METABOLISMO
El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en el interior de las células de los seres vivos, cuyo objetivo es cubrir sus necesidades respecto a materia y energía.
En él se diferencian dos grupos de fases metabólicas: catabolismo y anabolismo, cada uno caracterizado por los siguientes aspectos que a su vez es lo que diferencia a uno del otro.
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Son reacciones de síntesis
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Son reacciones de reducción
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Precisan energía
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A partir de unos pocos sustratos se pueden formar muchos productor.
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Es un conjunto de vías metabólicos divergentes
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Son reacciones de degradación
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Son reacciones de oxidación
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Desprenden energía
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A partir de muchos sustratos diferentes se forman
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casi siempre los mismo productos.
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Es un conjunto de vías metabólicas convergentes
Teniendo en cuenta que los dos bloques más importantes sobre el metabolismo están en las dos páginas separadas que he señalado anteriormente, ya poco queda por estudiar; pero no por ello hemos acabado porque ¿Qué son las enzimas? no nos podemos ir sin saber eso.
biocatalizadores
Las Enzimas son biocatalizadores ya que aumentan la velocidad (cantidad de producto en unidad de tiempo) al disminuir la energía necesaria para que se produzca la reacción. Así mismo, estas no se consumen durante la reacción, ya que hay la misma cantidad de enzimas al principio que al final de la reacción. Sin embargo, se diferencian de los catalizadores inorgánicos ya que las enzimas:
1. Presentan una alta especificidad que se muestra en diferentes grados (absoluta, de grupo y de clase) y diferentes formas (complementariedad, por ajuste inducido y por apretón de manos).
2. Actúan siempre a la temperatura del ser vivo.
3. Tienen una alta actividad ya que consiguen aumentar mucho más la velocidad de la reacción que los catalizadores inorgánicos.
4. Su masa molecular es mucho más elevada.
En cuanto a características generales de las enzimas destacamos que: Son hidrosolubles, por lo que pueden actuar a nivel intracelular o extracelular, son activadas por iones o proenzimas, pueden presentar formas moleculares diferentes a las enzimas pero que catalizan la misma reacción química, llamadas isoenzimas y son proteínas globulares, excepto las Ribozimas que son ARN y cuya función es catalizar la pérdida o ganancia de nucleótidos.
Las enzimas pueden actuar en reacciones de:
-Reacciones de un único sustrato, en las que tras la unión del sustrato a la enzima y la finalización de la reacción química, se separan la enzima y el producto final.
-Reacciones de dos sustratos, en las que ambos sustratos se unen a la vez a la enzima y tras producirse la reacción se separan ambos productos de la enzima; no obstante, también podemos encontrar las reacciones de dos sustratos llamadas ping-pong, en las que la enzima atrae a un sustrato y del que se desprende una pequeña parte. Después, la enzima atrae al segundo sustrato, que se une a ella y a la porción del primer sustrato. Y finalmente de desprenden los productos de la enzima.
Así mismo, estas reacciones pueden verse afectadas por diversos factores como pueden ser la variación de temperatura o pH, si esto ocurre, la enzima se desnaturalizaría y por tanto dejaría de cumplir su función o por la aparición de inhibidores. Estos inhibidores pueden ser de tipo irreversible, reversible competitivos, reversibles no competitivos o reversibles acompetitivos.
La velocidad de estas reacciones es llamada cinética enzimática. La cantidad de enzimas es constante pero si aumenta la cantidad de sustrato, aumenta la velocidad de la reacción ya que se aumenta la probabilidad de que el sustrato de adhiera a la enzima. No obstante, cuando la velocidad llega a un punto en el que se mantiene constante es porque ha llegado a su máxima velocidad y esto es conocido como la saturación enzimática.
