Metabolismo
El metabolismo se refiere a todos los procesos físicos y químicos del cuerpo que convierten o usan energía, tales como:
- Respiración
- Circulación sanguínea
- Regulación de la temperatura corporal
- Contracción muscular
- Digestión de alimentos y nutrientes
- Eliminación de los desechos a través de la orina y de las heces
- Funcionamiento del cerebro y los nervios
ANABOLISMO
El anabolismo (del griego ana, «hacia arriba», y ballein, «lanzar») son los procesos del metabolismo que tienen como resultado la síntesis de componentes celulares a partir de precursores de baja masa molecular,1 por lo que recibe también el nombre de biosíntesis. Es una de las dos partes en que suele dividirse el metabolismo, encargada de la síntesis de moléculas orgánicas (biomoléculas) más complejas a partir de otras más sencillas, orgánicas o inorgánicas, con requerimiento de energía (reacciones endergónicas) y de poder reductor, al contrario que el catabolismo. Aunque anabolismo y catabolismo son dos procesos contrarios, los dos funcionan coordinada y armónicamente, y constituyen una unidad difícil de separar.
El anabolismo (del griego ana, «hacia arriba», y ballein, «lanzar») son los procesos del metabolismo que tienen como resultado la síntesis de componentes celulares a partir de precursores de baja masa molecular,1 por lo que recibe también el nombre de biosíntesis. Es una de las dos partes en que suele dividirse el metabolismo, encargada de la síntesis de moléculas orgánicas (biomoléculas) más complejas a partir de otras más sencillas, orgánicas o inorgánicas, con requerimiento de energía (reacciones endergónicas) y de poder reductor, al contrario que el catabolismo. Aunque anabolismo y catabolismo son dos procesos contrarios, los dos funcionan coordinada y armónicamente, y constituyen una unidad difícil de separar.
ANABOLISMO
El catabolismo (gr. kata, "hacia abajo") es la parte metabolismo que consiste en la transformación de biomoléculas complejas en moléculas sencillas y en el almacenamiento adecuado de la energía química desprendida en forma de enlaces de fosfato y de moléculas de adenosín trifosfato, mediante la degradación de las moléculas que contienen gran cantidad de energía en los enlaces covalentes que la forman, a través de reacciones de reducción-oxidación.
SINTESIS DE PROTEINAS ARN
Se conoce como síntesis de proteínas al proceso por el cual se componen nuevas proteínas a partir de los veinte aminoácidos esenciales. En estre proceso, se transcribe el ADN en ARN. La síntesis de proteínas se realiza en los ribosomas situados en el citoplasma celular.
En el proceso de síntesis, los aminoácidos son transportados por ARN de transferencia correspondiente para cada aminoácido hasta el ARN mensajero donde se unen en la posición adecuada para formar las nuevas proteínas.
Al finalizar la síntesis de una proteína, se libera el ARN mensajero y puede volver a ser leido, incluso antes de que la síntesis de una proteína termine, ya puede comenzar la siguiente, por lo cual, el mismo ARN mensajero puede utilizarse por varios ribosomas al mismo tiempo.
TRANSCRIPCIÓN
La transcripción es un proceso en el que la información genética del ADN pasa al ARN mensajero (ARNm). Es el primer paso de la síntesis de proteínas. El ARNm transporta la información desde el núcleo, donde está codificada en el ADN, hasta el citoplasma, donde se encuentran los ribosomas. El paso de ADN a ARNm se hace construyendo una copia complementaria nucleótido a nucleótido teniendo en cuenta que en el ARNm el uracilo es el complementario a la adenina. Esta copia la realiza la enzima ARN polimerasa II en tres etapas: iniciación, elongación y terminación. La ARN polimerasa II se une a un sitio específico del ADN llamado promotor para comenzar la transcripción. No todos los genes se expresan sino que en cada tipo celular y en cada momento funcional hay un perfil de expresión génica que proporciona a cada célula su identidad y le permite adaptarse a las funciones que debe realizar. Los procesos de regulación de la transcripción dirigen esta expresión diferencial de genes en los distintos tipos celulares y en los distintos estados funcionales.
