METABOLISMO
➢ El metabolismo celular es el conjunto de todas las reacciones químicas que
mantienen la vida de la célula
REACCIONES REDOX
➢ Un compuesto se oxida cuando pierde electrones y se reduce cuando acepta
electrones.
➢ Las reacciones redox representan el acoplamiento energético de dos
semirreacciones, una exergónica y otra endergónica.
➢ La oxidación es la reacción exergónica y la reducción es la reacción
endergónica.
ATP: TRANSFERENCIA DE ENERGÍA
➢ El trifosfato de adenosina (ATP) tiene una gran cantidad de energía potencial,
gracias a las cuatro cargas negativas confinadas en una pequeña área en los tres
grupos fosfatos del ATP.
➔ Hidrólisis del ATP: cuando el ATP reacciona con agua durante una reacción de
hidrólisis, el enlace entre el grupo fosfato más externo del ATP y su vecino se
rompe, dando como resultado la formación de ADP y fosfato inorgánico, Pi. Esta
reacción es altamente exergónica, por lo que libera energía.
➔ Fosforilación del ADP: consiste en la adición de un grupo fosfato a un sustrato
para formar ATP, requiere de energía. Cuando se utiliza el ATP como donante del
fosfato, la fosforilación es exergónica.
1. CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS
DEGRADACIÓN DE LA GLUCOSA: GLUCÓLISIS
➢ La glucólisis, también denominada ruta de Embden-Meyerhof, tiene lugar en el
citoplasma de prácticamente todas las células vivas. Es una ruta metabólica lineal
que ocurre tanto en condiciones aeróbicas como anaeróbicas.
➢ En la glucólisis una molécula de glucosa (molécula de 6 átomos de carbono) se
transforma en dos moléculas de ácido pirúvico (molécula de 3 átomos de carbono).
Además, la glucólisis permite sintetizar dos moléculas de ATP, en un proceso de
fosforilación a nivel de sustrato.
➢ La fosforilación a nivel de sustrato es una reacción enzimática donde se sintetiza
la molécula ATP a partir de una molécula de ADP y un grupo fosfato que es
transferido desde una molécula orgánica que interviene en una reacción.
➢ La glucólisis consta de diez reacciones enzimáticas que se pueden dividir en tres
fases consecutivas:
1) Fase de preparación: consta de cinco reacciones mediante las cuales se
produce la transformación de una molécula de glucosa (6C) en dos
moléculas gliceraldehido-3-fosfato (3C). Esta transformación requiere el
consumo de dos moléculas de ATP.
2) Fase de oxidación: se produce la oxidación de las dos moléculas de
gliceraldehido-3-fosfato por la coenzima NAD+ y se forman dos moléculas
de ácido 1,3-bifosfoglicérico.
3) Fase de fosforilación: en esta fase las dos moléculas de 1,3-
bifosfoglicérico se transforman en dos moléculas de ácido pirúvico.
, Consta de cuatro reacciones, donde se produce la recuperación de la
inversión original de ATP efectuada en la primera fase y se genera energía
ya que en total se forman cuatro moléculas de ATP.
➢ El balance neto de la glucólisis es el siguiente:
➔ Lanzadera de glicerol-3-fosfato / Lanzadera de malato-aspartato: el NADH del
citosol debe ser regenerado a NAD+ para que pueda continuar la glicólisis. En
condiciones aerobias sus electrones deben entrar a la matriz mitocondrial para ser
transferidos a la cadena de transporte electrónico, pero la membrana interna
mitocondrial es impermeable a NADH y NAD+. Las soluciones que ha diseñado la
célula son sistemas lanzadera donde se realiza la transferencia de los electrones
del NADH y no de la propia molécula.
➔ Regulación de la glucólisis (fosfofructocinasa): la fosfofructocinasa cataliza la
síntesis de fructosa-1,6-bifosfato de la reacción 3. Una vez sintetizada, ya no
puede volver a convertirse en glucosa. Esta enzima tiene dos lugares de unión para
el ATP. En el sitio activo, el ATP se utiliza como sustrato para transferir uno de sus
grupos fosfato a la fructosa-6-fosfato. En el sitio regulador, la unión del ATP
inhibe la reacción, cambiando la forma de la enzima. La glucólisis se regula
mediante la inhibición por realimentación.
DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL ÁCIDO PIRÚVICO
➢ El ácido pirúvico procedente de la glucólisis es transportado desde el citosol a la
matriz mitocondrial, donde pierde una molécula de CO2 y es oxidado para formar
ácido acético en un proceso de descarboxilación oxidativa. El ácido acético es
transferido en la misma reacción a una molécula de coenzima A para formar Acetil-
CoA.
➢ Este proceso es catalizado por el complejo enzimático piruvato-deshidrogenasa
de la matriz mitocondrial. Los electrones liberados en esta reacción son recogidos
por el NAD+, que se reduce a NADH. El NADH será otra vez oxidado en la cadena
respiratoria en presencia de oxígeno molecular.
2. EL CICLO DE KREBS
➢ El ciclo de Krebs, conocido como el ciclo de los ácidos tricarboxílicos (CAT o
TCA) o el ciclo del ácido cítrico, es una ruta metabólica cíclica de ocho
reacciones que ocurren en la matriz mitocondrial donde las dos moléculas de acetil-
CoA se oxidan totalmente para formar dos moléculas de CO2.
➢ El acetil-CoA que inicia este ciclo puede proceder de la oxidación de la glucosa,
pero también de la oxidación de los ácidos grasos o los aminoácidos.
➢ Cada molécula de ácido acético que es oxidada en el ciclo de Krebs permite formar
tres moléculas de NADH, una de FADH2 y una GTP. El GTP, que es un nucleótido
que es equivalente en energía al ATP transfiere su grupo fosfato al ADP,
produciendo una molécula de ATP.
➢ Las reacciones del Ciclo de Krebs se desarrollan en la matriz de la mitocondria,
compartimento celular donde se localizan las enzimas que controlan este importante
proceso, excepto el complejo succinato-deshidrogenasa, que se encuentra
insertado en la membrana interna de la mitocondria. Las moléculas que forman el
➢ El metabolismo celular es el conjunto de todas las reacciones químicas que
mantienen la vida de la célula
REACCIONES REDOX
➢ Un compuesto se oxida cuando pierde electrones y se reduce cuando acepta
electrones.
➢ Las reacciones redox representan el acoplamiento energético de dos
semirreacciones, una exergónica y otra endergónica.
➢ La oxidación es la reacción exergónica y la reducción es la reacción
endergónica.
ATP: TRANSFERENCIA DE ENERGÍA
➢ El trifosfato de adenosina (ATP) tiene una gran cantidad de energía potencial,
gracias a las cuatro cargas negativas confinadas en una pequeña área en los tres
grupos fosfatos del ATP.
➔ Hidrólisis del ATP: cuando el ATP reacciona con agua durante una reacción de
hidrólisis, el enlace entre el grupo fosfato más externo del ATP y su vecino se
rompe, dando como resultado la formación de ADP y fosfato inorgánico, Pi. Esta
reacción es altamente exergónica, por lo que libera energía.
➔ Fosforilación del ADP: consiste en la adición de un grupo fosfato a un sustrato
para formar ATP, requiere de energía. Cuando se utiliza el ATP como donante del
fosfato, la fosforilación es exergónica.
1. CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS
DEGRADACIÓN DE LA GLUCOSA: GLUCÓLISIS
➢ La glucólisis, también denominada ruta de Embden-Meyerhof, tiene lugar en el
citoplasma de prácticamente todas las células vivas. Es una ruta metabólica lineal
que ocurre tanto en condiciones aeróbicas como anaeróbicas.
➢ En la glucólisis una molécula de glucosa (molécula de 6 átomos de carbono) se
transforma en dos moléculas de ácido pirúvico (molécula de 3 átomos de carbono).
Además, la glucólisis permite sintetizar dos moléculas de ATP, en un proceso de
fosforilación a nivel de sustrato.
➢ La fosforilación a nivel de sustrato es una reacción enzimática donde se sintetiza
la molécula ATP a partir de una molécula de ADP y un grupo fosfato que es
transferido desde una molécula orgánica que interviene en una reacción.
