Resum de Catabolisme i Anabolisme

I 72 flashcards i 48 preguntes més al document.

Text del document

CATABOLISME I ANABOLISME Podem agrupar els diferents processos metabòlics en processos catabòlics o anabòlics: CATABOLISME Són processos exotèrmics, oxidatius i convergents. Produeix la degradació (oxidació) de molècules complexes per obtenir energia en forma d'ATP, també obtenint coenzims reduïts, NADH, FADH2, etc. Està conformat per una sèrie de rutes metabòliques convergents (degradacions), les quals les seves fonts poden ser: Catabolisme dels Glúcids, Fermentació i Respiració Aeròbia Són la principal font d'energia de les cèl·lules, glucosa com per exemple monosacàrids. Animals= Glicogen. Plantes= Midó.

Primer la glucosa es transforma en 2piruvat per la reacció de glucòlisi, després pot anar a fer fermentació (làctica o alcohòlica) o anar a fer respiració aeròbia. Glucòlisi És la degradació incompleta de la glucosa a due molècules de piruvat/à. pirúvic. Té lloc en el citsol, és una ruta anaeròbia, produeix ATP per la fosforilació a nivell de substrat, genera poder reductor en NADH+H+ . Nivells alts d'ATP inhibeixen el procés, nivells alts d'AMP i ADP l'activen. Cèl animals Cèl vegetals La glucosa ve dels aliments, de la degradació del glucogen emmagatzemat en els músculs i el fetge i de la nucleogenesi a partir d'aminoàcids i de l'a. làctic.

La glucosa ve de la síntesi en la fase fosca de la fotosíntesi, de la degradació de midó i de la nucleogènesi a partir d'aminoàcids, à. làctic i à. grassos. 1. La primera part conclou amb el desdoblament de la fructosa-1,6-difosfat en dues trioses: gliceraldehid-3-fosfat i dihidroxiacetona-fosfat. 2. A la segona part, les trioses es tornen en 2Piruvat, fent dues voltes a aquest segon procés. El valor energètic: 2ATP. La reacció global és: Glucosa + 2ATP + 4ADP+2Pi + 2NAD+ 2Piruvat + 2ADP + 4ATP + 2H20 + 2NADH+2H+ Glucosa + 2ADP+Pi + 2NAD+ 2Piruvat + 2ATP + 2H20 + 2NADH+2H+ Fermentació És un procés catabòlic anaerobi, té lloc al citosol, es produeix la degradació incompleta de mat.

orgànica a biomolèc. orgàniques més senzilles, consumeixen el NADH+H+ de la glucòlisi i restauren el NAD+ , no obtenen més ATP que el de la glucòlisi. Després de la glucòlisi es redueix el piruvat a lactat (ferm. làctica) o a etanol (ferm. alcohòlica). -Fermentació Làctica Realitzada per bacteris làctics i cèl. del múscul esquelètic en absència d'oxigen. L'enzim piruvat deshidrogenasa transforma l'à. pirúvic en à. làctic amb el poder reductor. -Fermentació alcohòlica Realitzada per llevats. L'enzim piruvat descarboxilasa transforma l'à. pirúvic en acetaldehid, i despren CO2, després l'alcohol deshidrogenasa el transforma en Etanol gràcies al poder reductor.

Respiració aeròbia Quan la cèl·lula disposa d'O2 la degradació completa del piruvat obtingut a la glucòlisi es completa en el mitocondri. La podem definir com al conjunt de processos catabòlics que tenen lloc als mitocondris, produint degradacions totals de molècules orgàniques a CO2 i H2O, a més d'obtenir energia en forma d'ATP i consum d'O2. Aquest procés té tres etapes: Reacció global: Glucosa (C6H12O6) + Oxigen (O2) Diòxid de C (CO2) + Aigua (H2O). Balanç energètic: 36-38 ATP. -Obtenció de l'acetil-CoA Des del piruvat de la glucòlisi, en entrar al mitocondri pateix una descarboxilació oxidativa originant l'acetil-CoA i poder reductor.