Las enzimas se pueden clasificar en base a su función:
1. Oxidoreductoras: llevan a cabo reacciones de oxido-reducción.
2. Transferasas: Transfieren radicales de un sustrato a otro.
3. Hidrolasas: Rompen enlaces gracias a la presencia de H2O.
4. Liasas: Rompen enlaces sin la intervención de agua.
5. Isomerasas: Dan lugar a isómeros.
6. Ligasas y sintetasas: Intervienen en la unión de moléculas o grupos.
Aunque también se pueden clasificar según a su estructura:
1.Enzimas estrictamente proteicas.
2. Holoenzimas, constituidas por una parte proteica (apoenzima) y otra no proteica (cofactor). Dentro del cofactor podemos diferenciar entre cofactor inorgánico y coenzimas.
Los coenzimas los dividimos en coenzimas de oxidación y reducción (encargados del transporte de protones y electrones como el NAD+, NADP+ y el FAD) y coenzimas de transferencia (encargados del transporte de radicales como por ejemplo el ATP). Muchas veces los coenzimas o son vitaminas o las poseen.
En cuanto a las vitaminas diferenciamos entre las liposolubles (solubles en disolventes orgánicos) como las vitaminas A, D, E, K y vitaminas hidrosolubles (solubles en agua) como el complejo B y la vitamina C.
Para entender toda esta teoría tan insípida, he realizado un esquema que lo explica mucho mejor:
Y hasta aquí el conocimiento sobre el metabolismo, NO TE OLVIDES DE LEER LAS PÁGINAS DEL CATABOLISMO Y EL ANABOLISMO, están en dos botones del principio.
Para terminar, este es el esquema global de todo el tema y a continuación las preguntas mandadas en clase para comprobar si nos hemos enterado.
PREGUNTAS
se tenían que hacer la 2,4,5,7,19 y 20
2.- Indica las semejanzas y las diferencias entre fotosíntesis y quimiosíntesis.
Ambas se realizan en organismos autótrofos para una vía constructiva anabólica, es decir, sintetizan moléculas complejas a partir de moléculas sencillas. Las moléculas iniciales son inorgánicas. La diferencia es que la fotosíntesis se produce gracias a la energía luminosa. La quimiosíntesis se produce gracias a la energía desprendida en la oxidación de ciertas moléculas.
4.- ¿Qué se entiende por fotólisis del agua y cuántas moléculas han de sufrir este proceso, para generar una molécula de O2?
Se entiende por fotolisis del agua al proceso en el que una molécula de agua se separa en dos protones que se acumulan en el interior del tilacoide generando gradiente, 2 electrones que van a parar a la clorofila P680 y los átomos de oxígeno.
Para generar dos moléculas de agua se necesitaría dos de agua debido a que por cada molécula se obtiene ½ de oxígeno.
5.- Tanto en la respiración mitocondrial como en la fase luminosa acíclica hay enzimas que trabajan con NADH o NADPH, una cadena transportadora de electrones y ATP-sintetasas, pero hay cietas diferencias. Responde a las cuestiones de la siguiente tabla:
7.- ¿En qué orgánulos de la célula eucariota transcurren los siguientes procesos metabólicos?
a) β-oxidación de los ácidos grasos- Mitocondrias (matriz)
b) Fotofosforilación- Cloroplastos (membrana tilacoidal)
c) Glucólisis- Citoplasma
d) Fosforilación oxidativa-Mitocondrias (membrana interna mitocondrias)
e) Captación de luz por el complejo antena- Cloroplastos (Membranas tilacoidales)
f) Ciclo de Calvin. Cloroplastos (Estroma)
g) Ciclo de los ácidos tricarboxílicos- Mitocondria (Matriz mitocondrial)
19.- Describa los procesos principales que ocurren durante la fase dependiente de la luz (fase luminosa) de la fotosíntesis. (Opción A-Junio 2004)
La fase luminosa tiene lugar en las membranas de los tilacoides , cuando un fotón es captado por el pigmento diana del centro de reacción , sale del átomo dejándolo ionizado . Los electrones perdidos con la energía del fotón pasan de una moléula a otra , que se oxidan y se reducen sucesivamente . Se forma así la cadena transportadora de electrones . La energía captada se invierte en introducir H+ a través de la membrana , que al pasar por la ATP-sintetasa , da lugar a la formación de ATP .
