METABOLISMO ENERGETICO 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 energÃ−a. ANABOLISMO: Fase del metabolismo relativa a la biosÃ−ntesis de los componentes celulares a partir de precursores mas pequeños con gasto de energÃ−a. OXIDACIà N-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 energÃ−a 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. RESPIRACIà N: 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 energÃ−a 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 energÃ−a que la reexpiación. METABOLISMO ENERGETICO • Metabolismo Catabolismo Anabolismo Esquema simplificado del metabolismo celular

• 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 energÃ−a?

1

A TRAVES DE REACCIONES ACOPLADAS Elementos: 1 Una reacción que libera energÃ−a 2 Una reacción que requiera energÃ−a 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 proteÃ−nas agrupadas en grandes complejos respiratorios a través de las cuales son transportados los electrones, que se han liberado en las oxidaciones hasta el oxÃ−geno 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 oxÃ−geno 1) COMPLEJO I: NADH deshidrogenasa Transporta los electrones del NADH al coez Q (Ubiquinona) ": Este complejo es una flavoproteina con 25 cadenas polipeptÃ−dicas, 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 2

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 proteÃ−na 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 oxÃ−geno . ½ O2 + 2 e- + 2H+ H2O Dando agua y pasando 2 protones al espacio intermembrana.

3

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 electroquÃ−mico. La membrana es impermeable a los protones que solo pueden reentrar a través de canales especÃ−ficos (F0). La fuerza protón motriz proporciona la energÃ−a que impulsa la sÃ−ntesis 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 sÃ−ntesis 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 sÃ−ntesis de ATP se conoce como ACOPLAMIENTO QUIMIOSMOTICO -64