➢ La glucólisis consta de diez reacciones enzimáticas que se pueden dividir en tres
fases consecutivas:
1) Fase de preparación: consta de cinco reacciones mediante las cuales se
produce la transformación de una molécula de glucosa (6C) en dos
moléculas gliceraldehido-3-fosfato (3C). Esta transformación requiere el
consumo de dos moléculas de ATP.
2) Fase de oxidación: se produce la oxidación de las dos moléculas de
gliceraldehido-3-fosfato por la coenzima NAD+ y se forman dos moléculas
de ácido 1,3-bifosfoglicérico.
3) Fase de fosforilación: en esta fase las dos moléculas de 1,3-
bifosfoglicérico se transforman en dos moléculas de ácido pirúvico.
, Consta de cuatro reacciones, donde se produce la recuperación de la
inversión original de ATP efectuada en la primera fase y se genera energía
ya que en total se forman cuatro moléculas de ATP.
➢ El balance neto de la glucólisis es el siguiente:
➔ Lanzadera de glicerol-3-fosfato / Lanzadera de malato-aspartato: el NADH del
citosol debe ser regenerado a NAD+ para que pueda continuar la glicólisis. En
condiciones aerobias sus electrones deben entrar a la matriz mitocondrial para ser
transferidos a la cadena de transporte electrónico, pero la membrana interna
mitocondrial es impermeable a NADH y NAD+. Las soluciones que ha diseñado la
célula son sistemas lanzadera donde se realiza la transferencia de los electrones
del NADH y no de la propia molécula.
➔ Regulación de la glucólisis (fosfofructocinasa): la fosfofructocinasa cataliza la
síntesis de fructosa-1,6-bifosfato de la reacción 3. Una vez sintetizada, ya no
puede volver a convertirse en glucosa. Esta enzima tiene dos lugares de unión para
el ATP. En el sitio activo, el ATP se utiliza como sustrato para transferir uno de sus
grupos fosfato a la fructosa-6-fosfato. En el sitio regulador, la unión del ATP
inhibe la reacción, cambiando la forma de la enzima. La glucólisis se regula
mediante la inhibición por realimentación.
DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL ÁCIDO PIRÚVICO
➢ El ácido pirúvico procedente de la glucólisis es transportado desde el citosol a la
matriz mitocondrial, donde pierde una molécula de CO2 y es oxidado para formar
ácido acético en un proceso de descarboxilación oxidativa. El ácido acético es
transferido en la misma reacción a una molécula de coenzima A para formar Acetil-
CoA.
➢ Este proceso es catalizado por el complejo enzimático piruvato-deshidrogenasa
de la matriz mitocondrial. Los electrones liberados en esta reacción son recogidos
por el NAD+, que se reduce a NADH. El NADH será otra vez oxidado en la cadena
respiratoria en presencia de oxígeno molecular.
2. EL CICLO DE KREBS
➢ El ciclo de Krebs, conocido como el ciclo de los ácidos tricarboxílicos (CAT o
TCA) o el ciclo del ácido cítrico, es una ruta metabólica cíclica de ocho
reacciones que ocurren en la matriz mitocondrial donde las dos moléculas de acetil-
CoA se oxidan totalmente para formar dos moléculas de CO2.
➢ El acetil-CoA que inicia este ciclo puede proceder de la oxidación de la glucosa,
pero también de la oxidación de los ácidos grasos o los aminoácidos.
➢ Cada molécula de ácido acético que es oxidada en el ciclo de Krebs permite formar
tres moléculas de NADH, una de FADH2 y una GTP. El GTP, que es un nucleótido
que es equivalente en energía al ATP transfiere su grupo fosfato al ADP,
produciendo una molécula de ATP.
➢ Las reacciones del Ciclo de Krebs se desarrollan en la matriz de la mitocondria,
compartimento celular donde se localizan las enzimas que controlan este importante
proceso, excepto el complejo succinato-deshidrogenasa, que se encuentra
insertado en la membrana interna de la mitocondria. Las moléculas que forman el