La reacció és catalitzada per l'enzim piruvat deshidrogenasa. Reacció global: 2Piruvat 2Acetil-CoA + 2CO2 + 2NADH+H+ -Cicle de Krebs És una ruta amfibòlica que, en la respiració aeròbia, realitza la degradació de l'acetil-CoA a CO2, mentres genera GTP i coenzims reduïts (NADH+H+ i FADH2). Ha de fer 2 voltes.

Reacció global: Balanç de la reacció 2 voltes: - 4 CO2 - 2 FADH2 - 6 NADH+6 H+ - 2 GTP= 2 ATP - Regeneració de 2 CoA-SH -Cadena de transport electrònic mitocondrial i Fosforilació oxidativa Els coenzims reduïts NADH+H+ i FADH2, generats en tots els processos anteriors cedeixen els e- , que han captat en les reaccions d'oxidació, a la cadena transportadora situada a la membrana mitocondrial interna. Diferenciem 3 etapes: 1. NADH+H+ i FADH2 cedeixen e- a la cadena transportadora d' e- . Situada en les crestes de la memb. mit. interna: Els comp. de la cadena són proteïnes de memb.

amb grups prostètics capaços d'acceptar e- i estan agrupades en 4 complexos; el NADH+H+ cedeix els e- al complex I i el FADH2 al complex II. A través de la cadena transportadora, els e- arriben fins a l'O2, que és l'acceptor final dels H+ i els e- . Reacció: ½ O2 + 2H+ + 2e- H2O. 2. Generació d'un gradient electroquímic: L'energia perduda pels e- en passar a través de la cadena, utilitzada per a bombar H+ desde la matriu fins a l'espai intramitocondrial a través dels complexos I , III, IV, generant aquest gradient. A causa d'aquest gradient, els H+ tendeixen a entrar de nou a la matriu, però la memb. mit. interna és impermeable a aquests, és per això que té lloc la 3ra etapa. 3.

Síntesi d'ATP per fosforilació oxidativa: en la memb. mit. interna estan situades les ATPases, amb un canal al interior que amb el pas dels H+ , s'activen i inicien la síntesi d'ATP a partir d'ADP i Pi. * Per cada NADH es formen 3 ATP y per cad FAD2 es formen 2 ATP. Reacció global: NADH+H+ + FADH2 + e- ATP + H2O Catabolisme dels lípids Els triglicèrids són molècules de reserva energètica a les quals la cèl·lula pot recórrer per obtenir energia. El triglicèrid trenca l'enllaç separant-se en glicerol i 3 à. grassos per hidròlisi. El glicerol es transforma en gliceraldehid-3-fosfat i s'incorpora a la glucòlisi. Els à.

grassos es degraden a la matriu mitocondrial, aquest pas implica 3 etapes: Activació àcids grassos: formació d'acil-CoA L'àcid gras s'uneix a un coenzim (CoA-SH) formant acil-CoA o à. gras activat. Aquesta etapa té lloc al citosol, davant de la membrana mitocondrial externa, cara citosòlica: Entrada àcid gras activat a la matriu mitocondrial Els à. grassos de cadena curta (<12 C) travessen la bicapa lipídica de les membranes mitocondrials; els à. grassos de cadena llarga ( 12 C) necessiten d'una llançadora que els introdueixi en la matriu (llançadora de carnitina), això consumeix ATP. β-Oxidació dels àcids grassos/hèlice de Lynen És un procés catabòlic cíclic amb el qual els à.

grassos alliberen dos C per volta, en forma d'acetil-CoA el qual finalment podrà anar a degradar-se completament al cicle de Krebs. ANABOLISME Conjunt de rutes metabòliques en que se sintetitzen molècules complexes a partir de més petites, usant energia en forma d'ATP. Diferenciem dos tipus autòtrof i heteròtrof: Anabolisme autòtrof: Font de C el CO2, incloent la fotosíntesi i la quimiosíntesi. Fotosíntesi És el procés on les cèl·lules capten energia lumínica i la utilitzen per sintetitzar matèria orgànica a partir de la inorgànica. Equació global: 6CO2 + 6H2O Llum C6H12O6 + 6O2 En plantes verdes, algues i cianobacteris la fotosíntesi és oxigènica (desprén O2).

