Metabolismo -suma de reacciones químicas ejecutadas por un organismo para conducir energía al desempeño de las funciones vitales

2º Parcial

5. Flujo de energía en la célula

Metabolismo

-suma de reacciones químicas ejecutadas por un organismo para conducir energía al desempeño de las funciones vitales

1. Anabolismo: Síntesis de moléculas complejas
2. Catabolismo: Degradación de moléculas (extracción de energía)

Energía

-Capacidad para efectuar un trabajo

1. E. cinética: Energía del movimiento. Realiza un trabajo.
2. E. Potencial: Capacidad de efectuar un trabajo

Leyes de la termodinámica

1. La energía no se crea ni se destruye; solo se transforma
2. El desorden en el universo se incrementa constantemente (# de energía se convierte de una forma a otra: transferencia se disipa en forma de calor)

Electrones como transportadores de energía

-Átomos almacenan energía potencial en los electrones que orbitan alrededor del núcleo

-Electrón almacena + energía cuanto + lejos este del núcleo

-Energía de posición de un electrón se conserva cuando salta de un átomo a otro.

-En seres vivos: Electrones viajan junto con protones (H)

-La oxidoreducción en seres vivos implica transferencia de átomos de H.

Tipos de reacciones energéticas

Exergónicas

-Liberan energía

-Reacciones en donde los productos contienen menos energía que los sustratos.

-Requieren de energía de activación para iniciar (una vez iniciadas, la energía mantiene el progreso de la reacción sin requerir suministro)

Endergónicas

-Captan energía

-Reacciones en donde los productos tienen más energía que los sustratos

-Requieren suministro externo de energía

(Revisar diapositivas 6-11)

Síntesis de ATP a partir de ADP

-Reacción endergónica catalizada por ATP sintetasa.

- ADP + Energía +P = ATP

Hidrólisis del ATP

-ATP molécula más importante para capturar, almacenar temporal/ y transferir energía para ejecutar trabajo.

-Energía del ATP contenida en los enlaces fosfoanhídridos (enlaces covalentes) formados por la condensación de 2 moléculas de P x deshidratación.

-Hidrólisis del enlace fosfoanhídrido del ATP libera 7.3 Kcal/mol de energía al separase de un grupo P.

Desfosforilación del ATP

-Reacción exergónica

-Liberación de energía para efectuar trabajo

-Inversa :  ATP= energético-P   y  A P-P (ADP)

Reacciones acopladas dentro de células vivas

-Ejecución simultánea de una reacción exergónica y una reacción endergónica donde la primera cede y la segunda absorbe energía.

-En el proceso, interviene un transportador de e- (NADH)

Transportadores de electrones

NAD+ = Nicotinamin Adenin dinucleótido (aceptador de un e- en forma de átomo de H)

NADH =”….” Reducido (Al aceptar H, porta al e- que mantiene su energía de posición)

NADP= “…..” Fosfato (Aceptor de un e- en forma de H)

NADPH=”….” Fosfato Reducido (Al aceptar H, porta al e- que mantiene su energía de posición)

**NADPH diere de NADH en el gpo fosfato adicional unido a una de las ribosas)

Rutas o vías metabólicas

-Serie de reacciones en las que el producto de una reacción es reactivo de otra reacción

Energía de activación

-Control de la velocidad de la reacción

Interacciones enzima- sustrato

1. Substratos entran al sitio activo
2. (sitio activo) Cambio de forma de la enzima promueve la reacción con sustrato.
3. Producto liberado; enzima lista de nuevo

Regulación enzimática

-Inhibición por retroalimentación

Regulación alostérica

-Hay un cambio de forma del sitio activo de la enzima

-Molécula que se une a la enzima y le provoca un cambio de forma es un regulador alostérico

-Regulador alostérico es un inhibidor si cambia la forma del sitio activo de la enzima para impedir la reacción

-R.A. es un activador si cambia de forma del sitio activo de la enzima para promover la reacción

6. Fotosíntesis

Relación entre fotosíntesis y respiración

Estructuras relacionadas con la fotosíntesis

Estructura del cloroplasto

(Revisar imágenes de las diapositivas)

Fotosistemas

-Se encuentran en las membranas de los tilacoides

-Pigmentos que captan la energía de la luz asociados a un sistema de transporte de electrones

-Dos tipos…

1. Fotosistema I: + antiguo, Cede electrones energizados al NADP+, formando NADPH
2. Fotosistema II: Aplica la energía a la síntesis de ATP

-En ambos sistemas, la energía de la luz captada por el pigmento es conducida a un centro de reacción, que expulsa electrones.

