Cap. 13
BIOENERGÉTICA Y METABOLISMO
OXIDATIVO
Metabolismo: complejo sistema de reacciones químicas que producen energía y que
utilizan energía a través de las cuales los seres vivientes llevan a cabo sus diversas
funciones. Se encuentra regulado en forma estricta. Consiste en 2 procesos opuestos, que
representan la suma de cambios químicos que convierten los alimentos en formas
utilizables de energía y en moléculas biológicas complejas.
Catabolismo: o degradación, en la que los nutrientes o constituyentes celulares se
degradan para recuperar sus componentes, generar energía o realizar ambas reacciones.
Reacciones catabólicas
• Convierten grandes moléculas complejas (hidratos de carbono, lípidos o proteínas)
en moléculas más pequeñas (CO2, NH3 y H2O, en último término).
• Son OXIDATIVAS y generalmente consumen oxígeno.
• Dan lugar a la transferencia de equivalentes de reducción a coenzimas oxidadas
(NAD+ y NADP+) para producir su reducción.
• Son generalmente EXERGÓNICAS (liberan energía, la que se utiliza normalmente
en la formación de ATP).
Anabolismo: o biosíntesis, en la cual las biomoléculas se sintetizan a partir de
componentes más simples.
Es un proceso principalmente reductor mediante el cual moléculas pequeñas muy oxidadas
se convierten en grandes moléculas complejas. El poder reductor utilizado en la biosíntesis
de compuestos muy reducidos, tales como los ácidos grasos, es proporcionado por el
NADPH, que es NAD fosforilado en la posición 2’, producido por transferencia de
electrones al NADP+
Reacciones anabólicas
• Síntesis de moléculas grandes a partir de precursores pequeños.
, • Requieren gasto de energía en forma de ATP o equivalentes de reducción
almacenados en coenzimas reducidas (NADH o NADPH).
• Realizan diversas funciones celulares (contracción muscular, conducción del
impulso nervioso, crecimiento y división celular).
Relaciones energéticas entre la producción (catabolismo) y la
utilización (anabolismo) de energía.
ATP (adenosina 5’-trifosfato
Es un nucleótido de purina (adenina) en el cual la adenina está unida por un enlace
glucosídico a la D-ribosa. En la posición 5’ de la porción de la ribosa están esterificados 3
grupos fosforilo en forma de enlaces fosfoanhídrido. Los 2 grupos fosfato terminales (es
decir, β y γ), se denominan enlaces ricos en energía o de alta energía. La síntesis de ATP
como resultado de procesos catabólicos o el consumo de ATP en algún tipo de función
celular ligada a energía implica la formación y la hidrólisis o transferencia del grupo fosfato
,terminal del ATP. La forma fisiológica de este nucleótido está quelada con un catión
metálico divalente tal como el Mg++.
NAD+ y NADPH en el catabolismo y en el anabolismo
Los sustratos (glúcidos, grasas y proteínas) liberan equivalentes de reducción en forma de
iones hidruro (un protón que contiene 2 electrones H-) que se transfieren de los sustratos al
NAD (nicotinamida adenina dinucleótido) por medio de enzimas, denominados
deshidrogenasas, con formación de NADH. El NADH se transporta seguidamente a la
mitocondria, en donde los equivalentes de reducción se transfieren en una serie de
reacciones de la cadena de transporte electrónico al O2, que es el aceptor electrónico final.
Las reacciones oxidativas de la mitocondria son exergónicas y producen energía que se
utiliza para la síntesis de ATP en un proceso llamado fosforilación oxidativa.
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BIOENERGÉTICA Y METABOLISMO
OXIDATIVO
Metabolismo: complejo sistema de reacciones químicas que producen energía y que
utilizan energía a través de las cuales los seres vivientes llevan a cabo sus diversas
funciones. Se encuentra regulado en forma estricta. Consiste en 2 procesos opuestos, que
representan la suma de cambios químicos que convierten los alimentos en formas
utilizables de energía y en moléculas biológicas complejas.
Catabolismo: o degradación, en la que los nutrientes o constituyentes celulares se
degradan para recuperar sus componentes, generar energía o realizar ambas reacciones.
Reacciones catabólicas
• Convierten grandes moléculas complejas (hidratos de carbono, lípidos o proteínas)
en moléculas más pequeñas (CO2, NH3 y H2O, en último término).
• Son OXIDATIVAS y generalmente consumen oxígeno.
• Dan lugar a la transferencia de equivalentes de reducción a coenzimas oxidadas
(NAD+ y NADP+) para producir su reducción.
• Son generalmente EXERGÓNICAS (liberan energía, la que se utiliza normalmente
en la formación de ATP).
Anabolismo: o biosíntesis, en la cual las biomoléculas se sintetizan a partir de
componentes más simples.
Es un proceso principalmente reductor mediante el cual moléculas pequeñas muy oxidadas
se convierten en grandes moléculas complejas. El poder reductor utilizado en la biosíntesis
de compuestos muy reducidos, tales como los ácidos grasos, es proporcionado por el
NADPH, que es NAD fosforilado en la posición 2’, producido por transferencia de
electrones al NADP+
Reacciones anabólicas
• Síntesis de moléculas grandes a partir de precursores pequeños.
, • Requieren gasto de energía en forma de ATP o equivalentes de reducción
almacenados en coenzimas reducidas (NADH o NADPH).
• Realizan diversas funciones celulares (contracción muscular, conducción del
impulso nervioso, crecimiento y división celular).
Relaciones energéticas entre la producción (catabolismo) y la
utilización (anabolismo) de energía.
ATP (adenosina 5’-trifosfato
Es un nucleótido de purina (adenina) en el cual la adenina está unida por un enlace
glucosídico a la D-ribosa. En la posición 5’ de la porción de la ribosa están esterificados 3
grupos fosforilo en forma de enlaces fosfoanhídrido. Los 2 grupos fosfato terminales (es
decir, β y γ), se denominan enlaces ricos en energía o de alta energía. La síntesis de ATP
como resultado de procesos catabólicos o el consumo de ATP en algún tipo de función
celular ligada a energía implica la formación y la hidrólisis o transferencia del grupo fosfato
,terminal del ATP. La forma fisiológica de este nucleótido está quelada con un catión
metálico divalente tal como el Mg++.
NAD+ y NADPH en el catabolismo y en el anabolismo
Los sustratos (glúcidos, grasas y proteínas) liberan equivalentes de reducción en forma de
iones hidruro (un protón que contiene 2 electrones H-) que se transfieren de los sustratos al
NAD (nicotinamida adenina dinucleótido) por medio de enzimas, denominados
deshidrogenasas, con formación de NADH. El NADH se transporta seguidamente a la
mitocondria, en donde los equivalentes de reducción se transfieren en una serie de
reacciones de la cadena de transporte electrónico al O2, que es el aceptor electrónico final.
Las reacciones oxidativas de la mitocondria son exergónicas y producen energía que se
utiliza para la síntesis de ATP en un proceso llamado fosforilación oxidativa.
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