En canvi, en els bacteris fotosintètics s'anomena anoxigènica ja que els compostos que cedeixen l'agent reductor no són aigua, podent ser SH2 i alliberant S. La fotosíntesi oxigènica ocorre als cloroplasts en 2 fases: Fase lumínica Fase fosca - A les membranes tilacoidals. - Necessita llum. - Genera NADPH i ATP. - Allibera O2 per fotòlisi de l'aigua. - A l'estroma dels cloroplasts. - No necessita llum. - Consumeix NADPH i ATP. - Fixa el CO2 i sintetitza molèc org. Fase lumínica La llum és captada per pigments (clorofil·les i carotenoides). Absorbeix l'energia lumínica i la transforma en química, ATP i NADPH, alliberant O2.

Els pigments s'agrupen en fotosistemes: El PSI i el PSII, amb màxim d'absorció de 700 nm i 680 nm, respectivament. Transport electrònic fotosintètic no cíclic 1. Els pigments (clorofil·la) capten fotons de llum al complex antena, activant el PSII i fent que el seu dímer de clorofil·la (P680) alliberi 2e- . 2. P680 es troba oxidat, el complex d'oxidació de l'aigua cedeix 2e- , fent que el P680 torni al seu estat neutre. H2O 2H+ + 2e- + 1/2O2 3. Els e- excitats del P680 són transferits a l'acceptor primari d'electrons, entrant a la cadena transportadora d'electrons: complex citocrom b6-f, bombejant H+ a l'interior del tilacoide (lumen) i generant un gradient electroquímic. 4.

Els fotons captats pels pigments del complex antena del PSI, fa que el dímer (P700) alliberi 2e- . Els electrons del citocrom b6-f (plastocianina) tenen menys energia, servint per a tornar al seu estat neutre el d ímer (P700). 5. Un cop neutralitzat, els electrons excitats són transferits a l'acceptor primari d'electrons i a una nova cadena transportadora d'electrons, on la Ferredoxina transporta e- i la NADP+ reductasa usa l'energia per generar NADPH. 6. L'energia alliberada del transport d'electrons entre PSII i PSI es fa servir per a bombar H+ des de l'estroma cap al lumen, generant aquest gradient electroquímic.

Com la membrana tilacoidal es impermeable als H+ , aquests retornen a través de les ATPases, sintetitzant ATP a partir d'ADP i Pi. Transport electrònic fotosintètic cíclic Quan es necessita molt ATP i no necessita NADPH. 1. S'activa el PSI en excitar els electrons del P700. 2. Els e- excitats del P700 els capta la ferredoxina. 3. Els e- de la Ferredoxina es dirigeixen al complex citocrom b6-f en comptes de reduir el NADP+ . 4. Els e- passen a la plastocianina i tornen al PS, completant el cicle. 5. Aquest moviment d'e- bombeja H+ a través del complex citocrom b6-f cap al lumen generant un gradient electroquímic que activa les ATPases.

Fase fosca Consisteix en l'ús del NADPH i l'ATP de la fase lluminosa per a reduir el CO2 a biomolècules orgàniques. Cicle de Calvin 1. Fixació del CO2: carboxilació, fixant la ribulosa-1,5-bisfosfat (RuBP) gràcies a l'enzim ribulosa-fosfat-carboxilasa, RuBisCo. 2. Reducció de l'àcid 3-fosfoglicèric (PGA) a gliceraldehid-3-fosfat (G3P), requerint aportació d'ATP i NADPH. L'ADP i NADP+ tornen a la fase lumínica. 3. Una part del G3P s'usa per regenerar el RuBP, amb la necessitat d'aportar ATP i NADPH. Reacció global: 6 CO2 + 6 ribulosa-1,5-bis-P + 12 NADPH + 18 ATP Glucosa + 6 ribulosa-1,5-bis-P + 12 NADP+ + 12 H+ + 18 ADP + 18 Pi Factors influents en la fotosíntesi 1.

