| 
  • If you are citizen of an European Union member nation, you may not use this service unless you are at least 16 years old.

  • Want to get organized in 2022? Let Dokkio put your cloud files (Drive, Dropbox, and Slack and Gmail attachments) and documents (Google Docs, Sheets, and Notion) in order. Try Dokkio (from the makers of PBworks) for free. Available on the web, Mac, and Windows.

View
 

Metabolismoa Katabolismoa

Page history last edited by Imarru 1 year, 2 months ago

 

 

Metabolismoa (I).

 

 

1.- Definizioa: Zer da Metabolismoa?

Bizi funtzioak indarrean mantentzeko erreakzio kimiko multzoa da. Metabolismorik gabe, bizia mantenuezina da. Metabolismoak bi aurpegi ditu:

 

a) Katabolismoa: (degradazioa, grekoz katabolé= beheruntz) erreakzio metaboliko multzoa, biomolekula konplexuen loturak apurtzen dira eta beste molekula sinpleago bihurtzeko. Katabolismoaren ezaugarri nagusia: degradazio-prozesu oxidatiboa da. Produktuak, molekula txikiak izaten dira.

Katabolismoaren helburua energia erabilgarria lortzea da (ATP aren sintesia egiten da), horrela Anabolismoaren kontsumo energetikoa "ordain" dezakegu.

b) Anabolismoa: (grekoz, anabolé = goruntz) biomolekulak konplexuak eraikitzeko erreakzio kimiko multzoa. Molekula sinple batzuetatik, C-C lotura berriak eratzen dira, molekula konplexuagoak lortu arte.

Prozesu anabolikoak, erreduktoreak dira, beraz, energia xurgatzen da (ekarpen energetiko bat behar dugu). Behar energetiko hauek, katabolismoari esker asetzen dugu. 

Anabolismoaren helburua, biomolekula konplexuak egitea da, biomasa ekoiztea da. Prozesu honek gastatzen duen energia, katabolismotik lortzen dugu.

 

Metabolismoaren bi "aurpegi" hauek elkarri osatzen diete, eta erabat akoplaturik ( espazioan eta denboran) burutzen dira.

 

 


 

 

2.- Erreakzio metabolikoen ezaugarriak:

2.1- Erreakzio metabolikoak energetikoki akoplaturik daude ATParen bitartez; Fosoforilazio/Defosforilazio erreakzioen bitartez, energía ekoizten duten erreakzioak eta energía konsumitzen dutenak erabat sinkronizaturik eta akoplaturik daude.

 

Fosforilazio motak:

a) Sustrato mailako fosforilazioa, ADP-ari pasatuko diogun P (fosfatoa) molekula organiko batetik eskuratzen da (hau da sustratua defosforilatu egiten da).

b) Oxidaziozko fosforilazioa: kasu honetan, P (fosfato) inorganikoa (ioi bezala, zitoplasman egoten direnetariko bat) erabiltzen dugu, eta energía, prozesu oxidativo batetik.

c) eta fotofosforilazioa. (Fotosintesia lantzearekin batera azalduko dugu).

 

2.2- Erreakzio metabolikoak oxido-erredukzio-koak dira.

Oxidazioaren kausak: elektroiak galtzea/ hidrogenoa galtzea/ oxigenoa irabaztea.

Erredukzioaren kausa: elektroiak irabaztea/ hidrogenoa irabaztea/ oxigenoa galtzea.

 

*Oinarrizko konzeptuak:

a) oxidatzen den molekulak, barne energia (entalpia) gutxiago izaten du, egoera erreduzituan baino

b) erreduzitzen den molekulak, entalpia handiago lortzen du.

c) Erredox erreakzioetan, oxidatzailea erredutzitzen da eta erreduktorea oxidatzen da.

d) elektroi bakoitzari energía kopuru txiki bat atxikitzen zaio, mugitzen ari delako (energía zinetikoa) eta orbital zehatz batetik ari delako (energía potentziala, nukleoarekiko "altuera " zehatz batetik biraka dabilelako); beraz, elektroiak galtzen dituzten molekulek, energía galtzen dute baina elektroiak irabazten dutenean , molekulak "aberatsagoak" dira.

e) erredoz erreakzioetan, elektroi emaileak eta elektroi hartzaileak behar ditugu.

f) Elektroi emaileak erregai metabolikoak izaten dira (funtzio energetikoa duten biomolekulak, gluzidoak eta lipidoak adibidez).

g) Elektroi hartzaileak (molekula oxidatzaileak) nukleotidoak izaten dira , NAD eta FAD gehiengoetan. NAD erreduzitzen denean, NADH+H+ bihurtzen da eta horrela idatziko dugu; hau da NADH ko molekula ioi hibrido bat da, hidrogeno atomo batez osatuta gehi elektroi bat.

