CLASE COMPONENTES ENERGETICOS BIOQUÍMICA.pptx

Componentes energéticos

1. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

2. INTRODUCCION LAS CELULAS CONTIENEN CUATRO TIPOS PRINCIPALES DE BIOMOLECULAS PROTEINAS (AMINOACIDOS) CARBOHIDRATOS ACIDOS NUCLEICOS LIPIDOS Bioquimica Pratt y Cornely (primer capitulo)

3. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS EL METABOLISMO COMPRENDE UNA SERIE DE TRANSFORMACIONES QUÍMICAS Y PROCESOS ENERGÉTICOS QUE OCURREN EN EL SER VIVO. PARA QUE SUCEDAN CADA UNA DE ESAS TRANSFORMACIONES SE NECESITAN ENZIMAS QUE ORIGINEN SUSTANCIAS QUE SEAN A SU VEZ PRODUCTOS DE OTRAS REACCIONES. EL CONJUNTO DE REACCIONES QUÍMICAS Y ENZIMÁTICAS SE DENOMINA RUTA O VÍA METABÓLICA. EL METABOLISMO SE DIVIDE EN: EL CATABOLISMO es el metabolismo de degradación de sustancias con liberación de energía. EL ANABOLISMO es el metabolismo de construcción de sustancias complejas con necesidad de energía en el proceso.

4. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS En las rutas metabólicas se necesitan numerosas y específicas moléculas que van conformando los pasos y productos intermedios de las rutas. Pero, además, son necesarios varios tipos de moléculas indispensables para su desarrollo final: 1. METABOLITOS (moléculas que ingresan en la ruta para su degradación o para participar en la síntesis de otras sustancias más complejas), 2. NUCLEÓTIDOS FAD, NADH ETC 3. MOLÉCULAS ENERGÉTICAS (ATP y GTP o la Coenzima A que, al almacenar o desprender fosfato de sus moléculas, liberan o almacenan energía), 4. MOLÉCULAS AMBIENTALES (oxígeno, agua, dióxido de carbono, etc. que se encuentran al comienzo o final de algún proceso metabólico).

5. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

6. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS EN LOS SISTEMAS BIOLOGICOS SE UTILIZA ENERGIA QUIMICA PARA IMPULSAR PROCESOS VIVOS. EL ATP ACTUA COMO LA MONEDA ENERGETICA DE LA CELULA. A FIN DE MANTENER PROCESOS VIVOS , LOS ORGANISMOS DEBEN OBTENER ENERGIA DE SU AMBIENTE . EN TODOS ESTOS ORGANISMOS EL ATP TIENE UNA FUNCION FUNDAMENTAL EN LA TRANSFERENCIA DE ENERGIA. EL ATP PUEDE ACTUAR COMO UN DONADOR DE FOSFATOS DE ALTA ENERGIA PARA FORMAR LOS COMPUESTOS NECESARIOS. ¿DE DONDE VIENE LA ENERGIA? ALIMENTOS >>>>> SISTEMA DIGESTIVO>>>>>> ENERGIA QUIMICA >>>>>>ENERGIA MECANICA

7. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS DE IGUAL MODO CON LAS ENZIMAS NECESARIAS EL ADP PUEDE ACEPTAR GRUPOS FOSFATOS PARA FORMAR ATP. HAY TRES FUENTES PRINCIPALES DE GRUPOS FOSFATOS QUE PARTICIPAN EN LA CONSERVACION DE LA ENERGIA: FOSFORILACION OXIDATIVA GLUCOLISIS CICLO DE KREBS O CICLO DEL ACIDO CITRICO ¿DE DONDE VIENE LA ENERGIA? ALIMENTOS >>>>> SISTEMA DIGESTIVO>>>>>> ENERGIA QUIMICA >>>>>>ENERGIA MECANICA

8. ATP ES LA MOLÉCULA MAS IMPORTANTE PARA CAPTURAR Y TRANSFERIR ENERGÍA LIBRE EN LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS. EXISTEN OTRAS MOLÉCULAS DE ALTA ENERGÍA PERO EL ATP ES LA MONEDA UNIVERSAL DE ENERGÍA QUÍMICA. SE ENCUENTRA EN TODOS LOS ORGANISMOS Y DEBE HABER ESTADO PRESENTE EN LAS FORMAS DE VIDA MAS ANTIGUAS. LA HIDRÓLISIS DEL ENLACE FOSFATO ANHIDRO TERMINAL DE ALTA ENERGÍA DEL ATP PARA OBTENER ADP Y P INORGÁNICO PRODUCE 7,3 KCAL/MOL DE ENERGÍA LIBRE. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

9. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

10. EN LA OXIDACIÓN AERÓBICA DE LOS ÁCIDOS GRASOS Y LAS HEXOSAS (PREFERENTEMENTE GLUCOSA) SON METABOLIZADOS A CO2 Y H2O Y LA ENERGÍA LIBERADA SE CONVIERTE EN LA ENERGÍA QUÍMICA EN LOS ENLACES FOSFATO ANHIDROS DEL ATP. LOS PASOS INICIALES DE LA OXIDACIÓN DE LA GLUCOSA SE LLEVAN A CABO EN EL CITOSOL EN EL PROCESO LLAMADO GLICÓLISIS, TANTO EN PROCARIOTES COMO EUCARIONTES Y NO NECESITAN O2. EN EUCARIOTES, ESTA ETAPA OCURRE EN LAS MITOCONDRIAS, MIENTRAS EN LOS PROCARIOTES, MUCHOS DE LOS ÚLTIMOS PASOS OCURREN EN LA MEMBRANA PLASMÁTICA. ¿DE DONDE VIENE LA ENERGIA?

11. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

12. METABOLISMO Síntesis del ATP: Glucólisis, Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa digestión

13. G RACIAS

14. SISTEMA ATP-PC FOSFOCREATINA

15. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS SISTEMA ATP-PC (ATP-FOSFOCREATINA) EL SISTEMA ATP-PC SE CARACTERIZA PORQUE LA OBTENCION DE ENERGIA SE REALIZA SIN USAR OXIGENO Y NO GENERA SUSTANCIAS RESIDUALES. ESTE SISTEMA UTILIZA LAS RESERVAS MUSCULA- RES DE ATP Y DE FOSFOCREATINA. LAS RESERVAS DE FOSFOCREATINA SUELEN SER UNAS TRES VECES SUPERIORES A LAS DE ATP.

16. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS SISTEMA ATP-PC (ATP-FOSFOCREATINA) LA FOSFOCREATINA ES UN COMPUESTO FORMADO POR CREATINA Y GRUPOS FOSFATO. EL ENLACE ENTRE ESTAS MOLECULAS ALMACENA UNA GRAN CANTIDAD DE ENERGIA QUIMICA.

17. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS SISTEMA ATP-PC (ATP-FOSFOCREATINA) CUANDO EXISTE UNA GRAN DEMANDA DE ENERGIA QUE NO SE PUEDE CUBRIR DEBIDO AL TIEMPO QUE TARDA EL SISTEMA EN COMENZAR A PRODUCIRLA, EN PRIMER LUGAR SE UTILIZAN LAS RESERVAS DE ATP Y A CONTINUACION SE DEGRADA LA FOSFOCREATINA (PC) SEPARANDOSE SU GRUPO FOSFATO, LIBERANDO ENERGIA.

18. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS SISTEMA ATP-PC (ATP-FOSFOCREATINA)

19. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS SISTEMA ATP-PC (ATP-FOSFOCREATINA) LIBERANDO

20. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS SISTEMA ATP-PC (ATP-FOSFOCREATINA) ESTE SISTEMA PUEDE REGENERARSE DE FORMA MUY RAPIDA, EN 1-2 MINUTOS SE REGENERA EL 90 % DE LOS NIVELES NORMALES.

21. EL ATP Y LA FOSFOCREATINA PERTENECEN AL LLAMADO GRUPO DE FOSFATOS DE ALTA ENERGÍA, FORMADO TAMBIÉN POR OTROS COMPUESTOS EQUIVALENTES DESDE UN PUNTO DE VISTA ENERGÉTICO; ENTRE ELLOS FIGURAN: EL GTP (GUANOSÍNTRIFOSFATO) EL UTP (URIDÍNTRIFOSFATO) EL ADP (ADENOSÍNDIFOSFATO) EL AMP (ADENOSÍNMONOFOSFATO) EL ATP ES EL QUE MÁS UTILIZADO PARA EL TRABAJO CELULAR DE NUESTRO ORGANISMO.

22. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS SISTEMA ATP-PC (ATP-FOSFOCREATINA)

23. FIN

24. La célula muscular dispone de tres mecanismos para resintetizar el ATP. Son procesos exergónicos que liberan la energía necesaria para conseguir sintetizar ATP a partir del adenosin difosfato (ADP). COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS SISTEMA ATP-PC (ATP-FOSFOCREATINA)

25. SINTESIS DEL ATP A TRAVEZ DE LA FOSFOCREATINA: ANAEROBICA ALACTICA. PROCESO DE GLUCÓLISIS ANAERÓBICA CON LA TRANSFORMACIÓN DEL GLUCÓGENO MUSCULAR EN LACTATO: GLUCOLITICA ANAEROBICA A PARTIR DE LA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA: AEROBICA U OXIDATIVA COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS SISTEMA ATP-PC (ATP-FOSFOCREATINA)

26. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS SISTEMA ATP-PC (ATP-FOSFOCREATINA)

27. FOSFOCREATINA El ATP tiene que ser resintetizado constantemente en las células, ya que se encuentra en concentraciones muy pequeñas. En las células musculares parte de este ATP se resintetiza gracias a la energía proporcionada por otro fosfágeno denominado FOSFOCREATINA.

28. Consiste en la transferencia de energía desde la fosfocreatina al ADP para que este pueda reincorporar un grupo fosfato a su molécula y transformarse en ATP. De manera que la energía que se ha liberado en la hidrólisis de la PCr es directamente utilizada para resintetizar ATP a partir del ADP.

29. Los fosfágenos proporcionan la energía necesaria para la contracción muscular al inicio de la actividad y durante ejercicios explosivos, muy breves y de elevada intensidad METABOLISMO DE LOS FOSFAGENOS

30. La concentración celular de la PCr es de tres a cinco veces superior a la de ATP . En las fibras musculares tipo I, la concentración de PCr es ligeramente más baja que en las tipo II (entre 15 y 20%) A diferencia de lo que ocurre con el ATP , la fosfocreatina experimenta un marcado descenso en su concentración durante el ejercicio.

31. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS SISTEMA ATP-PC (ATP-FOSFOCREATINA)

32. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS SISTEMA ATP-PC (ATP-FOSFOCREATINA)

33. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS SISTEMA ATP-PC (ATP-FOSFOCREATINA)

34. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

35. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS BALANCE ENERGÉTICO GLOBAL GLUCOSA GLUCOLISIS 2NADH + 2 H + + 2 ATP PIRÚVATO ACETIL CoA 2 NADH + 2 H+ CICLO DE KREBS 6 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP CADENA RESPIRATORIA 32 ATP TOTAL 36 ATP

36. Cadena transportadora de electrones

37. FOSFORILACIÓN OXIDATIVA: ES EL ÚLTIMO PASO DEL CATABOLISMO Y EL PROCESO EN QUE SE LIBERA LA MAYOR PARTE DE LA ENERGÍA METABÓLICA. LOS ELECTRONES SON TRANSPORTADOS POR LA CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES. LOS PROTONES MIGRAN DE LA MATRIZ AL ESPECIO INTERMEMBRANAL, PARA LUEGO VOLVER A LA MATRIZ A TRAVÉS DE LA ATP ASA. ESTE GRADIENTE ELECTROQUÍMICO DE PROTONES IMPULSA QUE LA ATPSINTETASA SINTETICE ATP. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

38. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

39. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

40. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

41. ENERGETICA CELULAR LA TEORÍA QUIMIOOSMÓTICA BACTERIAS, MITOCONDRIAS Y CLOROPLASTOS UTILIZAN EL MISMO MECANISMO PARA GENERAR ATP A PARTIR DE ADP Y PI LAS FUENTES ENERGÉTICAS QUE PERMITEN SINTETIZAR ATP SON: UNA GRADIENTE TRANSMEMBRANA DE CONCENTRACIÓN DE PROTONES Y LA GRADIENTE DE VOLTAJE (SE LLAMA FUERZA PROTÓN MOTRIZ) LA FUERZA PROTÓN MOTRIZ SE GENERA POR EL MOVIMIENTO GRADUAL DE LOS ELECTRONES DESDE UN ESTADO DE ALTA ENERGÍA A TRAVÉS DE TRANSPORTADORES DE ELECTRONES UNIDOS A MEMBRANA. EN LAS MITOCONDRIAS, LOS ELECTRONES DEL NADH, SON TRANSFERIDOS DEL O2, EL ACEPTOR ELECTRÓNICO FINAL. EN LA MEMBRANA TILACOIDE DE LOS CLOROPLASTOS LA ENERGÍA ABSORVIDA DE LA LUZ ARRANC ELECTRONES DEL AGUA, CON FORMACIÓN DE O2 Y PROPULSA EL MOVIMIENTO HACIA OTROS TRANSPORTADORES DE ELECTRONES EN PARTICULAR NADP, QUE SERÁN DONADOS A CO2 PARA FORMAR CARBOHIDRATOS. METABOLISMO DE LOS ÁCIDOS GRASOS A VECES TIENE LUGAR EN LAS MITOCONDRIAS Y GENERAN ATP. EN LA MAYOR PARTE DE LAS CÉLULAS EUCARIONTES LOS ÁCIDOS GRASOS SON DEGRADADOS EN LOS PEROXISOMAS, SIN PRODUCCIÓN DE ATP Y LA ENERGÍA LIBERADA SE PIERDE COMO CALOR. LOS PASOS INICIALES DE LA OXIDACIÓN DE LA GLUCOSA SE LLEVAN A CABO EN EL CITOSOL EN EL PROCESO LLAMADO GLICÓLISIS, TANTO EN PRO COMO EUCARIONTES Y NO NECESITAN O2. LAS ETAPAS FINALES, QUE REQUIEREN O2 GENERAN LA MAYOR PARTE DEL ATP. EN EUCARIONTES, ESTA ETAPA OCURRE EN LAS MITOCONDRIAS, MIENTRAS EN LOS PROCARIONTES, MUCHOS DE LOS ÚLTIMOS PASOS OCURREN EN LA MEMBRANA PLASMÁTICA. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

42. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS SISTEMA ATP-PC (ATP-FOSFOCREATINA)

43. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

44. LA FOTOSÍNTESIS , QUE SE LLEVA A CABO EN LAS CÉLULAS DE LAS HOJAS DE LOS VEGETALES Y EN CIERTOS ORGANISMOS UNICELULARES. LA ENERGÍA DE LA LUZ ES CONVERTIDA EN ENERGÍA QUÍMICA EN LOS ENLACES FOSFATO ANHIDROS DEL ATP Y ALMACENADA EN LOS ENLACES QUÍMICOS DE LOS CARBOHIDRATOS (PRINCIPALMENTE SACAROSA Y ALMIDÓN). DURANTE EL PROCESO TAMBIÉN SE FORMA OXÍGENO. EN VEGETALES Y ALGAS UNICELULARES EUCARIONTES LA FOTOSÍNTESIS SE PRODUCE EN LOS CLOROPLASTOS. LA FOTOSÍNTESIS ES LA FUENTE DE PRACTICAMENTE TODO EL OXÍGENO DEL AIRE Y LOS CARBOHIDRATOS PRODUCIDOS SON LA FUENTE DE ENERGÍA ESENCIAL DE PRACTICAMENTE TODOS LOS ORGANISMOS NO FOTOSINTETIZADORES COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

45. INTRODUCCION ¿QUE ES LA BIOQUIMICA? CIENCIA QUE TRATA DE EXPLICAR LA VIDA A NIVEL MOLECULAR. ¿DE QUE ESTAMOS HECHO? ¿COMO FUNCIONAMOS? ¿COMO ADQUIERE Y USAN LA ENERGIA LOS ORGANISMOS? ¿DE QUE MANERA UN ORGANISMO MANTIENE SU IDENTIDAD CON EL PASO DE LAS GENERACIONES? MOLECULAS BIOLOGICAS LOS ORGANISMOS CONTIENEN UNA PORCION MUY PEQUEÑA DE LOS ELEMENTOS CONOCIDOS C,N,O, H Ca, P, K, S, Cl, Na y Mg ELEMENTOS TRAZA (MUY PEQUEÑAS CANTIDADES)

46. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS LA BIOENERGETICA O TERMODINAMICA BIOQUIMICA ES EL ESTUDIO DE LOS CAMBIOS DE ENERGIA QUE ACOMPAÑAN A LAS REACCIONES BIOQUIMICAS. ¿IMPORTANCIA DE LA BIOQUIMICA? PARA PROVEER LA ENERGIA QUE NECESITA EL SER VIVO PARA LLEVAR A CABO SUS PROCESOS BIOQUIMICAS SE REQUIERE DE UN COMBUSTIBLE ADECUADO. LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA , TAMBIÉN CONOCIDA COMO LEY DE LA CONSERVA-CIÓN DE LA ENERGÍA ENUNCIA QUE LA ENERGÍA ES INDESTRUCTIBLE, SIEMPRE QUE DESAPARECE UNA CLASE DE ENERGÍA APARECE OTRA . “LA ENERGÍA NO SE PIERDE, NI SE DESTRUYE SINO QUE SE TRANSFORMA”.

47. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

48. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

49. ¿CÓMO SE OBTIENE LA ENERGÍA EN LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS Y DÓNDE SE LLEVAN A CABO ESTOS PROCESOS? GLICÓLISIS: CITOPLASMA. OXIDACIÓN AERÓBICA: MITOCONDRIAS CICLO DE KREBS: MATRIZ MITOCONDRIAL. CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES: MEMBRANA INTERNA DE MITOCONDRIA. FOSFORILACIÓN OXIDATIVA: ATP ASA, PARTÍCULA F, UBICADA EN MEMBRANA INTERNA DE MITOCONDRIA. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

50. LA GLICÓLISIS. DONDE OCURRE: CITOPLASMA. POR CADA MOLÉCULA DE GLUCOSA, SE FORMAN: 4 ATP. ¿QUÉ OCURRE CON EL ÁCIDO PIRÚVICO LUEGO DE SER FORMADO? LEVADURAS: SE DEGRADA EN ETANOL Y CO2. EN CÉLULAS MUSCULARES: SE DEGRADA EN LACTATO Y CO2. ENTRA A LA MITOCONDRIA Y SE TRANSFORMA EN ACETIL COA. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

51. METABOLISMO Reacciones del metabolismo de óxidación de la glucosa. GLUCOLISIS DOS MOLECULAS DE GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO

52. METABOLISMO Ciclo de Krebs

53. METABOLISMO TRANSPORTE DE ELECTRONES Y FOSFORILACION OXIDATIVA El complejo IV dona los electrones al último aceptor de la cadena que es el oxígeno. Éste se convierte en agua.

54. CICLO DE KREBS: LA FUNCIÓN PRIMARIA DEL CICLO KREBS O DEL ÁCIDO CÍTRICO CONSISTE EN OXIDAR LOS GRUPOS ACETILOS QUE ENTRAN EN EL CICLO EN FORMA DE MOLÉCULAS DE ACETIL COA. EL CICLO EMPIEZA CON LA REACCIÓN QUE TIENE LUGAR ENTRE EL ACETIL COA Y EL OXALACÉTICO PARA FORMAR EL ÁCIDO CÍTRICO. LUEGO SE PRODUCE UNA SERIE DE REACCIONES EN LAS QUE DOS DE LOS SEIS ÁTOMOS DE CARBONO SE OXIDAN A CO2. ADEMÁS LOS ÁTOMOS DE HIDRÓGENO SE TRANSFIEREN A LAS MOLÉCULAS TRANSPORTADORAS NAD+ Y FAD, FORMANDO TRES MOLÉCULAS DE NADH Y UNA FADH2. COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

55. CICLO DE KREBS COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

56. CITOCROMOS, NADH Y FADH Y CADENA RESPIRATORIA . Citocromos : forman una cadena por donde son transportados los electrones. El NADH y FADH: moléculas trasportadoras de hidrógeno, de este los electrones se separan de los protones, los electrones son traspasados a la flavoproteína y los protones migran al espacio perimitocondrial . COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS

57. Cadena transportadora de electrones y ATPasa COMPONENTES ALTAMENTE ENERGETICOS