Bienvenid@ un día más a mi blog de biología, hoy explicaré los tipos de reacciones químicas que se dan en nuestro organismo, tanto de síntesis de energía, como de utilización de esta energía para crear otras moléculas.
Hay distintas rutas para la degradación de moléculas, una de ellas es la glucólisis, en la que una molécula de glucosa (6C), hasta obtener dos moléculas de ácido pirúvico, de (3C). Otra es la B-oxidación, en la que se oxidan ácidos grasos para dar un compuesto dos átomos de carbono, (acetilsalicílicas Co-A), y otra reacción importante del catabolismo es la transaminación y desaminación, que son el conjunto de reacciones que degradan aminoácidos , separando el grupo amino del esqueleto carbonado. Estas tres reacciones dan lugar a la formación de ACETIL CO-A, que se incorporará al ciclo de Krebs.
Este es un conjunto cíclico de reacciones en el que el oxalacetato que se une
al acetil-CoA se regenera de nuevo. En este ciclo se producen tres moléculas de NADH,
una de FADH2 y una de GTP por cada molécula de acetil-CoA. En las células eucariotas tiene lugar en la mitocondria. Más tarde se produce la descarboxilación oxidativa, en la que los electrones del NADH y del FADH2 son cedidos a una cadena transportadora de electrones. El paso de electrones por esta cadena hasta el aceptor final (el oxígeno molecular en el caso de organismos aerobios) provoca la formación
de un gradiente protónico transmembrana. La energía contenida en este gradiente de protones es empleada por la ATP-asa para la fosforilación de ADP, y se sintetiza así ATP.
La respiración aerobia de la glucosa produce 36 moléculas de ATP.
En algunas bacterias se produce la respiración anaerobia, en la que los aceptores finales de electrones son compuestos diferentes al oxígeno, como nitrato, sulfato o carbonato. La producción de energía es menor que en la respiración aerobia.
También existen otro tipo de reacciones catabólicas, por ejemplo las fermentaciones:
La fermentación es una oxidación incompleta de la glucosa. El rendimiento energético es mucho menor que en la respiración. No necesita O2, pues el ATP se obtiene por fosforilación a nivel de sustrato. Los electrones provenientes de la oxidación de la glucosa hasta el piruvato. Hay distintos tipos de fermentaciones:
Fermentación láctica. En la fermentación láctica el producto final es el ácido láctico, formado por la reducción del piruvato. Se produce en el músculo cuando no hay suficiente oxígeno disponible, y también es un tipo de metabolismo que tienen las bacterias lácticas, como Lactobacillus o Lactococcus. Por este motivo, estos microorganismos tienen aplicaciones industriales.
se utilizan para reducir NADH hasta NAD .
Fermentación alcohólica. En la fermentación alcohólica el piruvato es convertido en alcohol etílico y CO2. El proceso de reducción sirve para regenerar el NAD . Es llevada cabo por microorganismos como la levadura Saccharomyces cerevisiae, y tiene aplicaciones industriales en la fabricación del pan, el vino y la cerveza.
En las fermentaciones se producen dos moléculas de ATP netas por cada molécula de glucosa empleada.
Además hay mas fermentaciones diferentes: fermentación butrica (descomposición de sustancias glucídicas de origen vegetal), fermentación pútrida ( se degradan sustratos de naturaleza proteica o aminoacídica).
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El anabolismo es el conjunto de reacciones que tienen por objetivo la síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas precursoras sencillas y energía. Los procesos anabólicos son sintéticos y consumen energía, por tanto, son reacciones endergónicas.