Dependiendo de cual sea el aceptor final de electrones , se distinguen dos procesos :
ETAPA ACÍCLICA : Llegan dos fotones al fotosistema II , que provoca la excitación del pigmento diana y la clorofila P680 pierde 2 electrones , que irán pasando a través de la cadena . La clorofila repone sus electrones perdidos a través de la fotólisis del H2O , que se escinde en 2 H+ y 2 electrones . Los electrones perdidos pasan por la cadena de transporte electrónico , del fotosistema II , a la festinan , luego a la plastoquinona , luego al citocromo b6-f y después a la plastocianina . Antes de que estos electrones lleguen al fotosistema I , este recibe 2 fotones de luz , que provocan que la clorofila P700 se excite , y pierda 2 electrones , que son captados por la ferredoxina y de ahí los transporta a la NADP+ reducidas , donde se incorporan los H+ procedentes del estroma , que es recogido por un NADP+ que se reduce a NADPH+H+ ( FOTORREDUCCIÓN NADP+ ) .La energía que desprende el movimiento de electrones , se utiliza para bombear protones desde el estroma al interior del tilacoide , creando un gradiente electroquímico que hace que los protones regresen al estroma a través de la ATP-sintetasa , formando ATP (FOTOFOSFORILACIÓN )
En resumen , en esta fase hemos obtenido ATP Y NADPH
ETAPA CÍCLICA : Interviene únicamente el fotosistema I , es un flujo cíclico por que el aceptor final de electrones , es el propio centro de reacción de la clorofila P700 . Al no participar el fotosistema II no hay fotólisis de H2O y no hay reducción del NADP+ . Al llegar dos fotones al fotosistema I , la clorofila P700 pierde 2 electrones , que son cedidos a la ferredoxina , esta al citocromo b6-f ( que bombea H+ al interior del tilacoide) , de aquí pasan a la plastoquinona , luego a la plastocianina y de nuevo al fotosistema I . Los protones bombeados , saldrán a través de la ATP-sintetasa provocando la síntesis de ATP . Finalmente, al acabar esta fase solo hemos obtenido ATP
20.- Defina y diferencie los siguientes pares de conceptos referidos a los microorganismos: autótrofo/heterótrofo; quimiosintético/fotosintético; aerobio/ anaerobio. (Opción B-Junio 2002)
Autótrofo : organismo capaz de producir su propio alimento mediante la fotosíntesis o quimiosíntesis , a través de la luz o energía química . Son organismos autógrafos , plantas , algas y algunas bacterias .
Heterótrofo : organismo que no puedo producir su alimento a través de fuentes inorgánicas y por tanto se alimentan de otros organismos de la cadena alimenticia . Ejemplos de organismos heterótrofos , somos nosotros los seres humanos -
Quimiosintético : organismos que realizan un tipo de anabolismo autótrofo y que se aprovechan de la energía desprendida en la oxidación de ciertas moléculas . Como las bacterias quimiosintéticas
Fotosintético : organismos que realizan un anabolismo autógrafo también , pero estos se aprovechan de la energía luminosa . Como son las plantas , algas , cianobacterias , y bacterias fotosintéticas .
Aerobio: son aquellos organismos que necesitan oxígeno para vivir o poder desarrollarse.
Anaerobio: son los que no utilizan oxígeno en su metabolismo, más exactamente que el aceptor final de electrones es otra sustancia diferente del oxígeno. Si el aceptor de electrones es una molécula orgánica (piruvato, acetaldehido, etc.) se trata de metabolismo fermentativo; si el aceptor final es una molécula inorgánica distinta del oxígeno (sulfato, carbonato, etc.) se trata de respiración anaeróbica.
Y POR FIN HAS TERMINADO ESTE TEMA!!!!
Todas las fotos que hay son propias.