Unidad 2 Bioquímica

La fase de preparación es cuando los nutrientes (moléculas) de los alimentos se descomponen para liberar sus principales componentes. Por ejemplo, los polisacáridos se descomponen en monosacáridos, los lípidos se descomponen en ácidos grasos y glicerol, y las proteínas se descomponen en sus aminoácidos constituyentes.

​2.1.1.-Categorías del metabolismo

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas controladas que permiten a los seres vivos alterar la naturaleza de ciertas sustancias para obtener los elementos nutritivos y la energía que necesitan para los procesos de crecimiento, desarrollo, reproducción. respuesta a estímulos, adaptación y sostén de la vida.

​2.1.-Definición de Metabolismo

Unidad 2

Metabolismo Central

El ciclo de Krebs, también conocido como ciclo del ácido cítrico, es una serie de reacciones químicas que ocurren en la mitocondria de las células eucariotas durante la respiración celular, que da como resultado la producción de energía utilizando la glucosa como fuente principal

2.2.-Glicolisis

La fase intermedia de la segunda fase.
En esta fase, los diferentes productos creados en la fase I se convierten en una sola molécula, la acetil-coenzima A, que es la más sencilla.

4.- se hidroliza la fructuosa-1-6-bifosfato para que se forme 2 moléculas de gliceraldehido-3-fosfato
5.- oxidación del gliceraldehido-3-fosfato para formar ácido pirúvico

6.- el ácido pirúvico se convierte en acetil coenzima A

7.- el acetil-coA es convertido a en cetoacil-coA

8.- el cetoacil-coA a su vez será convertido a acetato

9.- el acetato será convertido en acetil-coA

Para poder llevar a cabo la descomposición de la glucosa es necesario los siguientes pasos:

1.-Fosforilación de la glucosa utilizando ATP para producir glucosa-6-fosfato

2.- La glucosa-6-fosfato se isomeriza y produce fructuosa-6-fosfato

3.- la fructuosa-6- fosfato toma un P del ATP para que se forme fructuosa-1-6 bifosfato

El oxaloacetato se une al acetil-CoA y forma citrato utilizando la enzima citrato sintasa

El citrato se va a transformar en isocitrato con la acción de la enzima aconitasa que va a permitir el cambio de posición del H2O del citrato al isocitrato

Mediante la acción de la enzima isocitrato deshidrogenasa se convertirá en a-cetoglutarato debido a una descarboxilación y una deshidrogenación, liberando CO2 y produciendo NADH

El a-cetoglutarato con la ayuda de la enzima a-cetoglutarato deshidrogenasa se transforma en succinil-CoA liberando CO2 y se produce NADH

El ciclo de Krebs, también conocido como ciclo del ácido cítrico, es una serie de reacciones químicas que ocurren en la mitocondria de las células eucariotas durante la respiración celular, que da como resultado la producción de energía utilizando la glucosa como fuente principal

Para poder llevar este ciclo es necesaria la utilización del acetil-coA no importando de donde provenga (carbohidratos, proteínas o lípidos) con un saldo final de 6 NADH, 6 CO2, 2FADH2 y 2 GTP (ATP) que se llevan a cabo a través de 8 reacciones que son:

2.3.-Ciclo de Krebs

Con la acción de la enzima succinil-CoA sintetasa el succinil-CoA libera el CoA produciendo ATP y formándose el succinato.

El succinato por la acción de la enzima succinato deshidrogenasa se transforma en fumarato por oxidación produciendo FADH2.

Con una molécula de agua el fumarato se hidrata y forma malato por la acción de la enzima fumarato hidratasa.

Hay una deshidrogenación del malato produciendo NADH y a su vez regenera al oxoloacetato con la ayuda del enzima malato deshidrogenas.

El grupo acetilo unido a la enzima se transfiere a CoA, lo que da como resultado una molécula de acetil-CoA que será utilizada en la siguiente vía del ciclo del ácido.

El piruvato contiene un grupo carboxilo, que libera una molécula de dióxido de carbono al medio circundante. (Nota: el dióxido de carbono es uno de los principales productos finales de la respiración celular). Los seis primeros carbonos de la molécula original de glucosa que se eliminará es el dióxido de carbono perdido.

