Biologia Celular! Metabolismo

1- ¿Qué es metabolismo?

El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y en el organismo, estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos

También el metabolismo de un organismo determina qué sustancias encontrará nutritivas y cuáles encontrará tóxicas. Por ejemplo, algunas procariotas utilizan sulfuro de hidrógeno como nutriente, pero este gas es venenoso para los animales.2 La velocidad del metabolismo, el rango metabólico, también influye en cuánto alimento va a requerir un organismo.

2- ¿Qué es un compuesto endógeno?

Los compuestos endógenos son aquellos que se originan en el interior de la Tierra debido a las altas temperaturas y presiones que allí se generan, y se pueden clasificar en dos tipos: orogénicos y epirogénicos.

3- ¿Qué es una ruta metabólica?

Una ruta metabólica o vía metabólica es una sucesión de reacciones químicas que conducen de un sustrato inicial a uno o varios productos finales, a través de una serie de metabolitos intermediarios. Por ejemplo, en la ruta metabólica que incluye la secuencia de reacciones:

A → B → C → D → E

A es el sustrato inicial, E es el producto final, y B, C, D son los metabolitos intermediarios de la ruta metabólica.

Las diferentes reacciones de todas las rutas metabólicas están catalizadas por enzimas y ocurren en el interior de las células. Muchas de estas rutas son muy complejas e involucran una modificación paso a paso de la sustancia inicial para darle la forma del producto con la estructura química deseada.

Todas las rutas metabólicas están interconectadas y muchas no tienen sentido aisladamente; no obstante, dada la enorme complejidad del metabolismo, su subdivisión en series relativamente cortas de reacciones facilita mucho su comprensión. Muchas rutas metabólicas se entrecruzan y existen algunos metabolitos que son importantes encrucijadas metabólicas, como el acetil coenzima-A.

4-¿Cuáles son las rutas metabólicas del metabolismo energético? Explíquelas

Normalmente se distinguen tres tipos de rutas metabólicas:

Rutas catabólicas. Son rutas oxidativas en las que se libera energía y poder reductor y a la vez se sintetiza ATP. Por ejemplo, la glucólisis y la beta-oxidación. En conjunto forman el catabolismo.

Rutas anabólicas. Son rutas reductoras en las que se consume energía (ATP) y poder reductor. Por ejemplo, gluconeogénesis y el ciclo de Calvin. En conjunto forman el anabolismo.

Rutas anfibólicas. Son rutas mixtas, catabólicas y anabólicas, como el ciclo de Krebs, que genera energía y poder reductor, y precursores para la biosíntesis de la cual se forman sustancias oxidativas.

5- ¿Cuál es el equivalente reducido derivado de la glucolisis?

La glicólisis aerobia de glucosa a piruvato, requiere dos equivalentes de ATP para activar el proceso, con la subsiguiente generación de cuatro equivalentes de ATP y dos equivalentes de NADH. Así, la conversión de un mol de glucosa a dos moles de piruvato se acompaña de la producción neta de dos moles de ATP y NADH.

Glucosa + 2 ADP + 2 NAD+ + 2 Pi ——> 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+

El NADH generado durante la glicólisis se utiliza para combustible a través de la síntesis de ATP mitocondrial oxidativo fosforilación, la producción de dos o tres equivalentes en función de la ATP a si la lanzadera glicerol fosfato o la lanzadera malato-aspartato se utiliza para el transporte de los electrones de NADH en el citoplasma mitocondria.

Selección múltiple con única respuesta:

1. Las siguientes son las clases de reacciones del metabolismo:

Explica cada una de ellas:

-CATABÓLICAS -ANABÓLICAS -ANFIBOLICAS

-EXERGONICAS -ENDERGONICAS -EXOTÉRMICAS

-ENDOTÉRMICAS

CATABOLICAS: El catabolismo es la parte del proceso metabólico que consiste en la transformación de biomolecular complejas en moléculas sencillas y en el almacenamiento adecuado de la energía química desprendida en forma de enlaces de alta energía en moléculas de adenosín trifosfato.

ANABOLISMO: es el conjunto de procesos del metabolismo que tienen como resultado la síntesis de componentes celulares a partir de precursores de baja masa molecular, 1 por lo que recibe también el nombre de biosíntesis.

ANFIBIOLICAS: Son rutas mixtas, catabólicas y anabólicas, como el ciclo de Krebs, que genera energía y poder reductor, y precursores para la biosíntesis.

