| CATABOLISMO CELULAR |
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La finalidad del catabolismo:
- Obtención de E, (→ ATP). Productos finales → CO2, NH3, urea, ácido úrico,...
- Poder reductor empleado en los procesos catabólicos.
- Precursores metabólicos a partir de los cuales la célula realiza la biosíntesis de sus componentes.
REACCIONES DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN
| Las reacciones del catabolismo son de oxidación, por pérdida de e- (~ pérdida de H o ganancia de O) (al revés para la reducción). Los procesos redox se encuentran acoplados: molécula A (oxidada) + molécula B (reducida) → molécula A (reducida) + molécula B (oxidada) |
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| Reacciones redox | Compuesto oxidado | Compuesto reducido | |
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A + BO → AO + B
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Oxigenación | AO | B |
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AH + B → A + BH
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Deshidrogenación | A | BH |
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A + B → A+ + B-
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A+ | B- | |
| Un átomo sólo puede perder e- (oxidación) si hay otro átomo que los acepta (reducción), por lo que estos procesos se llaman reacciones de oxidación-reducción (reacciones "redox"). Las reacciones catabólicas son reacciones redox. Si una molécula se deshidrogena, se oxida, y si gana H, se reduce. Para que una molécula pueda deshidrogenarse, ha de haber otra aceptor esos H. Los H desprendidos en las reacciones de oxidación son captados por unas moléculas llamadas transportadoras de H: NAD+, NADP+ y el FAD, hasta que finalmente son transpasados a la molécula aceptora final de H, que se reduce. |
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| En las reacciones redox, los p+ y los e- suelen ir separados. Los e-, antes de llegar a la molécula aceptora final de e-, son captados por las llamadas cadenas de transporte electrónico (que son citocromos). El paso de los e- de un citocromo a otro conlleva una disminución del nivel energético del e- y la liberación de la consiguiente E, que es utilizada para fosforilar el ADP y fomar ATP. | |||
EL ATP. FORMAS DE REALIZARSE LA SÍNTESIS DE ATP
| El ATP (nuclétido adensín-trifosfato) es la moneda energética. Cada uno de sus dos enlaces éster-fosfóricos almacena 7,3 kal/mol. Al hidrolizarse (→ desfosforilación), se obtiene E y ADP + Pi (Pi = ácido fosfórico inorgánico, H3PO4): ATP + H2O → ADP + Pi + 7,3 kal/mol El ATP actúa acomo transportador de E. Como ej. de acoplamiento energético entre reacciones, ver la fosforilación de la glucosa mediante ATP. |
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| Otros nucleótidos "energéticos" | GTP (guanidín-trifosfato) UTP (uridín-trifosfato) CTP (citidín-trifosfato) |
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TIPOS DE FOSFORILACIÓN (SÍNTESIS DE ATP)
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| Fosforilación a nivel de sustrato | Síntesis de ATP gracias a la E que se libera de una biomolécula (→ sustrato) al romperse alguno de sus enlaces ricos en E. Está catalizada por las enzimas quinasas. |
| Fosforilación oxidativa | Asociada a un grad. quimiosmótico. Se sintetiza ATP mediante las enzimas ATPasas (= ATP-sintetas) en las crestas mitocondriales o en los tilacoides de los cloroplastos, cuando dichas enzimas son atravesas por un flujo de protones (H+). |
TIPOS DE CATABOLISMO
(según la naturaleza de la sust. aceptora de H) (que se reduce)
| Fermentación | Oxidación incompleta en la molécula que se reduce es orgánica (en el citoplasma). El ATP se forma por fosforilación a nivel de sustrato. |
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| Respiración | La última molécula que se reduce (que acepta e-) es inorgánica. | O2 → respiración aeróbica → al aceptar H, se forma H2O. |
| NO3-, NO42-,... → respiración aneróbica → se forman los iones reducidos NO2-, NO32-,... | ||
| El ATP se obtiene por fosforilación oxidativa (en la mitocondria). | ||
La respiración consiste en la oxidación de moléculas energéticas a lo largo de una serie de etapas en las que se pierden e- que son transferidos a otras moléculas aceptoras; el último aceptor puede ser el O2 (→ resp. aerobia), u otra molécula en algunas bacterias (→ resp. anaerobia).
La respiración celular aerobia, que se produce en las mitocondrias, consiste en una transferencia de e- desde un sustrato orgánico (glucosa) al O2. La glucosa se oxida totalmente y se obtienen productos inorgánicos, además de 36 ATP y 686 kcal. Como cada mol de ATP almacena 7,3 kcal → los 36 ATP equivalen a 262,8 kcal de E acumulada; los 417,2 kcal restantes se pierden en forma de calor.
La ecuación global del proceso es:
| C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP +   686 kcal/mol |
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PROCESOS CATABÓLICOS EN CONDICIONES AEROBIAS
| Las reacciones catabólicas por respiración son dif. según los sutratos orgánicos a degradar (glúcidos, proteínas,...). | ||||
| Catabolismo de los glucidos | Glucólisis |
Ácido pirúvico
↓ Acetil-CoA |
Ciclo de Krebs
↓ Cadena respiratoria |
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| Catabolismo de los ácidos grasos | β-oxidación | |||
| Catabolismo de las proteínas | Aminoácidos | Desaminación | ||
