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TEMA 17. QUIMIOSÍNTESIS Y OTROS PROCESOS
ANABÓLICOS
1. QUIMIOSÍNTESIS
Es un proceso metabólico realizado únicamente por algunas bacterias
autótrofas.
Consiste en la obtención de energía (ATP) a partir de la oxidación de
diversas sustancias inorgánicas, y posterior uso de esa energía para
transformar sustancias inorgánicas en compuestos orgánicos.
Se diferencian dos fases:
- Oxidación de sustancias inorgánicas (NH3, NO2-, H2S...). Se
forma ATP (mediante un proceso de “fosforilación oxidativa”) y
poder reductor en forma de NADH.
- Es muy semejante a la fase oscura de la fotosíntesis. La fijación
de CO2 ocurre generalmente a través del “ciclo de Calvin”.
2. BACTERIAS QUIMIOSINTÉTICAS
Las bacterias quimiosintéticas se clasifican atendiendo al sustrato
inorgánico que utilicen.
a) Bacterias del Nitrógeno
- Son bacterias comunes en los suelos e imprescindibles en el ciclo
del Nitrógeno.
- Se clasifican en 2 grupos:
o Bacterias que transforman el Amoníaco a Nitritos
(Nitrosomonas)
2NH3 + 3O2  2NO2- + 2H+ + 2H2O + Energía
o Bacterias que transforman los Nitritos en Nitratos
(Nitrosobacter)
2NO2- + ½ O2  2NO3- + Energía
b) Bacterias Incoloras del Azufre
- Viven en aguas residuales y en ambientes con H2S oxidando este
sustrato para obtener energía
H2S + ½ O2  S + H2O + Energía
2S + 2H2O + 3O2  2SO42- + 4H+ + Energía
c) Bacterias del Hierro
- Viven en aguas ricas en sales ferrosas que se oxidan a férricas
4Fe2+ + 4H+ + O2  4Fe3+ + 2H2O + Energía
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ANABÓLICOS
d) Bacterias del hidrógeno y del metano
- Utilizan estos sustratos como fuente reductora. Abundan en
emanaciones volcánicas de los fondos marinos.
H2 + ½ O2  H2O + Energía
CH4 + 2O2  CO2 + H2O + Energía
3. ANABOLISMO DE GLÚCIDOS
Se diferencian 2 fases:
1. Formación de Glucosa: Gluconeogénesis
- Es la ruta para formar glucosa a partir de pequeñas moléculas
precursoras, obtenidas a partir del alimento o por degradación
catabólica de reservas.
- Estos precursores son fundamentalmente aa y lactato o glicerol
- Los ácidos grasos en animales NO pueden convertirse en
azúcares. Algunos vegetales si pueden realizar este proceso
gracias a los “glioxisomas”
- En mamíferos se lleva a cabo en el hígado. El nivel de glucosa en
sangre tiene que ser constante y esto lo controla el hígado.
- El piruvato es el primer intermediario de la gluconeogénesis.
- Se considera la formación de glucosa a partir de piruvato como un
proceso inverso de la glucólisis, aunque hay algunos pasos que
son irreversibles y diferentes en cada uno de los procesos.
- La gluconeogénesis comienza en las mitocondrias ya que es ahí
donde se localiza la enzima piruvato carboxilasa que cataliza el
paso de piruvato en oxalato.
- Como el oxalato no puede salir de la mitocondria se transforma
en malato que sale de la mitocondria y fuera de ella se transforma
de nuevo en oxalato.
- El oxalato pasa a fosfoenolpiruvato. Este paso es catalizado por
una enzima específica de esta ruta denominada fosfoenolpiruvato
carboxilasa.
- Del fosfoenolpiruvato en adelante la ruta es inversa a la de la
glucólisis; pero intervienen 2 enzimas específicas de esta ruta que
son:
o La fructosa 1-6 bifosfatasa que cataliza el paso de fructosa
1-6 bifosfato a fructosa –6-fosfato
o La glucosa –6-fosfatas que cataliza el paso de glucosa –6fosfato a glucosa.
- En esta ruta se consumen 4 ATP y 2 GTP.
- Esta ruta es ventajosa pues evita la acumulación excesiva de ácido
láctico en el músculo cuando hay insuficiente oxigenación.
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1. Formación de Polisacáridos y otros glúcidos
Varian dependiendo del tipo celular.
En vegetales se forma sobre todo almidón, celulosa y sacarosa.
Los animales forman glucógeno mediante la “glucogenogénesis”.
- La glucogenogénesis consiste en la polimerización del exceso de
glucosa para formar glucógeno mediante una ruta metabólica en
la que es necesaria la formación del intermediario UDP-glucosa.
- Estas moléculas poseen la energía suficiente para unirse a una
cadena preexistente de glucógeno cebador (con al menos 4
glucosas) mediante enlaces  1-4. Los enlaces  1-6 se formaran
por enzimas ramificantes.
4. ANABOLISMO DE LÍPIDOS (no selectividad)
Para la síntesis de triacilglicéridos es necesaria la obtención de ácidos
grasos y glicerol y su posterior unión por esterificación.
A Obtención de ácidos grasos
- Tiene lugar en el citoplasma de células animales y en cloroplastos
de las vegetales.
- Sigue la vía de la -oxidación pero en sentido inverso.
B Obtención de glicerina
- Se forma a partir del glicerol-3-fosfato que a su vez se forma por
reducción de la dihidroxiacetona fostato producida en la glucólisis
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ANABÓLICOS
5. ANABOLISMO DE PROTEÍNAS Y ÁCIDOS NUCLÉICOS (no
selectividad)
a Síntesis de aminoácidos
- Las plantas y los microorganismos forman todos los aa necesarios
para sus proteínas.
- Los animales sólo sintetizan algunos de sus aa denominándose
“aa esenciales” a los que hay que tomar en la dieta porque no se
pueden sintetizar.
- Cada aa presenta su propia ruta metabólica pero en todos se
diferencian 2 aspectos.
o Formación del esqueleto carbonado: procede de algunos
intermediarios de la glucólisis o del ciclo de Krebs.
o Formación del grupo amino: Las plantas y
microorganismos lo obtienen a partir del ión amonio
(NH4+). Los animales a partir de los aa ingeridos en la
dieta.
b Síntesis de bases nitrogenadas
- Es diferente para purinas y pirimidinas
- Las bases púricas se forman a partir de la purina, que se obtiene a
su vez a partir de los aa glicina, glutamina y aspartato.
- Las bases púricas se obtienen a partir de la pirimidina que a su
vez se forma a partir de la glutamina y aspartato.