METABOLISMO

OXIDATIVO INTEGRANTES:
DOCENTE:
CASTILLO LA TORRE MARÍA JOSE
DR. SEGUNDO EUGENIO LLUEN JUAREZ SANTISTEBAN CHICLAYO KATHERINE
DR. JUAN RODRIGUEZ SALINAS SANTA CRUZ RUIZ ANA LUCIA
D R. A RT U R O L E D E S M A S A N D OVA L ROJAS CASTRO ALEXIS
ZURITA JULCA DAVID
DR. JORGE RAMIREZ CALDERON
 DEFINICION: METABOLISMO OXIDATIVO

Es un proceso químico en el cual se utiliza el oxígeno para hacer de la

energía de los carbohidratos (azúcares). También se llama
metabolismo aeróbico, respiración aeróbica y respiración celular.

Metabolismo Aeróbico. - Aquella vía metabólica que cataboliza las sustancias nutricias
(carbohidratos, grasas y proteínas) en la presencia de oxígeno (aeróbico) mediante la
glucólisis aeróbica, ciclo de Krebs y sistema de transporte electrónico (o cadena
respiratoria), de manera que se suministre energía útil para funciones vitales del cuerpo
(principalmente para la contracción de las células, fibras musculares durante el ejercicio),
sin la acumulación en altos niveles de ácido láctico.
 ORIGEN DE ACETIL CO-A
La acetilcoenzima A también conocida como Acetil-Coa es una molécula muy importante
para nuestro metabolismo.
Pues esta, es un compuesto intermediario clave en el metabolismo celular, constituido
por un grupo acetilo de dos carbonos, unidos de forma co-valiente a la coenzima A.
 ORIGEN DE ACETIL CO-A
La Acetil-Coa proviene del metabolismo de los carbohidratos y de los lípidos, y también en
menor proporción, del metabolismo de las proteínas, las cuales, así como los aminoácidos,
pueden alimentar el ciclo en sitios diferentes donde actuan los del acetil.
Formación de Acetil Co-A
IMPORTANCIA DE ACETIL CO-A
En el ser humano y en los animales, la Acetil-Coa es esencial para el equilibrio entre el
metabolismo de carbohidratos y de grasas en el cuerpo

En circustancias normales, a partir de Acetil-Coa, el metabolismo de los ácidos grasos

alimenta el ciclo del ácido cítrico, contribuyendo así a la célula de energía

En nuestro hígado, cuando los niveles de ácidos grasos circulantes son elevados, la
producción de Acetil-Coa, a partir del reparto de grasas, excede los requisitos de energía
celular.

Para hacer uso de la energía disponible a partir de ese mismo exceso de Acetil-Coa, son
producidos cuerpos cetónicos para que puedan circular en la sangre. Por tanto en
reposo, tanto los músculos pertenecientes a nuestro esqueleto como los músculos
cardiacos satisfacen sus necesidades de energía, sobre todo a través de la oxidación de
cuerpos cetónicos.
CICLO DE KREBS
 RESPIRACION
CELULAR
• Es una ruta metabólica que
rompe la glucosa y produce
ATP
• es un proceso exorgenico,
donde se aprovecha parte de
la energía de las moléculas
de alimento (el resto se
pierde en forma de calor)
• Las etapas de la respiración
celular incluyen la glucólisis,
oxidación del piruvato, el
ciclo del ácido cítrico o ciclo
de Krebs, y la fosforilación
oxidativa.
 CADENA TRANSPORTADORA DE
ELECTRONES
LAS PROTEINAS COMPLEJAS:
• Estos componentes no se encuentran aislados en la
membrana, se asocian formando complejos funcionales en
los cuales se basa en la actualidad la descripción del
funcionamiento de la cadena transportadora de electrones.
• Antes de entrar en el estudio de los complejos, se describirán
primero los componentes por separado.
• Flavoproteínas
• hemoproteínas o citocromos
• ferro-sulfo-proteínas
• cupro-proteínas
CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES:
LAS PROTEINAS COMPLEJAS:
Flavoproteínas Hemoproteinas o Citocromos
• Son 2: • Están en la membrana interna de la
• La nadh deshidrogenasa: grupo mitocondria y son 7:
prostético al fmn (flavina- • citocromos a, a3, b560, b562, b566, c
mononucleótido) y c1.
• La succínico deshidrogenasa: • La denominación por letras se debe a
grupo prostético al fad (flavina- la característica que presenta cada
adenina-dinucleótido) uno de absorber determinadas
• Es una enzima que cataliza la sexta longitudes de onda en el espectro
reacción del ciclo de krebs. este visible en las bandas alfa, beta y
hecho marca la integración gamma.
biológica entre el ciclo de los ácido • Tienen en común la forma en que
tricarboxílicos por un lado, y la transportan los electrones: el
cadena transportadora de hierro central del anillo hemo de los
electrones, por otro. citocromos transporta un solo
• Ambas flavinas se unen a la enzima de electrón, pasando de su forma oxidada
forma covalente, transportan 2 hierro (iii) (férrica fe3+), a su forma
hidrógenos, y los cofactores de reducida hierro (ii) (ferrosafe2+)
nicotinamida, un hidruro, es decir, un • Citocromo c
hidrógeno más un electrón. • No es una proteína integral de
membrana, es el más conocido por sus
propiedades que es fácil de aislar.
• Resulta soluble en solventes acuosos y
es una proteína periférica que se
localiza en el lado externo de la
membrana interna de la mitocondria.
CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES:
LAS PROTEINAS COMPLEJAS:
Ferro-sulfo-proteinas Cupro-proteínas

