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QUIMICA BIOLOGICA
Lic. y Prof. en Ciencias Biológicas
•
BOLILLA 3: -.Metabolismo. Principales nutrientes de autótrofos y heterótrofos.
Catabolismo. Anabolismo. Metabolismo de Carbohidratos en los distintos
organismos: Animales y Vegetales. Digestión y absorción. Sistema digestivo en
individuos heterótrofos. Digestión en rumiantes. Estructuras especializadas.
Distribución de glucosa en una célula animal y una célula vegetal. Degradación de
glucosa: glicólisis. Localización celular. Etapas. Producción de energía. Regulación.
Balance energético en condiciones de anaerobiosis. Destino del piruvato.
Fermentaciones. Degradación de otras hexosas.
•
BOLILLA 4: Destino del piruvato en condiciones aeróbicas. Complejo de la piruvato
deshidrogenasa. Ciclo de Krebs. Localización celular. Balance energético del ciclo.
Regulación. Reacciones anapleróticas según el tipo de célula o tejido. Naturaleza
anfibólica del ciclo. Sistemas de lanzaderas: Lanzadera del glicerofosfato y
lanzadera del malato-aspartato. Balance energético de la degradación de glucosa en
condiciones de aerobiosis. Efecto Pasteur. Vía de las pentosas. Localización.
Importancia metabólica.
•
BOLILLA 5: Biosíntesis de carbohidratos. Gluconeogénesis. Etapas. Regulación.
Costo energético. Ciclos fútiles. Ciclo del glioxilato. Localización. Importancia.
Biosíntesis del glucógeno. Regulación coordinada entre la degradación y la síntesis
del glucógeno. Costo energético. Biosíntesis de almidón. Síntesis fotosintética de
glúcidos. Reacciones de fijación y reducción fotosintética del carbono, ciclo de Calvin.
Regulación. Fotorrespiración y ruta C4. Biosíntesis de almidón, sacarosa y celulosa en
vegetales.
Destinos metabólicos de la glucosa
en una célula hepática
Glucógeno
Glucógeno-génesis
Glucosa-6-fosfatasa
Vía de las Pentosas
GLUCOSA-6-P
Glucosa
Ribosa-5-P
Vía Glicolítica
Piruvato
Destinos metabólicos de la glucosa
en una célula vegetal
Almidón
Sacarosa
Vía de las Pentosas
GLUCOSA-6-P
Ribosa-5-P
Vía Glicolítica
Piruvato
VIA DE LAS PENTOSAS
• Tiene lugar en el citosol celular, igual que la vía glicolítica. En
células vegetales también se lleva a cabo en los cloroplastos.
• No es una vía de producción de ATP.
• Sintetiza NADPH para la síntesis de ácidos grasos,
isoprenoides y esteroides (en tejidos animales y vegetales) y
para producir ATP (sólo en las mitocondrias de los vegetales).
• Sintetiza ribosa-5-fosfato para la síntesis de nucleótidos y
ácidos nucleicos.
• Produce intermediarios de la vía glicolítica: gliceraldehído-3fosfato y fructosa-6-fosfato.
• Provee el intermediario eritrosa-4-fosfato para la síntesis de
aminoácidos precursores de derivados fenólicos en vegetales.
FASES DE LA VIA DE LAS PENTOSAS
• La vía de la pentosas consta de dos fases:
1) oxidativa y 2) no oxidativa.
• La reacciones de la fase oxidativa son
irreversibles.
• Las reacciones de la fase no oxidativa son
reversibles.
• Según las necesidades de la célula, es
mas activa una fase o la otra.
REACCIONES DE LA FASE OXIDATIVA
Glucosa-6-fosfato
deshidrogenasa
Glucosa-6-fosfato
Lactonasa
6-fosfogluconato
6-fosfogluconolactona
NADP+ NADPH + H+
CO2
6-fosfogluconato
deshidrogenasa
6-fosfogluconato
Ribulosa 5-fosfato
REACCIONES DE LA FASE NO OXIDATIVA
Xilulosa-5-P
Transcetolasa
Gliceraldehído 3-P
(TPP)
Ribulosa-5-P
Ribosa-5-P
Sedoheptulosa-7P
REACCIONES DE LA FASE NO OXIDATIVA (CONT.)
Transaldolasa
G-3-P
Eritrosa-4-P
Sedoheptulosa-7P
Transcetolasa
+
Fructosa-6-P
+
(TPP)
Eritrosa-4-P
Xilulosa-5-P
Gliceraldehído 3-P
Fructosa-6-P
Regulación de la Vía de las Pentosas Fosfato
Inhibida alostéricamente por el NADPH
Enzima limitante de la velocidad o
enzima reguladora de la Vía de las
Pentosas
Activada por NADP+
Inhibida por la luz en cloroplastos
Consideraciones finales sobre la Via de las Pentosas fosfato
 Puede considerarse otra forma de oxidar la glucosa-6-fosfato a CO2,
como ocurre en la glucólisis y en el ciclo del Acido Cítrico.
 La ruta de las pentosas fosfato es generadora de intermediarios
metabólicos para otras vias.
 El destino real de los azúcares fosfatos (Ribosa-5-P, Gli-3-P, Fru-6P) depende de las necesidades metabólicas de las células en la que se
está produciendo la vía.
En mamíferos:
 Es muy activa en los tejidos donde se lleva a cabo la síntesis de ácidos
grasos y esteroides (utiliza NADPH) glándula mamaria, tejido adiposo,
corteza adrenal e hígado.
 También en mamíferos, el NADPH actúa en procesos de desintoxicación
dependientes de citocromo P450 en hígado.
 En eritrocitos, NADPH, contribuye a mantener la concentración de
Glutatión reducido y disminuir los niveles de metahemoglobina.
En plantas:
 El NADPH ingresa a las mitocondrias vegetales y lleva a la producción
de ATP.
 Además NADPH es agente reductor en las síntesis de ácidos grasos e
isoprenoides.
 La eritrosa-4-P, junto con el fosfoenolpiruvato (de la vía glicolítica),
son precursores de la síntesis de los aminoácidos: fenilalanina, tirosina y
triptofano, los que luego son precursores de derivados fenólicos como las
fitoalexinas, lignina y flavonoides como las antocianinas.
Bibliografía
1- BLANCO A., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 8a edic., Bs. As. (2007).
2- LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008).
3- LIM M.Y., “ Lo esencial en Metabolismo y Nutrición”, Ed. Elsevier, 3ra. ed.,
Barcelona (2010).
Bibliografía Complementaria
1- CAMPBELL Y FARREL, “Bioquimica”, Thomson Eds., 4ta. Ed., (2005).
2- DONALD NICHOLSON, International Union of Biochemistry & Molecular Biology
(IUBMB), IUBMB-Nicholson Metabolic Maps, Minimaps & Animaps. Department of
Biochemistry and Microbiology, The University, Leeds, England.
(http://www.iubmb-nicholson.org).
3- SALISBURY Y ROSS, “Fisiología vegetal”, Grupo Ed. Iberoamericana, (1994).
4- HILL, WYSE Y ANDERSON, “Fisiología animal”, Ed. Med.
Panamericana,(2006), Madrid, España.