| Tiene lugar en los ribosomas, de una forma muy similar en procariontes y eucariontes.Comprende las siguientes etapas: a) Iniciación. Comienza por el triplete iniciador del ARNm (AUG), que está próximo a la caperuza 5'. Este triplete va precedido de la secuencia AGGAGG (secuencia de Shine-Dalgarno ) que es la zona de unión con el ribosoma. Se forma el complejo de iniciación con los factores de iniciación (FI) y la energía suministrada por el GTP, la subunidad menor del ribosoma reconoce la caperuza y se une al ARNm en la zona proxima al triplete o codón iniciador. Esta caperuza aporta el ARNt iniciador que a su vez aporta el aminoácido metionina. Este ARNt contiene un triplete complementario al AUG, es decir el UAC, llamado anticodón (la proteína sintetizada contiene en su extremo el aminoácido metionina)Una vez encajado el ARNt-metionina, se liberan los FI y dejan paso a la subunidad mayor del ribosoma, formandose así el ribosoma completo y funcional. En él hay dos sitios claves: - Sitio P (sitio peptidil) ocupado por el ARNt-metionina - Sitio A (sitio aminoacil) que está libre para recibir un segundo ARNt (sólo el que su anticodón coincida con el del codón del ARNm) cargado con un nuevo aminoácido.   b) Elongación de la cadena peptídica: es un proceso catalizado por el enzima peptidil transferasa, el cual, mediante enlaces peptídicos va uniendo aminoácidos a la cadena peptídica. Cada vez que llega un aminoácido ocurre un proceso cíclico de elongacion.    |
FOTOSÍNTESIS
La fotosíntesis es un conjunto de reacciones que realizan todas las plantas verdes (que poseen clorofila), las cianofíceas y algunas bacterias, y a través de las cuales se sintetizan glúcidos o hidratos de carbono por acción de la luz en presencia de la citada clorofila y otros pigmentos, y con el concurso del dióxido de carbono atmosférico y el agua.En resumen, la fotosíntesis es la transformación de la energía luminosa en energía química. Su importancia no es de índole menor, pues prácticamente toda la energía consumida por la vida de la biosfera terrestre procede de la fotosíntesis.
FASE ILUMINOSA Y OSCURA
La fase oscura de la fotosíntesis son un conjunto
de reacciones independientes de la luz (mal llamadas reacciones oscuras porque
pueden ocurrir tanto de día como de noche, mas se llaman así por la marginación
fotogénica ya que se desarrolla dentro de las células de las hojas y no en la
superficie celular de las mismas) que convierten el dióxido de carbono, el
oxígeno y el Hidrógeno en glucosa. Estas reacciones, a diferencia de las
reacciones lumínicas (fase luminosa o fase clara), no requieren la luz para
producirse (de ahí el nombre de reacciones oscuras). Estas reacciones toman los
productos de la fase luminosa (principalmente el ATP y NADPH) y realizan más
procesos químicos sobre ellos. Las reacciones oscuras son dos: la fijación del
carbono y el ciclo de Calvin.
Esta fase es así llamada por no necesitar de la luz
para efectuarse. Se lleva a cabo dentro de los *cloroplastos* tanto en el día
como en la noche. En esta fase se utilizan los hidrógenos liberados y la
energía química formada en la *fase luminosa* junto con el dióxido de carbono
absorbido del medio ambiente para formar moléculas grandes de azúcar como la
glucosa a y el almidón. Esta fase consiste es de construcción, en la que
gracias a la energía obtenida y ?piezas? pequeñas como el carbono obtenido del
dióxido de carbono y el hidrógeno se forman grandes moléculas.
En esta fase, se va a utilizar la energía química
obtenida en la fase luminosa, en reducir CO2, Nitratos y Sulfatos y asimilar
los bioelementos C, H, y S, con el fin de sintetizar glúcidos, aminoácidos y
otras sustancias.
Las plantas obtiene el CO2 del aire a través de las
estomas de sus hojas. El proceso de reducción del carbono es cíclico y se
conoce como Ciclo de Calvin., en honor de su descubridor M. Calvin. Otro
proceso es el de la fijación de carbono acontinuacion se explicara cada uno de
ellos.
Fijación del carbono
La fijación del carbono es el primer paso de las
reacciones oscuras. El carbono proveniente del CO2 este es "fijado"
dentro de un gran carbohidrato. Tres pueden ser los caminos (procesos) que
existen para que este tipo de reacción ocurra: Fijación del carbono C3 (la más
común), fijación del carbono C4, y CAM.
• La
fijación del carbono C3 ocurre como el primer paso del ciclo de Calvin en todas
las plantas. La enzima RuBisCO cataliza la reacción entre la
ribulosa-1,5-bisfosfato (una pentosa, es decir un monosacárido de 5C) con el
CO2, para crear 1 molécula de 6 carbonos, que es inestable y se separara en 2
moléculas de fosfoglicerato que contienen 3 átomos de carbono cada una.
• En
las plantas C4, el dióxido de carbono, en vez de ingresar inmediatamente al
ciclo de Calvin, reacciona con el fosfoenolpiruvato por acción de la enzima
fosfoenolpiruvato carboxilasa originando oxalacetato, que es convertido
posteriormente en malato. El malato es llevado a las células de la vaina, en
donde es descarboxilado, produciendo el CO2 necesario para el ciclo de Calvin,
además de piruvato.