EXERGONICAS: Es reacción exergónica es una reacción química donde la variación de la energía libre de Gibbs es negativa. Esto nos indica la dirección que la reacción seguirá. A temperatura y presión constantes una reacción exergónica

ENDOTÉRMICAS: Se denomina reacción endotérmica a cualquier reacción química que absorbe energía, si hablamos de entalpía (H), una reacción endotérmica es aquella que tiene un incremento de entalpía o ΔH positivo. Es decir, la energía que poseen los productos es mayor a la de los reactivos.

ENDERGONICAS: es una reacción química en donde el incremento de energía libre es positivo, bajo condiciones de temperatura y presión constantes, esto quiere decir que el incremento en la energía libre de Gibbs estándar debe ser positivo.

EXOTÉRMICAS: Es aquella reacción donde se libera calor, esto significa que la energía de las moléculas de los productos (EP) es menor que la energía de las moléculas de los reaccionantes (ER), en las reacciones químicas exotérmicas se desprende calor, el DH es negativo y significa que la energía de los productos es menor que la energía de los reactivos, por ejemplo en las reacciones de combustión.

2. ¿A qué tipo de alimento pertenecen los siguientes términos de metabolismo?

• GLUCOLISIS: Pertenece a los carbohidratos. Es la conversión de 1 glucosa a dos piruvatos

• GLUCONEOGENESIS: pertenece a los aminoácidos: leche materna. Es la creación de glucosa a partir de piruvato, lactato o intermediarios del ciclo de Krebs. Es un proceso clave pues permite a los organismos superiores obtener glucosa en estados metabólicos como el ayuno.

• GLUCOGENOGENESIS:

• GLUCOGENOLISIS: Se encarga de degradar el glucógeno para dar glucosa

• GLUCOGÉNESIS: pertenece a las proteínas: carne, pollo, huevo, grasas. La glucogénesis es la formación glucógeno a partir de la glucosa de los alimentos

3. ¿En qué etapa ocurre la respiración de las células eucariotas?:

a) Oxidación del piruvato.

b) Ciclo de los ácidos tricarboxílicos.

c) Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa del ADP a ATP

d) Todas las anteriores

En las células eucariotas la respiración (aeróbica) se realiza en las mitocondrias y ocurre en varias etapas que son:

• Glucólisis (ocurre tanto en respiración aeróbica como anaeróbica): una molécula de glucosa de seis carbonos, se convierte en dos moléculas de piruvato, de tres carbonos, con la formación de ATP y NADH.

• Oxidación del piruvato: Lo primero que ocurre tras la glucólisis es que el ácido pirúvico pasa desde el citoplasma a la matriz mitocondrial, atravesando las membranas. El ácido pirúvico sufre una oxidación, se libera una molécula de CO2 y se forma un grupo acilo (CH3-CO). En esta reacción se forma una molécula de NADH. Como en la glucólisis el producto final eran dos moléculas de ácido pirúvico, lógicamente se formarán ahora dos de NADH por cada molécula de glucosa. dicho NADH se dirigirá a la cadena respiratoria para convertirse en ATP.

• Ciclo de los ácidos tricarboxílicos (ciclo de Krebs): Tiene lugar en la matriz de la mitocondria en presencia de oxígeno, en donde el AcetilcoA sufre diferentes reacciones produciendo moléculas de NADH, GTP, FADH Y ATP

• Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa del ADP a ATP: Las coenzimas NADH y FADH sintetizadas en las etapas anteriores capturan electrones del sustrato. Al ser oxidadas estas coenzimas comienza una cadena transportadora de electrones y, a través de diversos procesos de óxido-reducción se logra formar moléculas de ATP. Es tal la efectividad de este proceso que se forma treinta y cuatro moléculas de este. Además, se forma agua ya que los electrones libres y los protones hidrogeno (H+) son captados por oxígeno molecular (O2).

4. La transaminación es:

a) La ruta metabólica de los aminoácidos

b) La ruta metabólica de las proteínas

c) Una coenzima

d) El destino final de la glucosa

La transaminación es una de las reacciones más importantes del catabolismo y de la biosíntesis de los aminoácidos, en donde el grupo amino de un aminoácido es transferido a la enzima, produciendo el correspondiente a-ceto ácido y la enzima aminada y finalmente el grupo amino es transferido al a-ceto ácido aceptor formando el producto aminoácido y regenerando la enzima.

5. La formación

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