Reacciones dependientes e independientes de la luz

-Fotosíntesis se efectúa en las membranas de los tilacoides de los cloroplastos

-Memb. De los tilacoides hay pigmentos captadores de energía solar y sistemas de transporte de e- (fotosistema I y II)

-Fotosistemas ( ocurre en el tilacoide) producen la carga de moléculas portadoras (de E). Mientras reciban suficiente luz, en las reacciones dependientes de la luz.

-Reacciones independientes de la luz: pueden ocurrir con o sin luz; se sintetiza glucosa empleando la energía entregada por las reacciones dependientes de la  luz.

Espectro electromagnético, luz visible y pigmentos captadores de energía

-Longitud de onda (nanómetros )

-La luz visible se compone de luz de varias longitudes de onda (colores) que van de los 400 a los 750nm.

-Varios pigmentos pueden captar la energía de determinadas longitudes de onda de la luz visible

-Clorofila: verde

-Carotenos: Naranja

-Ficocianina: Azul-morado

Reacciones dependientes de la luz

1. La molécula de agua se desintegra liberando dos La molécula de agua se desintegra liberando dos electrones
2. La clorofila acepta los dos electrones y capta La clorofila acepta los dos electrones y capta energía de la luz, que se aplica en gía de la luz, que se aplica en energizar los electrones (eleva su posición orbital). Los electrones energizados son transferidos hacia un “centro de reacción”
3. Los electrones energizados salen del centro de Los electrones energizados salen del centro de reacción y pasan al sistema de ción y pasan al sistema de transporte de electrones.
4. Los electrones entregan su energía (bajan su pos Los electrones entregan su energía (bajan su posición orbital) a medida que n orbital) a medida que pasan a través del sistema de transporte.
5. La energía liberada por los electrones es aplic La energía liberada por los electrones es aplicada a la síntesis de ATP. a la síntesis de ATP.
6. Los pigmentos del fotosistema I aceptan los dos Los pigmentos del fotosistema I aceptan los dos electrones descargados ctrones descargados procedentes del fotosistema II y nuevamente los energizan con la energía captada de la luz.
7. Los electrones energizados salen del centro de Los electrones energizados salen del centro de reacción del fotosistena I y ción del fotosistena I y pasan al sistema de transporte de electrones
8. Los electrones pasan a través del sistema de tr Los electrones pasan a través del sistema de transporte del fotosistema I. orte del fotosistema I
9. Los electrones energizados se unen al NADP Los electrones energizados se unen al NADP+ formando NADPH .

-Oxígeno como subproducto de la fotosíntesis

 Quimiosmosis I

-La energía solar, captada por el fotosistema II, se emplea para bombear iones H desde el estroma hacia el interior del tilacoide.

-El flujo de H+ del tilacoide hacia el estroma abastece la energía para la síntesis de ATP

Ciclo C3 de fijación fijación del carbono (Ciclo de Calvin) de Calvin)

1. Durante la fijación del Durante la fijación del Carbono se combinan H2O, con CO2 y con RuBP (bifosfato bifosfato de ribulosa ribulosa) formando PGA (fosfogliceraldeido fosfogliceraldeido)
2. Se utiliza energía para Se utiliza energía para convertir el PGA en G3P La síntesis de RuBP emplea energía y 10 G3P 1 2 convertir el PGA en G3P (gliceraldeido gliceraldeido 3 fosfato). La síntesis de G3P requiere energía.
3. De los 12 G3P obtenidos, se De los 12 G3P obtenidos, se emplean 10 en la síntesis de RuBP, que requiere , que requiere energía.
4. Los dos G3P restantes Los dos G3P restantes quedan disponibles para la síntesis de glucosa u otros compuestos orgánicos.

Destino del G3P 17

-El G3P es ordinariamente empleado para sintetizar glucosa que a su vez puede combinarse con otros monosacáridos o ligarse en cadenas formando polisacáridos como el almidón o la celulosa.

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