FAD erreduzitzen denean, FADH2 bihurtzen da eta hórrela idatziko dugu.

 

2.3- Erreakzio metabolikoek segida luzeak osatzen dituzte (errepide edo bide metabolikoak).

 

2.4- Erreakzio metabolikoak eremu zelular zehatzetan eta desberdinetan burutzen dira. Erreakzio metabolikoen eszenatokia berezia da eta antolatuta dago; organoxka bakoitzean erreakzio kataboliko edo/eta metaboliko zehatzak burutzen dira.

 

 

 

3.- Katabolismoa:

Metabolismoaren alde oxidatiboa da. Molekula organikoen karbonoa oxidatzen da, energia lortzeko; energia, gehienbat, ATP sintesian erabiltzen da.

 

3.1- Hartzidurak:

Molekula organikoen karbonoaren oxidazio partziala. Hartzidura mikroorganismoetan gertatzen da (bakterioetan eta zenbait legamiatan).

Prozesu kataboliko horretan, elektroien azken hartzailea molekula organiko bat da. Gainera, prozesu horretan ez du arnas kateak parte hartzen. Hori dela eta, prozesu anaerobiko bat da, ezin baita aireko oxigenoa erabili azken hartzaile gisa. Errentagarritasun energetikoa oso txikia da, prozesu aerobiko batekin alderatuz gero. Azken produktuaren izaeraren arabera ondoko hartzidura-mota hauek bereiz ditzakegu:

Hartzidura alkoholikoa, hartzidura laktikoa, azetikoa, hartzidura butirikoa .......

 

Hartzidura azetikoan, azido azetikoa (CH3COOH) sortzen da alkohol baten oxidaziotik, Acetobacter aceti bakterioak eraginda, baldintza aerobikoetan (oxigenoarekin). Burutzen den prozesua ekuazio honek deskribatzen du:

 

CH5 OH + O2 → Acetobacter aceti → CH 3 COOH + H 2 O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hartzidura eta ustelketak: Oxidazio partzialak dira biak, baina ustelketetan substratuta gai proteinikoa izaten da.

 

 

 

3.2- Arnasketa zelularra:

Karbono organikoaren erabateko oxidazioa, karbono dioxido bihurtu arte (atmosferara askatzen da). Katabolismoaren atal nagusiak:

 3.2.1- Gluzidoen katabolismoa:

a) Glukolisia (fase zitoplasmatikoa, anaerobioa).

b) Pirubatoaren dekarboxilazio oxidatiboa,

c) Krebs-en zikloa (matriz mitokondrialean),

d) Arnas katea edo elektroi katea.(Gandorretan eta F unitatetan).

 3.2.2- Lipidoen katabolismoa; kasu honetan, Gantz azidoen katabolismoa landuko dugu. Lynen-en helizea

 3.2.3- Proteinen katabolismoa: hastapenak soilik.

 3.2.4- Azido nukleikoen katabolismoa: hastapenak soilik.

Datozen ataletan, taula honen edukia sakonago landuko dugu:

 

 

3.2.1- Gluzidoen katabolismoa:

1. urratsa: Glukolisia edo Embden-Meyerhoff-en bidea:

Zitoplasman burutzen da; ez dugu oxigenorik behar.

Abiapuntua: Glukogenotik (Glukogeno fosforilasa entzimaren bitartez) alfa-D-Glukosa-6P unitateak lortzen ditugu. Hau da gure abiapuntua.

Helmuga: Pirubatoa, zitoplasman.