• Se diferencian por el tipo de • Intervienen en el transporte de

centros ferro-sulfurados, (fe-s) electrones del complejo IV. En
que poseen. este caso, el núcleo de cobre
• El [2fe-2s], compuesto por 2 cambia su estado de oxidación
átomos de fe y 2 átomos de s de cu2+ a cu+ al ocurrir el
y el [4fe-4s], compuesto por 4 transporte de electrones
átomos de fe y 4 átomos de s, dentro de ese complejo. Hay
son los más frecuentes. Se uno asociado al cit a y otro al
encuentran presentes en los cit a3.
complejos I, II y III.
• El transporte de electrones se
efectúa en uno de los hierros
de estos centros, donde éste
pasa de la forma oxidada
hierro (iii) (férrica fe3+), a su
forma reducida hierro (ii)
(ferrosa fe2+)
• Estos centros ferro-sulfurados
CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES:
LAS PROTEINAS COMPLEJAS:
Ubiquinona o coenzima q:
• transportadora de electrones.
• Presenta un anillo de quinol o quinal, de acuerdo con su estado
de oxidación, unida a este anillo se encuentra una cadena
isoprenoide que caracteriza a las diferentes ubiquinonas
existentes. La de mayor distribución en la naturaleza es la que
tiene 10 isoprenos, por lo que se le conoce con la abreviatura
de q10.
• Este compuesto transporta 2 hidrógenos, pero en sus
reacciones puede captarlos o cederlos de uno en uno. Cuando
esto sucede se configura un compuesto intermedio en forma de
radical, semiubiquinona. Esta característica posibilita el
transporte de electrones entre los primeros cofactores que
transportan 2 protones y 2 electrones, y los citocromos que
 CADENA TRANSPORTADORA DE
ELECTRONES
COMPLEJOS DE LA CADENA RESPIRATORIA:

Los lípidos participantes en estos complejos son los propios lípidos de la membrana mitocondrial que quedan
unidos a las proteínas, estas en su mayoría, son insolubles en agua pero muy afines por compuestos
apolares.

Pueden aislarse cinco grandes complejos funcionales, relacionados con la cadena respiratoria, 4 de ellos
transportan electrones, el quinto es el responsable de la síntesis de ATP: es el complejo de la ATP sintasa.

Los cuatro complejos que funcionan en el transporte de electrones son:

• Complejo I: nadh - coq reductasa.
• Complejo II: succínico - coq reductasa,succínico deshirogenasa
• Complejo III: coqh2- citocromo c reductasa.
• Complejo IV: citocromo c oxidasa.

La función de estos complejos es el transporte electrónico con la formación final de h2o y de un gradiente
electroquímico de protones. La energía contenida en este gradiente se utiliza por la ATP sintasa para la
acumulación de energía química, como producto final de la fosforilación oxidativa.
 CADENA TRANSPORTADORA DE
ELECTRONES
IMPORTANCIA BIOMÉDICA:

• Los organismos aerobios pueden captar una proporción mucho

mayor de la energía libre disponible de los sustratos respiratorios
que los organismos anaerobios.

• La mayor parte de este proceso tiene lugar dentro de las

mitocondrias, que se han denominado las “centrales de energía” de
la célula. La respiración está acoplada a la generación del
intermediario de alta energía, ATP, por medio de fosforilación
oxidativa.

