METABOLISMO: Conjunto completo de transformaciones de moléculas orgánicas, catalizadas por enzimas, que se producen en las células vivas o en organismos pluricelulares. Es la suma de Catabolismo + Anabolismo.

CATABOLISMO: Fase del metabolismo relativa a la degradación de los nutrientes hasta la producción de energía.

ANABOLISMO: Fase del metabolismo relativa a la biosíntesis de los componentes celulares a partir de precursores mas pequeños con gasto de energía.

OXIDACIÓN-REDUCCION: Las reacciones metabólicas son secuencias de procesos de oxido-reducción. Son procesos complementarios, cuando una molécula se oxida otra se reduce y viceversa. Las moléculas que se oxidan son las que ganan oxigeno o pierden hidrogeno y electrones. Las transformaciones moleculares que desprenden energía en los procesos catabólicos son siempre oxidaciones.

Tipos de procesos catabólicos:

Según cual sea el aceptor final de electrones y el grado de oxidación del sustrato.

RESPIRACIÓN: Proceso catabólico en el que los electrones desprendidos por las reacciones de oxidación de los nutrientes pasan a través de la cadena de electrones hasta el O2respiración aerobia, si son recogidos por moléculas inorgánicas distintas del O2 respiración anaerobia. El sustrato se oxida completamente CO2, H2O, NH3.

FERMENTACION: Degradación anaerobia productora de energía de una molécula de nutriente, tal como la glucosa sin oxidación neta para dar otros productos mas sencillos (etanol, lactato). Los electrones son recogidos por moléculas orgánicas. La oxidación del sustrato es incompleta por tanto libera menos energía que la reexpiación.

METABOLISMO ENERGETICO

Esquema simplificado del metabolismo celular

• Metabolismo

Catabolismo

Anabolismo

• Reacciones acopladas

• ATP y transferencia del grupo fosfato

• Nivel energético celular

• Potencial de fosforilación

¿Como hacen los seres vivos para llevar acabo reacciones anabólicas y procesos que requieren energía?

A TRAVES DE REACCIONES ACOPLADAS

Elementos:

1 Una reacción que libera energía

2 Una reacción que requiera energía

3 Un intermediario común

CADENA RESPIRATORIA

La cadena respiratoria o cadena de transporte de electrones, se localiza en las células eucariotas en la membrana mitocondrial interna. Esta formada por una serie de proteínas agrupadas en grandes complejos respiratorios a través de las cuales son transportados los electrones, que se han liberado en las oxidaciones hasta el oxígeno molecular, que es el aceptor final de los mismos.

Los transportadores de electrones funcionan como complejos multienzimaticos.

1) COMPLEJO I: NADH deshidrogenasa

Transporta los electrones del NADH al coez Q (Ubiquinona)

2) COMPLEJO II: Succinato deshidrogenasa

Pasa los electrones del FADH2 al coez Q

3) COMPLEJO III: Ubiquinona-citocromo c reductasa (citocromo b - c1)

Acopla la transferencia de electrones del coez Q al citocromo c

4) Citocromo c oxidasa

Pasa los electrones del citocromo c al oxígeno

1) COMPLEJO I: NADH deshidrogenasa

Transporta los electrones del NADH al coez Q (Ubiquinona) ":

Este complejo es una flavoproteina con 25 cadenas polipeptídicas, incrustada en al membrana mitocondrial interna. acepta los electrones del NADH y se los cede a un transportador intermediario la ubiquinona o Co Q que transporta los 2e- hasta el complejo III a la vez que hay un movimiento de 4 protones desde la matriz al espacio intermembrana

2) COMPLEJO II: Succinato deshidrogenasa

Pasa los electrones del FADH2 al coez Q !

El FADH2 proviene del ciclo Krebs cede 2e al CoQ que difunde libremente por la membrana , puede transferir 1 o 2 electrones

La ubiquinona puede actuar en la unión entre un donador de dos electrones y un aceptor de uno.

3) COMPLEJO III: Ubiquinona-citocromo c reductasa (citocromo b - c1)

Acopla la transferencia de electrones del coez Q al citocromo c

La Ubiquinona cede los electrones a los grupos hemo de los citocromos. Transfieren los electrones mediante la oxidorreducción del Fe

El citocromo c es una pequeña proteína situada en la cara externa y que actúa como transportador móvil entre el citocromo bc1 y el complejo IV citocromo oxidasa. Al mismo tiempo el citocromo bc1 actúa como bomba liberando 4 protones al espacio intermembrana y creando un gradiente.

4) COMPLEJO IV: Citocromo c oxidasa

Pasa los electrones del citocromo c al oxígeno

. ½ O2 + 2 e- + 2H+ H2O

Dando agua y pasando 2 protones al espacio intermembrana.

La membrana mitocondrial interna separa dos compartimentos con diferente pH, produciendo diferencias de concentración de protones y de distribución de cargas. El efecto neto de estas diferencias es la FUERZA PROTON MOTRIZ

FOSFORILACION OXIDATIVA

HIPOTESIS QUIMIOSMOTICA DE MITCHEL:

El flujo electrónico se acompaña de transferencia de protones a través de la membrana mitocondrial interna que da como resultado un gradiente electroquímico.

La membrana es impermeable a los protones que solo pueden reentrar a través de canales específicos (F0).

La fuerza protón motriz proporciona la energía que impulsa la síntesis de ATP por el complejo F1 asociado al F0.

Los protones fluyen a favor de gradiente a través de un complejo proteico llamado ATPsintetasa el cual cataliza la síntesis de ATP a partir de ADP+Pi. La ATP sintetasa actúa como una turbina, permitiendo que el gradiente de protones impulse la producción de ATP. La interacción entre el transporte de electrones , el bombeo de protones y la síntesis de ATP se conoce como ACOPLAMIENTO QUIMIOSMOTICO