Tema 3 Anabolismo

1º Bachillerato Biología y Geología

1. Nutrición celular: Metabolismo 2

2. Es la parte constructiva del metabolismo que consiste en la síntesis de moléculas complejas a partir de otras más sencillas con el consiguiente gasto de energía tomada de los ATP producidos durante las fases catabólicas . Se realiza mediante reacciones de reducción. Estas moléculas sintetizadas pueden: Formar parte de la propia estructura de la célula. Constituir biocatalizadores. Ser almacenadas y utilizada como fuente de energía . Ser exportadas al exterior de la célula . Anabolismo

3. Anabolismo ENERGÍA DISPONIBLE PARA LAS FUNCIONES CELULARES ENERGÍA DEL SOL FOTOSÍNTESIS PRODUCCIÓN DE OXIGENO Y GLUCOSA NECESIDAD DE AGUA Y CO 2 LIBERACIÓN DE AGUA Y CO 2 RESPIRACIÓN CELULAR NECESIDAD DE OXÍGENO Y GLUCOSA CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ENERGÍA EN LOS SERES VIVOS ENTRADA DE ENERGÍA SALIDA DE ENERGÍA PÉRDIDA EN FORMA DE CALOR ANABOLISMO CATABOLISMO

4. Anabolismo ENERGÍA DISPONIBLE PARA LAS FUNCIONES CELULARES ENERGÍA DEL SOL FOTOSÍNTESIS PRODUCCIÓN DE OXIGENO Y MOS NECESIDAD DE AGUA Y CO 2 LIBERACIÓN DE AGUA Y CO 2 RESPIRACIÓN CELULAR NECESIDAD DE OXÍGENO Y MOS CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ENERGÍA EN LOS SERES VIVOS ENTRADA DE ENERGÍA SALIDA DE ENERGÍA PÉRDIDA EN FORMA DE CALOR ANABOLISMO AUTÓTROFO CATABOLISMO ENERGÍA PARA EL ANABOLISMO HTERÓTROFO EXCRECIÓN SALIDA DE MATERIA INDIVIDUO SALIDA DE MATERIA ECOSISTEMA ANAB HETEROT

5. Anabolismo: tipos Como vimos, la mayoría de las rutas anabólicas son comunes a todas las células, tanto autótrofas como heterótrofas. Esas rutas comunes constituyen el anabolismo heterótrofo y parten de materia orgánica sencilla. Hay una parte del anabolismo que es exclusiva de células autótrofas. Esas rutas constituyen el anabolismo autótrofo y parten de materia inorgánica para transformarla en materia orgánica simple.

6. ANABOLISMO AUTÓTROFO ANABOLISMO HETERÓTROFO FOTOSÍNTESIS QUIMIOSÍNTESIS Transformación de moléculas orgánicas sencillas en otras de mayor complejidad. Lo realizan todas las células Paso de moléculas inorgánicas, a moléculas orgánicas sencillas. Sólo lo realizan las células autótrofas Tipos de anabolismo

7. Fotosíntesis: Se utiliza la energía luminosa del Sol. La realizan las plantas, las algas y las bacterias fotosintéticas. Quimiosíntesis: Se utiliza la energía procedente de la oxidación (reacción exergónica) de algún compuesto inorgánico. Sólo la utilizan algunas bacterias llamadas quimiosintéticas. Anabolismo autótrofo

8. ANABOLISMO AUTÓTROFO

9. ANOXIGÉNICA OXIGÉNICA Esquema de anabolismo autótrofo No veremos

10. FOTOSINTESIS

11. Consiste en convertir la energía luminosa proveniente del sol en energía química que queda almacenada en los enlaces de la materia orgánica. Para ello, se transforma la Materia Inorgánica en Materia Orgánica Simple, en cuyos enlaces queda esa energía. Este proceso sólo es posible gracias a los pigmentos fotosintéticos que tienen las células autótrofas (clorofila sobre todo). Concepto y tipos

12. Los pigmentos Los pigmentos fotosintéticos son moléculas que están unidas a proteínas de la membranas de los tilacoides. Los pigmentos más abundantes en plantas y en algas son clorofilas (verdes) y carotenoides (naranja, amarillo o rojo) El color verde de la clorofila enmascara el resto de los pigmentos, aunque se pueden ver en las hojas durante el otoño, cuando disminuye la cantidad de clorofila.

13. Los tilacoides, normalmente, presentan un aspecto de sacos o vesículas aplanadas ( grana ) unidas por vesículas alargadas ( lamelas) . Los pigmentos Los pigmentos están en el interior de los cloroplastos , en unas membranas especializadas, los tilacoides .

14. Los pigmentos Tilacoide en lamela Tilacoide en grana Cloroplasto Corte transversal de la hoja Célula del parénquima clorofílico

15. Fases de la fotosíntesis

16. Fase luminosa . Reacciones que dependen de la luz Ocurren en la membrana de los tilacoides . La incidencia de la luz en la clorofila y el transporte de e- a que da lugar, provoca tres procesos: Fotorreducción de NADP a NADPH. Fotolisis del agua . Fotofosforilación de ADP a ATP . Fases de la fotosíntesis

17. Fases de la fotosíntesis Fase oscura . Reacciones fotoindependientes , pero que se realizan en presencia de luz (imprescindible para activar alguno de los enzimas) . Ocurren a nivel del estroma . Se usa la energía (ATP) y poder reductor (NADPH) de la fase luminosa para reducir CO 2 , añadiendo H 2 , al dióxido de carbono y obtener moléculas orgánicas.

