Ciencias Biológicas 1
© 2006
Teresa Audesirk
Gerald Audesirk
Bruce E. Byres
Flujo de energía Flujo de energía en las célulasen las células
Reacciones Exergónicas
ContenidoContenidoenergéticoenergético
de las de las moléculasmoléculas
altoalto
bajobajo
(a)(a) Combustión de glucosa (azúcar):Combustión de glucosa (azúcar):una reacción exergónicauna reacción exergónica
Avance de la reacciónAvance de la reacción
Energía de activación necesariaEnergía de activación necesariapara encender la glucosapara encender la glucosa
Energía de activación necesariaEnergía de activación necesariapara encender la glucosapara encender la glucosa
Glucosa + OGlucosa + O22Glucosa + OGlucosa + O22
Liberación de energía Liberación de energía al quemar glucosaal quemar glucosa
Liberación de energía Liberación de energía al quemar glucosaal quemar glucosa
C OC O22 + H + H22OOC OC O22 + H + H22OO
Reacciones Exergónicas
AA BB
Energíaliberada
CC DD
++
++
ReactivosReactivosAlta energíaAlta energía
ProductosProductosbaja energíabaja energía
Reacciones Exergónicas
Energíaliberada
++
++Alta EnergíaAlta EnergíaReactantesReactantes
Baja EnergíaBaja EnergíaProductosProductos
OHO
OCH2OH
O O
O OC
OHH
Reacciones Endergónicas
ContenidoContenidoenergéticoenergético
de lasde lasmoléculasmoléculas
altaalta
bajabaja
(b)(b) Fotosíntesis:Fotosíntesis:una reacción endergónicauna reacción endergónica
Avance de la reacciónAvance de la reacción
GlucosaGlucosaGlucosaGlucosa
Energía netaEnergía netacapturada alcapturada al
síntetizar síntetizar glucosaglucosa
COCO22 + H + H22OOCOCO22 + H + H22OO
Energía de ActivaciónEnergía de Activaciónde la luz capturadade la luz capturada
por fotosíntesispor fotosíntesis
Reacciones Endergónicas
AA BB++
CC DD++
Baja EnergíaBaja EnergíaReactantesReactantes
Alta EnergíaAlta EnergíaProductosProductos
energíaenergía
Reacciones Endergónicas
++
Energía BajaEnergía BajaReactantesReactantes ++
Alta EnergíaAlta EnergíaProductosProductos
OHO
OCH2OH
O O
O OC
OHH
EnergíaAdicional
Reacciones acopladas
====
Fosforilación y ATP
ATP v/s ADP:Diferencias estructurales
OH
PPO
O
O PP OH
OH
O
~~RibosaRibosa
HH22CCHH22CC
HHHH
OOOO
HHHH
OHOHOHOHOHOHOHOH
HHHHHHHH
NNNNHCHCHCHC
NNNN CCCC
CCCC
CCCC
CHCHCHCH
NNNN
NNNN
NHNH22NHNH22
AdeninaAdenina
PP OH
OH
O
OH
PPO
O
O PP O
OH
O
~~RibosaRibosa
HH22CCHH22CC
HHHH
OOOO
HHHH
OHOHOHOHOHOHOHOH
HHHHHHHH
NNNNHCHCHCHC
NNNN CCCC
CCCC
CCCC
CHCHCHCH
NNNN
NNNN
NHNH22NHNH22
AdeninaAdenina
~~
DifosfatoDifosfato
TrifosfatoTrifosfato
ADPADP
ATPATP
Enlace Enlace fosfatofosfato
Alta energíaAlta energía
AAddeennoossiinnaa
AAddeennoossiinnaa
ATP v/s ADP:Simbología
OH
PPO
O
O PP OH
OH
O
~~RibosaRibosa
HH22CCHH22CC
HHHH
OOOO
HHHH
OHOHOHOHOHOHOHOH
HHHHHHHH
NNNN
HCHCHCHC
NNNN CCCC
CCCC
CCCC
CHCHCHCH
NNNN
NNNN
NHNH22NHNH22
AdeninaAdenina
ADPADP
PP OH
OH
O
OH
PPO
O
O PP O
