Metabolismo y Catabolismo en Biología Celular

Metabolismo: conjunto de reacciones químicas, intercelular, biomoléculas indispensables para el funcionamiento celular. Se desarrolla en rutas y se obtiene un producto. Metabolismo intermedio: interconexiones entre los metabolitos de las principales biomoléculas.

Metabolismo y catabolismo

Reacción de degradación, oxidación, produce ATP, proceso convergente.

ATP

Adenosín trifosfato, nucleótido especial, adribosa y adenina, enlaces N-glucosídico y 3 mol de ácido fosfórico por enlaces éster fosfato. Mecanismos: fosforilación a nivel de S, mediante ATP sintasas (fosforilan el ADP cuando son atravesadas por un flujo de H+).

Catabolismo

Tipo según el aceptor final. Fermentación (aun oxidable, sin O2 y poco ATP), respiración (no oxi, aerobia O2 se reduce a H2O, anaerobia).

Catabolismo de glúcidos

• Glucogenólisis: desgradación del glucógeno hepático y muscular para liberar glucosa, enzima glucógeno fosforilasa que en presencia de fosfato inorgánico libera glucosa 1P. Facilitado por glucagón y adrenalina. Citosol.
• Glucólisis: ausencia de O2 en citosol. 1 glucosa = 2 piruvatos + 2 ATP + 2 NADH. Etapa preparatoria: glucosa fosforilada en C6 a expensas del ATP por hexocinasa; glucosa 6P a fructosa 6P y luego fructosa 1,6 disfosfato por fosfofructocinasa. Etapa de ruptura: fructosa 1,6 DP a dihidroxiacetona y gliceraldehido. Etapa oxidativa: 2 gliceraldehido 3P a 2 Ac 1,3 disfosfoglicérico, a 2 ac3fosfoglicérico a 22 ac2fosfoglicérico a 2 ac.fosfoenolpirúvico a 2 ac.pirúvico. GASTO 2 ATP, FORMAN 4.

Destinos catabólicos

RESPIRACIÓN CELULAR oxidación completa del piruvato en el interior de la mitocondria en presencia de O2. Etapas: descarboxilación oxidativa (piruvato a acetil CoA, ocurre en la matriz), ciclo de Krebs (matriz mitocondrial y citosol, carácter anfíbolico, oxidación completa dos vueltas). Cadena de transporte de e y fosforilación oxidativa (objetivos: sintetizar ATP mediante enzimas ATP sintasas en crestas, oxidar coenzimas reducidas anteriores para que krebs y descarboxilación oxidativa continúen.)

Cadena de transporte

Constituida por una sucesión de moléculas proteicas y lípidos en la cara interior de crestas. Los NADH ceden 2 e al complejo I que a su vez las cede al coenzima Q. Los FADH2 ceden 2e al complejo II que a su vez las cede al coQ. La CoQ cede 2e al CIII, este al citocromoC y este al complejo III que finalmente cede los 2 e al O2. La fosforilación oxidativa es el proceso de síntesis de ATP acoplado a la cadena de transporte de e y causado por la fuerza protón motriz.

Fermentación

Ocurre en el citosol, aceptor final de e compuesto orgánico, oxidación parcial generando 2 ATP por glucosa. Ocurre en ausencia de mitocondrias, ausencia de O2, agotamiento de O2. Fases: glucólisis, fase de oxidación del NADH para no bloquear la fase anterior. Fermentación láctica (aceptor final piruvato, producto final lactato), Fermentación alcohólica: aceptor acetaldehído, producto etanol.

Catabolismo de lípidos

Lipólisis: hidrólisis de triacilglicéridos del tejido adiposo. Citosol. β oxidación: permite el catabolismo de ácidos grasos en la matriz mitocondrial cuando el primer combustible se reduce.

Anabolismo

Sintetizar moléculas complejas a partir de sencillas. Reacciones endergónicas no ocurren espontáneamente, acoplan a reacciones catabólicas exergónicas.

Anabolismo de glúcidos

Glucogénesis (síntesis de glucógeno en el citosol de las células hepáticas o musculares a partir de excedente de glucosa), neoglucogénesis (proceso anabólico, síntesis de glucosa con precursores no glucídicos.

Anabolismo autótrofo

Fotosíntesis: E luminosa en E química (ATP, glucosa) Puede ser: oxigénica (plantas, algas y cianobacterias. Donador H2O). Anoxigénica (bacterias púrpuras y verdes del S. H2S).

Aparato fotosintetizador

Conjunto de estructuras moleculares situadas en la membrana de los tilacoides. Foto 1, 2, cadena de transporte de e, y ATP sintasas.

Fotosistemas

Asociación de pigmentos fotosintéticos como proteínas de la membrana de los tilacoides. Antena (pigmentos fotosintéticos frente a las proteínas), centro de reacción (+ proteínas que pigmentos). Fotosistema 1 (absorbe longitudes de onda menor o igual a 700nm, pigmento diana clorofila alfa I), 2 (680, clorofila).

Replicación bacteriana

Universal, existen codones sinónimos, no es ambiguo, es continuo, sentido 5-3. Triplete de inicio y tres de parada. Etapas de la traducción: Activación de los Aa, traducción: inicio (la subunidad menor del ribosoma reconoce la secuencia líder del ADN y se une a ella por complementariedad de bases. Une el ARNt. Acopla subunidad mayor del ribosoma (complejo ribosomal activo que tiene dos lugares relevantes)).

Eucariotas: inicio (ARNpol2 reconoce al promotor con sus 2 secuencias consenso TATA, CAAT, se activa y desenrolla una vuelta de hélice de ADN), elongación de cadena (añadir 3 nucleótidos se añade en el extremo 5 del ARNm una caperuza formada por 7-metilguanosina 3P invertida), finalización (proceso de transcripción ocurre, se alcanza una secuencia de terminación TTATTT. Después la enzima poliApolimerasa añade una secuencia de 200 nucleótidos de adenina al extremo 3), maduración (el pre-ARNm debe someterse al proceso de maduración, eliminar intrones, unir ARN ligasa, un ARNm maduro y definitivo.), traducción (paso de una secuencia de ribonucleótidos del ARNm a una secuencia de Aa de cadena polipeptídica).

Código genético

Relación de equivalencia entre secuencia de nucleótidos del ARNm y la secuencia de Aa de una proteína o cadena polipeptídica. Codón: secuencia de 3 ribonucleótidos consecutivos del ARNm, unidad básica de traducción.

Mecanismos de reproducción bacteriana

Ni mitosis ni meiosis, bipartición. Mecanismos parasexuales: transmisión horizontal de plásmidos. Tres: Conjugación (una bacteria portadora de un plásmido, una copia de este a otra mediante un pili sexual), transducción (un bacteriófago actúa de vector captando el plásmido de una bacteria e inoculando en otra), transformación (una bacteria capta el plásmido de otra bacteria vecina muerta).