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    Tema 1. Características Generales Del Metabolismo

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    Paola Ojeda Fernández
    El metabolismo consiste en reacciones químicas que implican cambios de materia y energía entre las células y su entorno. Existen dos ramas principales: el catabolismo, que degrada moléculas complejas generando energía, y el anabolismo, que sintetiza moléculas complejas usando dicha energía. Las rutas metabólicas están formadas por secuencias de reacciones enzimáticas altamente reguladas que convierten sustratos en productos. La regulación ocurre a través del control de enzimas clave en cantidad, local

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    Tema 1. Características Generales Del Metabolismo

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    Paola Ojeda Fernández
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    El metabolismo consiste en reacciones químicas que implican cambios de materia y energía entre las células y su entorno. Existen dos ramas principales: el catabolismo, que degrada moléculas complejas generando energía, y el anabolismo, que sintetiza moléculas complejas usando dicha energía. Las rutas metabólicas están formadas por secuencias de reacciones enzimáticas altamente reguladas que convierten sustratos en productos. La regulación ocurre a través del control de enzimas clave en cantidad, local

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    TEMA 1. CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL METABOLISMO

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    El metabolismo consiste en reacciones químicas que implican cambios de materia y energía entre las células y su entorno. Existen dos ramas principales: el catabolismo, que degrada moléculas complejas generando energía, y el anabolismo, que sintetiza moléculas complejas usando dicha energía. Las rutas metabólicas están formadas por secuencias de reacciones enzimáticas altamente reguladas que convierten sustratos en productos. La regulación ocurre a través del control de enzimas clave en cantidad, local

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    Paola Ojeda Fernández
    El metabolismo consiste en reacciones químicas que implican cambios de materia y energía entre las células y su entorno. Existen dos ramas principales: el catabolismo, que degrada moléculas complejas generando energía, y el anabolismo, que sintetiza moléculas complejas usando dicha energía. Las rutas metabólicas están formadas por secuencias de reacciones enzimáticas altamente reguladas que convierten sustratos en productos. La regulación ocurre a través del control de enzimas clave en cantidad, local

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    TEMA 1.

    CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL


    METABOLISMO

    1. INTRODUCCIÓN

    Definición de metabolismo: Conjunto de reacciones químicas en las que se


    basan los sistemas biológicos e implican cambios de materia y energía entre
    las células y su entorno.

    Existen dos grandes ramas dentro del metabolismo:


    - Catabolismo. Consiste en la degradación de
    moléculas complejas que da lugar a la
    generación de energía en forma de ATP y de
    poder redox. Además, se generan moléculas
    sencillas como el CO2, H2O o NH3. Estos
    productos se usarán como sustrato de otras
    reacciones.
    - Anabolismo. Consiste en la síntesis de
    moléculas complejas a partir de las simples
    usando la energía y el poder redox.

    FORMA DE VER EL INTERCAMBIO ENERGÉTICO


    A partir de la energía química de los nutrientes que ingerimos o de reserva
    o de la energía radiante se puede formar ATP de 2 formas :
    → Fosforilación oxidativa. El fosfato que se añade está suelto
    → Fosforilación a nivel de sustrato. Un compuesto de una ruta metabólica
    aporta el grupo fosfato sin necesidad de intermediarios (vía glucolítica)
    Además, esta energía se utiliza en trabajos celulares tales como la
    biosíntesis, movimiento y gradientes químicos; aunque se pierde energía en
    forma de calor y consecuentemente, la entropía aumenta.
    2. RASGOS GENERALES DEL METABOLISMO

    - Las rutas metabólicas son secuencias de reacciones químicas


    altamente organizadas y conectadas entre sí que están catalizadas por
    una enzima que hace que sean rápidas. Pueden ser:
    ○ Lineales: El producto de una reacción es el sustrato de la
    siguiente Ej: A → B → C.
    ○ Ramificadas: El producto de una reacción es el sustrato de varias
    reacciones. Ej: A → B → C + D
    ○ Circulares: Se regenera el sustrato gracias al último producto.
    - Los metabolitos son las moléculas pequeñas implicadas en el proceso.
    Metaboloma: Conjunto completo de metabolitos
    - El tráfico (flujo) de metabolitos a través de la ruta está estrechamente
    regulado.
    - Las reacciones tienen lugar a temperatura y presión constante para
    evitar la desnaturalización de las enzimas catalizadoras y que estas
    trabajen óptimamente.

    ¿Cómo se regulan las rutas metabólicas?

    - Controlando el suministro de sustrato en las rutas


    - Regulando enzimas de la ruta en:

    Cantidad
    → Señales extracelulares y activación de genes
    PASOS:
    1. Reconocimiento específico de la señal por un sistema receptor
    2. Activación del receptor
    3. Generación de señales intracelulares (2º mensajeros)
    4. Interacción de los 2º mensajeros con dianas intracelulares
    → Estabilidad del ARNm (degradación)
    → Propia traducción del ARNm en los ribosomas
    → Propia degradación de las proteínas

    Localización
    → La enzima y el sustrato pueden estar en 2 compartimentos diferentes.
    Actividad catalítica
    NOTA: Todas las enzimas son sensibles a la concentración de sustrato
    → Alosterismo. Una reacción alostérica es en
    la cual la enzima se une a un receptor
    alostérico (regulador) que inhibe o activa a la
    enzima.
    Los reguladores alostéricos no forman parte
    del producto de la reacción y son
    dependientes de la concentración de sustrato.
    En este caso, el ATP funciona como un
    inhibidor alostérico.
    → Modificación covalente. Las proteínas se fosforilan en residuos de
    Ser/Thr/Tyr de manera reversible y no espontánea. Estas fosforilaciones
    pueden ser tanto inhibidoras como activadoras.
    Además, existe la adenilación, acetilación, ubiquitinación, metilación…
    → Unión de enzimas a proteínas reguladoras. Se trata de una unión
    reversible, puesto que es una interacción débil.

    3. REACCIONES MÁS FRECUENTES DEL METABOLISMO.

    1. Formación y rotura de enlaces C-C


    Formación. Comunes en las reacciones anabólicas
    Rotura. Comunes en las reacciones catabólicas

    2. Isomerizaciones (reordenaciones intramoleculares). Químicamente son


    reversibles pero metabólicamente no ya que algunas son muy lentas.

    NOTA: Un valor pequeño de la energía


    libre de Gibbs es un indicativo de que la
    reacción puede ser reversible
    3. Eliminación y adición (Ej. reacciones de des/hidratación)

    4. Reacciones redox

    5. Transferencia de grupos. En general, las enzimas que regulan el


    transporte del grupo fosforilo con ATP como donante son las
    QUINASAS.
    Existen también las fosfatasas, que eliminan el grupo fosfato.

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