OH
O
~~RibosaRibosa
HH22CCHH22CC
HHHH
OOOO
HHHH
OHOHOHOHOHOHOHOH
HHHHHHHH
NNNN
HCHCHCHC
NNNN CCCC
CCCC
CCCC
CHCHCHCH
NNNN
NNNN
NHNH22NHNH22
AdeninaAdenina
~~ ATPATP
A PP PP~~
ADP
óó
ATP
óóA PP PP~~ ~~ PP
PPii
A PP PP~~ ~~ PP
Síntesis de ATP:Energía disponible rápidamente
Inorgánico
++
ATP( )( )
++
energía
A PP PP~~ADP ))))((((
A PP PP~~ADP ))))((((
A PP PP~~ ~~ PP
Ruptura del ATP: Liberación de Energía
ATP( )( )
Energético PP~~
Reacciones acopladasdentro de células vivientes
Reacciones acopladas
Portadores de electronesPortadores de electrones
Vías Metabólicas
AA BB CC DDDD EEEE
FFFF GGGG
Enzima 1Enzima 1 Enzima 2Enzima 2 Enzima 3Enzima 3 Enzima 4Enzima 4
Enzima 5Enzima 5 Enzima 6Enzima 6
ReactivoReactivoInicialInicial
IntermediariosIntermediarios ProductosProductosfinalesfinales
vía 1vía 1vía 1vía 1
vía 2vía 2vía 2vía 2
ContenidoContenidoenergéticoenergético
de lasde lasmoléculasmoléculas
altaalta
bajabajaAvance de la reacciónAvance de la reacción
Energía de ActivaciónEnergía de Activaciónsin catalizadorsin catalizador
Energía de Energía de activaciónactivación
con catalizadorcon catalizador
Energía de Activación :Controla la velocidad de reacción
Interacciones Enzima-sustrato
SustratoSustratoSustratoSustratoSustratoSustratoSustratoSustrato
EnzimaEnzimaEnzimaEnzima
SitioSitioactivoactivoSitioSitio
activoactivo
1 Los sustratos entran al sitio activo
1 Los sustratos entran al sitio activo
2 Cambio de forma, promueve la reacción
2 Cambio de forma, promueve la reacción
3 Producto liberado;enzima lista para otro conjunto de sustratos
3 Producto liberado;enzima lista para otro conjunto de sustratos
Enz. 5Enz. 5Enz. 5Enz. 5DDDD
Enz. 4Enz. 4Enz. 4Enz. 4CCCC
Enz. 3Enz. 3Enz. 3Enz. 3BBBB
Regulación Enzimática:por inhibición de retroalimentación
Enz. 2Enz. 2Enz. 2Enz. 2AAAA
Inhibición por retroalimentación:Inhibición por retroalimentación: La isoleucina inhibe a enzima 1La isoleucina inhibe a enzima 1
Enz. 1Enz. 1Enz. 1Enz. 1
CHCH33CHCH33
CCCC
CCCC
COOHCOOHCOOHCOOH
OHOHOHOH
NHNH33NHNH33HHHH
HHHHCHCH22
CHCH22
CCCC
CCCC
COOHCOOHCOOHCOOH
CHCH33CHCH33
NHNH33NHNH33HHHH
HHHH
CHCH33CHCH33
TreoninaTreonina(sustrato)(sustrato)TreoninaTreonina(sustrato)(sustrato) IsoleucinaIsoleucina
producto finalproducto finalIsoleucinaIsoleucina
producto finalproducto final
Regulación enzimática: Por regulación alostérica y por inhibición competitiva
SustratoSustratoSustratoSustrato
EnzimaEnzimaEnzimaEnzima
Sitio Sitio ActivoActivo
Sitio Sitio ActivoActivo
Sitio Sitio regulador regulador alostéricoalostérico
Sitio Sitio regulador regulador alostéricoalostérico
(a)(a)
Molécula Molécula reguladora reguladora alostéricaalostérica
Molécula Molécula reguladora reguladora alostéricaalostérica
Cambia la formadel sitio activo(b)(b)
(c)(c)
Inhibidor competitivoocupa el sitio activo
FinFin