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Metabolismo celular
Concepto
Las células son pequeñas fábricas en las que se procesan
materiales a escala molecular, estos procesos se llevan a cabo a
través de reacciones químicas. Al conjunto de reacciones químicas
celulares se lo conoce con el nombre de metabolismo celular.
El metabolismo tiene dos componentes complementarios:
• Catabolismo
• Anabolismo
Funciones del metabolismo
Obtener energía química utilizable por la célula, que se almacena
en forma de ATP. Esta energía se obtiene por degradación de los
nutrientes.
Fabricar sus propios compuestos a partir de los nutrientes, que
serán utilizados para crear sus estructuras o para almacenarlos
como reserva.
Cuadro comparativo
Vías catabólicas Vías anabólicas
Degradativas (oxidación) Sintetizan (crean, producen)
Transfoman sustancias
complejas en simples.
Transforman sustancias
simples en complejas.
Reacciones exergónicas
(liberan energía).
Reacciones endergónicas
(incorporan energía).
Productos con menor energía
química que los reactivos.
Productos con más energía
química que los reactivos.
Procesos complementarios
Biomoléculas
complejas
Biomoléculas
complejas
Biomoléculas simples
Procesos complementarios
Regulación del metabolismo:
las Enzimas
Todas las reacciones químicas requieren para que se produzcan una energía de activación, energía necesaria para romper los enlaces químicos.
Las enzimas son catalizadores orgánicos (proteínas globulares) cuya función es la de disminuir la energía de activación que se requiere en una reacción química, estableciendo una asociación temporaria con el o con los reaccionantes.
Características de las enzimas
Son específicas, siempre actúan catalizando las mismas reacciones, siempre actúan sobre el mismo sustrato.
Son eficientes en cantidades ínfimas, es decir, actúan en bajas concentraciones.
No se alteran químicamente después de actuar, es decir, que se recuperan por completo después de la reacción y pueden volver a combinarse con nuevos reactantes.
No afectan el equilibrio químico de la reacción, solo modifican su velocidad.
La actividad enzimática está regulada.
Vías enzimáticas
Las enzimas actúan de manera acoplada y en series,
constituyendo las vías metabólicas.
El producto de una reacción enzimática sirve como sustrato
a la siguiente.
Transporte de energía en las células:
ATP (adenosin trifosfato)
Las necesidades energéticas momentáneas de una célula no
pueden ser satisfechas por las reservas de lípidos o glúcidos. Estas
moléculas complejas deben transformarse antes en un compuesto
fácilmente disponible, energéticamente hablando, para que las
células puedan utilizarlos.
En todas las células vivas, la energía se almacena por un tiempo en
un compuesto químico, el adenosín trifosfato (ATP), que contiene
energía de fácil acceso.
Estructura de la molécula de ATP
ATP: es un nucleótido y como tal esta formado por una base nitrogenada (adenina), un azúcar (ribosa) y 3 grupos fosfatos.
Los grupos fosfatos pueden unirse o separase, al separase liberan la energía.
ATP pierde un grupo fosfato se transforma en ADP (adenosín difosfato) que luego podrá ser reconvertido en ATP.
Esta última transformación requiere energía que se almacenará en el enlace formado.
Aporta la energía (química) que necesitan las múltiples reacciones
químicas que ocurren en el organismo.
Aporta la energía necesaria para la ocurrencia de casi todos los
procesos celulares (respiración, secreción hormonal, biosíntesis de
sustancias, transmisión de impulsos nerviosos, división celular)
Aporta la energía necesaria para el transporte de sustancias a través
de membranas.
Facilita la energía necesaria para la contracción muscular.
Funciones del ATP
Vías catabólicas:
El catabolismo comprende
La degradación de moléculas orgánicas, cuya finalidad es la
obtención de energía.
Ésta energía puede ser convertida en ATP mediante un proceso
químico.
Las principales sustancias degradas son los hidratos de carbono
como la glucosa. Otras sustancias degradas para obtener energía
son los lípidos y las proteínas.
Catabolismo de hidratos de carbono:
degradación de glucosa
Catabolismo de glucosa
glucólisis
Respiración celular
Degradación
completa a MI
Fermentación
Degradación incompleta
a MO pequeñas
Respiración
aeróbica
(con O2)
Alcohólica Láctica
Producto final:
CO2 y H2O
Respiración
anaeróbica
(sin O2)
36 ATP4 ATP
Vías anabólicas
El anabolismo es el responsable de:
La formación de los componentes celulares y tejidos corporales y por tanto del crecimiento.
El almacenamiento de energía mediante enlaces químicos en moléculas orgánicas.
Todas las biomoléculas se originan através de esta vía metabólica con gasto de ATP.
Biosíntesismonosacáridos monosacáridos Polisacáridos
Aminoácidos aminoácidos proteínas
nucleótidos nucleótidosÁcidos
nucleícos
GlicerolÁcidos grasos
Grasas neutras
ATP
ATP
ATP
ATP