Metabolismo Y Bioenergética.

TEMA 15. Introducción al metabolismo y bioenergética.
Panorámica del metabolismo energético. Anabolismo y
catabolismo. Rutas centrales del metabolismo. Principios
generales sobre regulación metabólica. Principios de
bioenergética. Energía libre. Procesos irreversibles.
Reacciones acopladas. Papel central del ATP en el
metabolismo energético. Hidrólisis de ATP. Otros
compuestos ricos enenergía. Transferencia de grupos
fosfato. Reacciones de oxido-reducción biológica.
Coenzimas transportadoras de electrones. Vitaminas.

Dpto. Biología Molecular
M. Dolores Delgado

Fuentes de Carbono y Energía para el Metabolismo
Energía solar

Dióxido de Carbono
Otros nutrientes

AUTÓTROFOS
Fotosintéticos
(plantas)

Polisacáridos
Lípidos
Proteínas
Ac. Nucleicos

Dióxido deCarbono
Agua

HETERÓTROFOS
Quimiosintéticos
(animales)

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL
CATABOLISMO Y EL ANABOLISMO
Macromoléculas
celulares

Nutrientes
productores
de energía

Proteínas
Polisacáridos
Lípidos
Acidos Nucleicos

Glúcidos
Grasas
Proteínas

CATABOLISMO
•Degradativo, oxidativo
•Genera energía, produce
ATP.

Catabolismo

ADP+Pi
NAD+
NADP+

ANABOLISMO•Los productos finales e
intermedios son materias
primas del anabolismo

•Sintético, reductivo
•Utiliza energía, consume ATP.
ATP
NADH
NADPH

•Genera desechos que se
excretan al entorno

Anabolismo

• “LISIS”

•Los productos finales son
materias primas del catabolismo
• “GENESIS”

Energía
química

Productos poco
energéticos

CO2, H2O
NH3

Moléculas
precursorasAminoácidos
Monosacáridos
Ácidos grasos
Bases nitrogenadas

Modificado del “Lehninger
Principios de Bioquímica", 4ª ed.
Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega.
2006.

GLUCOLISIS
GLUCOSA
Hexoquinasa

GLUCOSA-6-P
Fosfoglucoisomerasa

FRUCTOSA-6-P
Fosfofructoquinasa

FRUCTOSA-1,6-BP
Aldolasa

DHAP

GLICERALDEHIDO-3P

TPI

GAPDH

NADH
1,3-BPG

PGK

ATP
3-PG

PGM2-PG
Enolasa

PEP
Piruvatoquinasa

ATP
(2) PIRUVATO

Esquema general del metabolismo

Proteínas

Acidos
Nucleicos

Polisacáridos

Monosacáridos

Lípidos

Glicerol

Nucleótidos
Aminoácidos
Glucosa

Piruvato

Urea

ANABOLISMO

CATABOLISMO

AcetilCoA

e-

CO2
O2
H2O

ATP

Acidos
Grasos

REGULACIÓN DE LAS RUTAS METABÓLICAS

Sirve para:
Que lavelocidad de la vía esté adaptada a las necesidades de la célula
Que las vías de síntesis y degradación no esté activas a la vez.
Las rutas catabólicas y anabólicas no son inversas las unas de las
otras. Ambas rutas tienen a menudo localización diferente en las
células

Se dá a tres niveles:
1. Por los enzimas alostéricos, capaces de cambiar la actividad
catalítica en respuesta a moduladoresestimuladores o inhibidores.
2. Mediante regulación hormonal..
3. Por regulación de la concentración de un enzima en la célula
(regulación genética)

LAS RUTAS METABÓLICAS SE DESARROLLAN EN LUGARES
ESPECÍFICOS DE LAS CÉLULAS
NÚCLEO
Replicación del DNA
Síntesis tRNA y mRNA
NUCLEOLO
síntesis rRNA

RETÍCULO ENDOPLÁSMICO
Síntesis de lípidos, transporte intracelular

RIBOSOMAS
Síntesisde proteínas

GOLGI
Maduración de glucoproteínas y otros
componentes de las membranas

MITOCONDRIAS

CITOSOL

Oxidación del piruvato
Ciclo Krebs
Fosforilación oxidativa
Oxidación de ácidos grasos
Catabolismo de aminoácidos

Glucolisis, parte de gluconeogénesis;
pentosas fosfato; síntesis de ácidos grasos, síntesis
de nucleótidos

REACCIONES BIOQUÍMICAS

Muchas reaccionesquímicas requieren condiciones
no compatibles con los organismos vivos:
solventes no acuosos
alta temperatura y presión
presencia de ácidos o bases fuertes

Las reacciones bioquímicas tienen lugar bajo
condiciones especiales:
soluciones acuosas
condiciones suaves: presión y temperatura
prácticamente constantes
pH fisiológico
catalizadas enzimáticamente

TRABAJO Y ENERGÍA BIOLÓGICOS...