2.3.1.-Conversión de piruvato a acetilCoA piruvato deshidrogenasa

El grupo hidroxietilo se oxida a un grupo acetilo y NAD + capta los electrones para formar NADH. Después, la célula utilizará los electrones de alta energía del NADH para producir ATP

2.3.2.- Reacciones del ciclo de Krebs

El acetil CoA es una molécula que transporta los átomos de carbono del piruvato (glucólisis) al ciclo del ácido cítrico para que se oxiden para producir energía.

1. Formación de citrato: el acetil-coenzima A (acetil-CoA) y el oxalacetato se combinan para formar citrato y liberar coenzima A. El citrato sintasa es la enzima responsable de producir esta reacción.

2. Formación de isocitrato: la enzima aconitasa transforma el citrato en isocitrato.

3. La oxidación del isocitrato a α-cetoglutarato: el isocitrato, que tiene seis átomos de carbono, pierde un carbono en forma de CO2 y un par de electrones para convertirse en α-cetoglutarato, que tiene cinco átomos de carbono. Un NAD+ (nicotinamida adenina dinucleótido oxidado) capta los electrones y luego se convierte en NADH (nicotinamida adenina dinucleótido reducido). Isocitrato deshidrogenasa es la enzima.

4. Oxidación del α-cetoglutarato a succinil-CoA y CO2: la molécula de cinco carbonos de α-cetoglutarato se oxida para producir succinil-CoA (cuatro átomos de carbono), y se libera CO2.

5. Conversión de succinil-CoA a succinato: cuando se libera el grupo CoA para formar GTP (guanosintrifosfato) a partir de GDP (guanosindifosfato) y fosfato inorgánico, succinil-CoA se convierte en succinato. La succinil-CoA sintetasa es la enzima responsable de producir esta reacción.

6. Oxidación del succinato a fumarato: el fumarato se forma al perder dos electrones del succinato. El succinato deshidrigenasa es la enzima involucrada.

7. La enzima fumarasa hidroliza el fumarato para convertirlo en malato.

8. Oxidación de malato a oxalacetato: la malato deshidrogenasa regenera el oxalacetato en el último paso del ciclo de Krebs. El malato se oxida en esta reacción y le da dos electrones al NAD+ para formar NADH.

Ya para terminar el proceso de la respiración celular se pone en marcha la cadena de transporte de electrones, que es una serie de reacciones enzimáticas que ocurren en las mitocondrias que tiene como objetivo liberar energía (ATP)

La transferencia de electrones se realiza en la cadena de transporte de electrones lo cual transporta a los electrones a través de proteínas llamadas citocromos que en su estructura contiene hierro y organizados según su negatividad creciente.

​2.4.-La cadena que transporta electrones

Las enzimas que participan son las siguientes:

Aconitasa

Isocitrato deshidrogenasa

α- cetoglutarato deshidrogenasa

Succinil-CoA

Succinato deshidrogenasa

Fumarato hidratasa

Malato deshidrogenasa

Citrato sintasa

​2.3.3.- Enzimas participantes

2.5.-Fosforilación oxidativa

Para fosforilar ADP y generar ATP, el proceso de fosforilación oxidativa utiliza la energía del gradiente de protones establecido por el sistema de transporte de electrones. El transporte de electrones crea el gradiente de protones. Debido a que no habrá síntesis de ATP sin el gradiente de protones que impulsa la ATP sintasa, la fosforilación oxidativa no ocurrirá si se detiene el transporte de electrones o si se compromete la impermeabilidad de la membrana mitocondrial interna a los protones.

Cuando comienza la carrera, la contracción muscular, que consume energía, transforma el ATP en ADP. El aumento del ADP en las células musculares promueve la fosforilación oxidativa para intentar compensar la quema de ATP.

​Ejercicio

Consideremos a una persona que salta y huye después de estar en reposo para ilustrar estos vínculos. Los niveles de ATP de la persona son inicialmente altos mientras que los niveles de ADP son bajos (sin ejercicio para quemar ATP), lo que resulta en una menor fosforilación oxidativa y, por lo tanto, un gradiente de protones alto

​Reposo

El transporte de electrones es crítico

Las vías catabólicas, como la glucólisis, el ciclo del ácido cítrico y la oxidación de ácidos grasos, requieren portadores oxidados como el NAD+ y el FAD. Las vías anabólicas, como la gluconeogénesis y la síntesis de ácidos grasos/grasas, dependen de portadores de electrones reducidos como FADH2, NADH y el portador relacionado NADPH..