• Diversos fármacos (p. ej., amobarbital) y venenos (p. ej., cianuro,

monóxido de carbono) inhiben la fosforilación oxidativa, por lo
general con consecuencias mortales. Se han señalado varios
LA CADENA RESPIRATORIA OXIDA EQUIVALENTES
REDUCTORES Y ACTUA COMO BOMBA DE
PROTONES:
• Casi toda la energía que se libera durante la oxidación de
carbohidratos, ácidos grasos y aminoácidos queda disponible
dentro de las mitocondrias como equivalentes reductores (—h o
electrones). La cadena respiratoria, que reúne y transporta
equivalentes reductores, y los dirige hacia su reacción final con
oxígeno para formar agua, y la maquinaria para la fosforilación
oxidativa, el proceso mediante el cual la energía libre liberada se
atrapa como fosfato de alta energía.
 CADENA TRANSPORTADORA DE
ELECTRONES
LAS FLAVOPROTEÍNAS Y LAS PROTEÍNAS HIERRO-AZUFRE (FE-S) SON
COMPONENTES DE LOS COMPLEJOS DE LA CADENA RESPIRATORIA

• Las flavoproteínas son componentes de importancia de los complejos I y

II.

• El nucleótido flavina oxidado (fmn o fad) puede reducirse en reacciones que

involucran la transferencia de dos electrones (para formar fmnh2 o fadh2),
pero también pueden aceptar un electrón para formar la semiquinona.

• Las proteínas hierro-azufre (proteínas hierro no hem, fe-s) se

encuentran en los complejos i, ii y iii, los cuales pueden contener uno, dos o
cuatro átomos de fe enlazados a átomos de azufre inorgánico, o por medio de
grupos de cisteínash a la proteína, o ambos. Las fes participan en reacciones
de transferencia de un solo electrón en las cuales un átomo de fe pasa por
 CADENA TRANSPORTADORA DE
ELECTRONES
EL TRANSPORTE DE ELECTRONES MEDIANTE LA CADENA
RESPIRATORIA CREA UN GRADIENTE DE PROTÓN QUE
IMPULSA LA SÍNTESIS DE ATP:
• El flujo de electrones por la cadena respiratoria genera ATP por medio del proceso
de fosforilación oxidativa.

• La teoría quimiosmótica, propuesta por Peter Mitchell en 1961, postula que los
dos procesos están acoplados mediante un gradiente de protón a través de la
membrana mitocondrial interna, de manera que la fuerza motriz de protón
causada por la diferencia de potencial electroquímico (negativa en el lado de la
matriz) impulsa el mecanismo de síntesis de ATP.

• Como se mencionó, los complejos I, III y IV actúan como bombas de protones.

Dado que la membrana mitocondrial interna es impermeable a iones en general, y
en especial a protones, éstos se acumulan en el espacio intermembrana, lo que
crea la fuerza motriz de protón predicha por la teoría quimiosmótica.
 MITOCONDRIA Espacio intermembranoso: En él se
localizan diversos enzimas, como la
adenilato quinasa o la creatina quinasa.

Matriz mitocondrial: Contiene iones, metabolitos

a oxidar, ADN circular bicatenario, ribosomas tipo
70S, que y contiene ARN mitocondrial.

Membrana interna : La membrana interna

contiene más proteínas, carece de poros y es
altamente selectiva

Función: Membrana externa :Es una bicapa lipídica

• La oxidación de metabolitos
exterior permeable a iones, metabolitos y
muchos polipéptidos.
• La obtención de ATP mediante la fosforilación oxidativa,

• Almacén de sustancias como iones, agua y algunas

partículas como restos de virus y proteínas.
GENOMA MITOCONDRIAL
Es una molécula
bicatenaria, circular,
cerrada, sin

Característi
extremos
Tiene un tamaño de
16.569 pares de Genes de ARNts
bases
cas Genes
Genes de ARNrs
mitocondriales
El cromosoma
mitocondrial se
Genes de ARNms
organiza en
"nucleoides"
Replicación
constante
ORIGEN FILOGENÉTICO
El genoma mitocondrial de los eucariotas se originó probablemente tras la endocitosis de una
eubacteria aeróbica y la subsecuente transferencia sucesiva de muchos genes hacia el genoma
nuclear

Los genomas
mitocondriales
presentan varias
características de los
genomas procariotas

Falta generalizada de
Porcentaje muy secuencias repetidas
Pequeño tamaño Ausencia de intrones elevado de ADN y genes de rARN
codificante comparativamente
pequeños