18. H 2 O CO 2 CH 2 O (MONOSACÁRIDO) O 2 ATP NADPH NADP ADP REACCIONES LUMÍNICAS CICLO DE CALVIN ESQUEMA GENERAL DE LA FOTOSÍNTESIS LUZ CLOROPLASTO Fase luminosa Fase oscura

19. Fase luminosa

20. Consta de tres procesos fundamentales: Fotolisis del agua . Con desprendimiento de Oxígeno. Fotofosforilación de ADP para dar ATP Fotorreducción . Por transporte de electrones al NADP que se reduce a NADPH. Fase luminosa

21. Fotolisis del agua La luz al incidir sobre una molécula de agua la rompe en H 2 y O 2 . El O 2 se expulsa al exterior como sustancia de deshecho que es en este momento. Y los electrones (con los protones, en forma de H 2 ) van pasando de una sustancia a otra. H 2 O Luz H 2 + O 2 Atmósfera

22. Fotorreducción Los H 2 van pasando de una sustancia a otra hasta que los capta un NADP que queda reducido a NADPH. Este NADPH significa poder reductor para la fase oscura H 2 O Luz H 2 + O 2 Atmósfera NADP NADPH

23. Fotofosforilación En el paso de H2 de una a otra sustancia, los electrones van cayendo en orbitales de menor energía por lo que se desprende la energía suficiente para fosforilar un ADP a ATP H 2 O Luz H 2 + O 2 Atmósfera NADP NADPH ADP+Pi ATP Energía Necesario para la fase oscura

24. Fase oscura

25. Fase oscura Consiste en la síntesis de moléculas orgánicas sencillas por reducción de moléculas inorgánicas, utilizando el poder reductor del NADPH y la energía del ATP obtenidos en la fase luminosa. Se realiza en el estroma del cloroplasto. El principal sustrato utilizado es el CO 2 , que es reducido a monosacáridos, precursores del resto de moléculas orgánicas.

26. Fase oscura 6CO 2 +NADPH + ATP C 6 H 12 O 6 + NADP + ADP

27. QuimiOSíNTESIS

28. Quimiosíntesis Al igual que la fotosíntesis es un proceso anabólico autótrofo en el que a partir de materia inorgánica, se produce materia orgánica. Las reacciones siguen siendo de reducción y necesitan energía y poder reductor: La energía procede de reacciones exotérmicas de oxidación de compuestos inorgánicos. El poder reductor (NADH) se forma con los e - procedentes de dicha oxidación.

29. Quimiosíntesis Los organismos quimiosintéticos: Son procariotas autótrofos : Solamente algunas bacterias. Viven de compuestos inorgánicos de cuya oxidación obtienen energía. Estos compuestos proceden del medio o son producidos por la actividad de otros organismos (descomposición, excreción). Son aerobios ya que utilizan el oxígeno en su catabolismo y para oxidar la MI

30. Quimiosíntesis: Papel en los ecosistemas Tienen un papel crucial en el reciclado del N, C, y S en todo el planeta. En los ecosistemas marinos , en las zonas afóticas, el nivel de productores lo constituyen bacterias quimiosintéticas. En todos los ecosistemas forman parte del nivel de los descomponedores al descomponer restos de seres vivos (mineralizadores) Esta descomposición se hace por oxidación y es de esa oxidación de donde extraen la energía para la quimiosíntesis.

31. Reacción general

32. Fases de la quimiosíntesis La quimiosíntesis, al igual que la fotosíntesis consta de dos fases: Oxidación del sustrato inorgánico reducido y obtención de la energía : Se obtienen los coenzimas reducidos ( NADH ) y el ATP Fijación del CO 2 : Se produce la síntesis de materia orgánica por medio del ciclo de Calvin.

33. Fases de la quimiosíntesis Compuesto reducido Compuesto oxidado Reacciones exergónicas NADH+H + ATP CO 2 y H 2 O Materia orgánica Ciclo de Calvin Fase I Fase II

34. Presentes en suelos y aguas . 2NH 4 + + 3O 2  2NO 2 - + 4H + + 2H 2 O 2NO 2 - + O 2  2NO 3 - Oxidan amoniaco o amonio a nitritos y/o nitratos. ATP y NADH Bacterias del N H 2 S + 2 O 2  SO 4 2- + 2 H + S 2 O 3 2- + H 2 O  SO 4 2- + 2 H + ATP y NADH

35. Anabolismo heterótrofo

36. Anabolismo heterótrofo Es el proceso de formación de moléculas orgánicas complejas a partir de otras más sencillas, obtenidas en el anabolismo autótrofo. Es común a todas las células, autótrofas y heterótrofas. Consiste en: Biosíntesis de polímeros a partir de monómeros Polisacáridos a partir de monosacáridos Proteínas a partir de aminoácidos Ácidos nucleicos a partir de nucleótidos Grasas y fosfolípidos a partir de ácidos grasos y glicerina

37. Obtención de polímeros de monosacáridos Síntesis de almidón en células vegetales Síntesis de glucógeno en las células animales, principalmente hígado y músculo. Obtención de polísacáridos

38. Anabolismo de grasas Consta de tres procesos: Obtención de la glicerina. Obtención de los ácidos grasos. Esterificación.

39. Anabolismo de las proteínas Las plantas pueden sintetizar todos los aminoácidos. Los animales solo algunos a partir de los tomados en la dietapor transformación de unos en otros.. El resto son los llamados aminoácidos esenciales y debemos tomarlos con la dieta tal cual. Una vez fabricados los aminoácidos, las proteínas correspondientes se fabricarán mediante el proceso de síntesis de proteínas.

40. Anabolismo de las proteínas

41. Fin