Centrándonos en la fotosíntesis, transforma la energía luminosa en energía química, se lleva a cabo en los cloroplastos, más concretamente, en los pigmentos fotosintéticos situados en el interior de los tilacoides. La fotosíntesis se divide en dos fases la fase luminosa y la fase oscura. A su vez, la fase luminosa consta de otras dos fases:
- ACÍCLICA: En esta etapa ocurren tres procesos: la fotólisis del agua, la fotofosforilación del ADP y la fotorreducción del NADH. Los fotosistemas II y I captan los fotones de luz los que genera un transporte de electrones en la membrana de los tilacoides. Además, para reponer los electrones trasferidos el fotosistema II provoca una ruptura de una molécula de agua que da lugar a O2 y dos protones. En la cadena de electrones también participan complejo citocromos, plastoquinona, plastocianina, ferredoxina y ATP- sintetasa. Es la fase en la que se obtiene la mayor parte necesaria para pasar a la fase oscura, de 4 H+ se obtiene 1,33 ATP.
- CÍCLICA: Se encarga de producir energía necesaria para la fase oscura, solo actúa el fotosistema I, por tanto, no habrá una descomposición de agua. Los electrones entran en la cadena transportadora de electrones permitiendo el flujo de protones que al pasar por la ATP-sintetasa producirá 2ATP.
Por otro lado, la fase oscura:
En esta fase se va a consumir la energía que ha sido liberada en la fase anterior. El CO2 con la acción de la enzima rubisco se fija a la ribulosa-1,5-difosfato y da lugar a dos moléculas de ácido 3-fosfoglicérico utilizando 2 ATP y 2 NADPH. Luego se produce gliceraldehído-3-fosfato que derivará en glucosa, fructosa, almidón, ácidos grasos o aminoácidos o bien, por el ciclo de pentosa-fosfato se regenera.
La quimiosíntesis es parecida a la fotosíntesis sin embargo, la energía proviene de reacciones químicas. Este proceso lo realizan las bacterias como por ejemplo: la incoloras de azufre, las del nitrógeno, del hierro y del hidrógeno. Se divide en dos fases: la primera fase donde se produce la oxidación de sustancias inorgánicas, y la segunda fase que comprende el ciclo de Calvin.
Además aparte existe el anabolismo heterótrofo, aquí se transforman sustancias orgánicas sencillas, en otras más complejas.
El anabolismo de glúcidos: por glucogenogénesis o por el ciclo de Calvin.
La gluconeogénesis es la ruta metabólica en la que se forma glucosa a partir de moléculas de fracción no glucídica, es un proceso inverso a la glucólisis excepto: el paso de ácido pirúvico a ácido fosfoenolpirúvico; el paso de fructosa-1,6-difosfato a fructosa-6-fosfato; y de glucosa-6-fosfato a glucosa.
En el anabolismo de lípidos: se da la síntesis de glicerina, donde la glicerina se activa transformándose en glicerol-3-fosfato que se une a ácidos grasos o pasa glucólisis.
La síntesis de ácidos grasos donde un acetil-CoA se une al complejo SAG.
La síntesis de triglicéridos donde el glicerol-3-fosfato se une a un acil-CoA (ácido graso activado).
El anabolismo de las proteínas: Requiere la síntesis de aminoácidos mediante dos procesos; la formación de los esqueletos carbonados y la unión de estos con el grupo amino.
Y por último, el anabolismo de ácidos nucleicos:
Mediante la síntesis de nucleótidos con bases púricas o las síntesis de estos mediantes bases pirimidínicas. Después se da la unión de nucleótidos para formar ácidos nucleicos.
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Para ayudar a que se den toda esta serie de reacciones, actúan unas proteínas ( la mayoría globulares), que facilitan el proceso y lo aceleran. Estas tienen una elevada especificad, aparte de otras características para actuar sobre un sustrato en concreto. A continuación mi resumen de las enzimas;
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ESQUEMA GENERAL:
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A continuación os dejo las preguntas realizadas de metabolismo, que servirán de síntesis del tema de anabolismo: PREGUNTAS ANABOLISMO .
Espero que os haya servido de ayuda y hayáis entendido esta unidad tan importante en la que se estudia una serie de reacciones esenciales para nuestro organismo.
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