La intensitat de la llum: L'augment d'aquesta comporta una major taxa fotosintètica. Superat l'òptim, la clorofil·la es pot saturar i fins i tot deteriorar-se per fotooxidació. Les espècies esciòfiles necessiten baixa intensitat, al contrari de les heliòfiles. 2. Temperatura: En augmentar provoca una major velocitat de les reaccions químiques implicades fins arribar al punt en que els enzims es desnaturalitzen. 3. Concentració de CO2: En augmentar la concentració el RuBisCo se satura, no podent fixar a major velocitat el CO2. 4. Concentració d'O2: L'O2 competeix amb el CO2 com a substrat de l'enzim RuBisCo, en ser elevada s'inicia la fotorespiració (sintetitzant menys Glucosa). 5.

Disponibilitat d'aigua: Influint en l'obertura i tancament dels estomes pels quals el CO2 i l'O2 es difon. Quimiosíntesi Producció matèria orgànica, per bacteris, oxidant molècules inorgàniques reduïdes. 2 parts: Oxidativa Biosintètica Síntesi d'ATP i poder reductor NADH a partir de l'energia alliberada de l'oxidació de compostos inorgànics. Ús de l'ATP i el NADH per a reduir compostos inorgànics i obtenir d'orgànics. Segons el substrat que fan servir, els bacteris quimiosintètics poden ser del nitrogen, del ferro, de l'hidrogen i els incolors del sofre. Anabolisme heteròtrof: Font de C en biomolècules orgàniques, incloent la biosíntesi de glúcids, lípids i aminoàcids.

Biosíntesi de glúcids Gluconeogènesi Síntesi de Glucosa a partir de compostos orgànics no glucídics. Consumeix ATP i NADH. 1. Piruvat (3C, dins mito.) Oxalacetat-Malat (fora mito.) - Oxalacetat (4C) Fosfoenolpiruvat (3C). Glucòlisi inversa. 2. Fructosa-1,6-fosfat Fructosa-6-fosfat. 3. Glucosa-6-fosfat Glucosa. Glucogenogènesi Síntesi de glucogen, a partir d'activar glucosa per l'acció de les UDP-glucoses, podent emmagatzemar-la com a reserva d'energia. La glucosa-1-fosfat reacciona amb l'UTP, generant les UDP-glucoses que uniran grups de glucosa formant el compost glucogen i alliberant més tard l'UDP.

Lipogènesi: síntesi de triglicèrids - Àcids grassos: L'acetil-CoA es transforma en àcid gras a partir d'una desaminació (elimina el grup amino), consumint NADPH. L'excés de qualsevol biomolècula es transforma en à. gras i s'emmagatzema en forma de greix al teixit adipós animal. a. En cèl. animals: Al citosol, en el complex enzimàtic: àcid gras sintetasa (SAG). b. En cèl. fotosintètiques: A l'estroma dels cloroplasts. - Triglicèrids: Per l'esterificació d'una molèc. de glicerina amb 3 à. grassos. Biosíntesi d'aminoàcids Al citoplasma, es produeix la unió d'una cadena carbonatada amb un grup amino. La cadena carbonatada pot originar-se d'intermediaris de la glucòlisi, el cicle de Krebs, etc.

El grup amino sol procedir del glutamat. Té dues fases: 1. Formació del glutamat per α-cetoglutarat del cicle de Krebs o glutamina per glutamat. 2. Transferència del grup amino a la cadena carbonada. El glutamat cedeix aquest grup per reaccions de transaminació.