• Las
plantas CAM realizan un proceso similar; se da en las crasuláceas que, como
adaptación a ambientes desérticos; estas plantas cierran sus estomas de día y
por tanto no podría captar CO2 para realizar la fotosíntesis; lo absorben por
la noche, cuando los estomas se abren y lo incorporan, como en las plantas C4
al fosfoenolpiruvato que acaba transformándose en malato. El malato suministra,
durante el día, el CO2 necesario para el ciclo de Calvin.
Ciclo de Calvin
El ciclo de Calvin (también conocido como ciclo de
Calvin-Benson o fase de fijación del CO2 de la fotosíntesis) consiste en una
serie de procesos bioquímicos que se realizan en el estroma de los cloroplastos
de los organismos fotosintéticos. Fueron descubiertos por Melvin Calvin y Andy
Benson de la Universidad de California Berkeley mediante el empleo de isotopos
radiactivos de carbono.
Descripción
Durante la fase luminosa de la fotosíntesis, la
energía lumínica ha sido almacenada en moléculas orgánicas sencillas e
inestables (ATP), que aportarán energía para realizar el proceso y poder
reductor, es decir, la capacidad de donar electrones (reducir) a otra molécula
(dinucleótido de nicotinamida y adenina fosfato o NADPH+H+). En general, los
compuestos bioquímicos más reducidos (es decir, los que tienen mayor cantidad
electrones) almacenan más energía que los oxidados (con menos electrones) y
son, por tanto, capaces de generar más trabajo (por ejemplo, aportar la energía
necesaria para generar ATP en la fosforilacion oxidativa). En el ciclo de
Calvin se integran y convierten moléculas inorgánicas de dióxido de carbono en
moléculas orgánicas sencillas a partir de las cuales se formará el resto de los
compuestos bioquímicos que constituyen los seres vivos. Este proceso también se
puede, por tanto, denominar como de asimilación del carbono.
La primera enzima que interviene en el ciclo y que
fija el CO2 atmosférico uniéndolo a una molécula orgánica
(ribulosa-1,5-bifosfato) se denomina RuBisCO (por las siglas de
Ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa-oxigenasa).
Para un total de 6 moléculas de CO2 fijado, la
estequiometría final del ciclo de Calvin se puede resumir en la ecuación:
6RuBP + 6CO2 + 12NADPH + 18 ATP + 12H+ + 6H2O →
6RuBP + C6H12O6 + 12NADP+ + 18ADP + 18 Pi
que representaría la formación de una molécula de
azúcar-fosfato de 6 átomos de carbono (hexosa) a partir de 6 moléculas de CO2.
Fase luminosa
La fase luminosa, fase clara, fase fotoquímica o
reacción de Hill es la primera etapa de la fotosíntesis, que convierte la
energía solar en energía química. La luz es absorbida por complejos formados
por clorofilas y proteínas. Estos complejos clorofila-proteína se agrupan en
unidades llamadas fotosistemas, que se ubican en los tilacoides (membranas
internas) de los cloroplastos. Se denomina fase luminosa o clara, ya que al
utilizar la energía lumínica, sólo puede llevarse a cabo en condiciones de alta
luminosidad, ya sea natural o artificial
ECUACION NETA
6CO2 + 6H2O + Luz solar --> C6H12O6 + 6O2
Se refiere que la planta, utilizando CO2 y agua y la energía del sol (reactantes), es posible obtener glucosa (nutriente) y libera oxígeno (productos).
Se refiere que la planta, utilizando CO2 y agua y la energía del sol (reactantes), es posible obtener glucosa (nutriente) y libera oxígeno (productos).
RESUELVE LAS SIGUIENTE PREGUNTAS
¿Para ti, pienzas que es importante el metabolismo para la vida del ser humano?
R:
1.- Señala las principales diferencias entre catabolismo y anabolismo.
R:
2.- ¿De qué depende que una reacción transcurra espontáneamente?
R:
3.- ¿Cómo se forma el ATP en las células?
R:
4.- Principales mecanismos de la regulación metabólica.
R:
5.- ¿Qué son las rutas metabólicas?
R:
6.- ¿A qué se llama sistema termodinámico? Señala los principales sistemas termodinámicos que conozcas.
R:
7.- ¿Cuáles son los principales compuestos que intervienen como transportadores de electrones en el metabolismo?
R:
8.- Señala cinco compartimentos celulares e indica los procesos metabólicos que ocurren en ellos.
R:
9.- ¿Cuántos tipos de células se diferencian atendiendo a la fuente de carbono que utilizan?
R:
10.- ¿Cuáles son los principales intermediarios que participan en el metabolismo y qué papel desempeñan?
R:
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