas y endergónicas.
Conversión del piruvato a acetilcoenzimaA y CO2. El ciclo de Krebs y la producción
de NADH, FADH2, GTP y CO2.El ciclo de Krebs como vía anfibólica. Cadena de
transporte de electrones y la conversión del O2 en H2O. Los complejos I, II, III y IV
en la cadena de transporte de electrones. Inhibidores y desacoplantes. Gradiente de
protones en la membrana mitocondrial interna y la forforilación oxidativa.
Objetivo terminal: Describir el metabolismo aerobio mitocondrial.
Objetivos específicos:
1.-Diferenciar las reacciones de óxido reducción.
2.-Definir las vías catabólicas, anabólicas y anfibólicas, procesos exergónicos y
endergónicos.
3.- Explicar la relación que existe entre los cambios en la energía libre y la
espontaneidad de la reacción.
4.- Representar en forma esquemática el metabolismo aerobio mitocondrial.
5.- Puntualizar la función del O2 en el metabolismo energético.
6.-Reconocer los productos del ciclo de Krebs.
7.- Diferenciar los inhibidores y desacoplantes de la cadena de transporte de
electrones.
8.- Comprender la teoría quimiosmótica y la fosforilación oxidativa.

2

El ciclo del carbono en la naturaleza
y la fuente de energía para la vida
Carbohidratos 4,1 Kcal/g
Lípidos
9,3
Proteínas
4,1

fotosíntesis

catabolismo


En el catabolismo
hayreacciones
redox
Mathews y van Holde. Bioquímica.
2000, con modificación por prof Ortiz
H., Enfermería UCV

OXIDACIÓN ejemplo Fe2+

REDUCCIÓN ejemplo O2 + e

Fe3+ + e

O 2

(ión superóxido)

3

CATABÓLICAS

Oxidación de Carb, Lip, prot.
Liberan energía
Reacciones exergónicas ∆ G < 0
Reacciones irreversibles

ANABÓLICAS

Síntesis de proteínas, ADN,. . .
Requierenenergía (ATP, GTP, . . .)
Reacciones endergónicas ∆ G > 0

ANFIBÓLICAS

El ciclo de Krebs
Las vías que participan en el
catabolismo y anabolismo

MMI

Ejemplo de vía catabólica (1), anabólica (2) y anfibólica (3)

TG

Glucosa

Proteína

(2) Síntesis de
proteínas

(1) glucólisis

AG

Citosol

Piruvato
MMI

CO2
Aspartato

AcetilCoA
Ox

NADH

Ácidos
(1) grasos(AcilCoA)

Citrato

(3)

Ciclo
de
Krebs
CO2 + NADH

Matriz
mitocondrial

CO2 + NADH
GTP
FADH2

ADP + Pi
H2O
½ O2 + 2H+
e Cadena de Transporte de e-

1.- Lehninger. Biochemistry, 2000. 2.- Mathews y van Holde, Bioquímica,
2000. Con modificación prof Ortiz H. Enfermería, UCV

H+

H+ H+

4

ATP

De la lámina anterior: EN EL ORGANISMO

OXIDACIÓN DE LA GLUCOSA HASTACO2, H2O Y ATP
En el citosol:
1.- La vía glucolítica o glucólisis
En la mitocondria:
2.-La conversión de piruvato a AcetilCoA ( una sola reacción)
3.- El ciclo de Krebs
4.- La cadena de transporte de e- y la fosforilación oxidativa
OXIDACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS HASTA CO2, H2O Y ATP
En el citosol:
1.- Activación de los AG  AcilCoA
En la mitocondria:
2.- Beta oxidación de los AG  AcetilCoA
3.- El ciclo de Krebs
4.- La cadena de transporte de e- y la fosforilación oxidativa
OXIDACIÓN DE LOS AMINO ÁCIDOS HASTA CO2, H2O Y ATP
Algunos degradan hasta piruvato, acetilCoA, Ox. . .
En la mitocondria: continúan por el ciclo de Krebs . . .

5

Reacciones

6

Exotérmicas: liberan calor
Endotérmicas: absorben calor
Isotérmicas: no hay transferencia de calor

Entropía:una medida del grado de desorden
S,universo = S,sistema + S,alrededores

S,universo. = S,sistema - H / T.
- TS,universo = G = H – TS,sistema
G representa la energía útil, para realizar un trabajo
∆ G < 0 reacción exergónica, espontánea
∆ G > 0 reacción endergónica, no es espontánea
G = 0 reacción en equilibrio

H3C-C-COO-

Piruvato

Ciclo de Krebs:
enzimas (E)

CO2...