 

Mol bat glukosatik, 2 mol ATP ,2 mol NADH eta 2 mol Pirubato lortzen dira, ondoko irudietan ikusten diren 10 urrats burutu ondoren.

Gihar zelulen zitoplasman, oxigeno gabeziak daudenean, Pirubatoa Laktato bihurtzen da (hartzidura laktikoa, baldintza anaerobikoetan) eta zitoplasman pilatzen da; egoera honetan, ez gara pasako ondorengo faseetara eta laktatoaren metatzeak, nekea eragiten du eta gihar-errendimendua murrizten du.


Gihar zelulen zitoplasman, oxigeno gabeziak daudenean, Pirubatoa Laktato bihurtzen da (hartzidura laktikoa, baldintza anaerobikoetan) eta zitoplasman pilatzen da; egoera honetan, ez gara pasako ondorengo faseetara eta laktatoaren metatzeak, nekea eragiten du eta gihar-errendimendua nabarmenki murrizten du.

 

 Glukolisia (Glycolysis).

 

2. urratsa: Pirubatoaren dekarboxilazio oxidatiboa eta Krebs-en zikloa:

Mitokondrioen matrizean burutzen dira.

Krebs-en zikloa animaziotan:

 

 Krebs-en zikloa.

 

Krebs-en zikloa, pausoz pauso

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. urratsa: Arnas-katea (elektroi-garraio katea): fosforilazio oxidatiboa:

Gandor mitokondrialeen F unitateetan burutzen da ( eta mintzen arteko esparruan). Oxigenoa behar dugu, azken oxidantea da eta.

 

 

 

Krebs-en zikloa, matrize mitokondrialean burutzen diren erreakzio segida.

 

 

 

Fosforilazio oxidatiboa ( eta elektroi-garraio katea), gandor mitokondrialeen barne mintzean.

 

Elektroi-garraio mitokondriala

 

 

Taula honetan, arnas-katearen konplexu desberdinen deskribapena egiten da:

Konplexu I NADH deshidrogenasa):Bi elektroi onartzen ditu NADH-tik eta CoQ -ra "erortzen dira". Elektroi bakoitzatik, H+ bat mintzen arteko esparrura pasarazten da.

 

Konplexu II (Succinato deshidrogenasa):FADH-tik elektroiak CoQ-ra ere transferitzen dira, eta aldi berean, elektroi bakoitzatik H+ bat mintzen arteko esparrura pasarazten da.

 

Konplexu III (Zitokromo b-c1): CoQ-tik datozen elektroiak bideratzen ditu Zitokromo b, c1 eta Zitokromo c-ra.

 

Konplexu IV (Zitokromo oxidasa): Zitokromo a eta a3-z osatuta dago. Zitokromo c-tik datozen elektroiak hartzen ditu eta oxigeno molekularrekin lotzen ditu, H2O metabolikoa eratuz.

 

OharraCoQ (edo Ubikinona) eta Zitokromo c molekulak, mugikorrak dira mintzaren zehar.

 


ATP sintetasa: Konplexu molekular honek honek bi zati ditu.

F0 zatia: barne-mintza mitokondriala zeharkatzen du eta protoi-erreten bat eratzen du.

F1 zatia: matrizerantz luzatzen den konplexu molekularra; ATPasa jarduera dauka,

hau da, ADP fosforilatzen du ATP sortuz.

 

Hipotesi kimiosmotikoaren arabera,

protoiak sartzen dira gradientearen alde, mintzen arteko esparrutik matrizera.

Fluxu elektriko honek F1 zatiaren enborraren

errotazioa eragiten du (motore elektriko molekularra balitz bezala).

 

Horrela sortzen den energia zinetikoa, energia kimiko bihurtzen da ATP molekuletan:

 

ADP + Pi = ATP

Elektroien garraio katea

 


 

 

Arnas katean zehar elektroiak isuritzen dira erredox potentzial handitik erredox potentzial txikira, konplexu multiproteiko batzuren bidez:

Ikusten denez, elektroiak "erortzen dira" energia handiko orbitaletatik (NADH eta FADH molekuletan) H2O molekulen Hidrogeno atomoen orbitaletara (energia gutxikoa). Bide honen zehar, H+ ioiak pasarazten dira matrizetik mintzen arteko esparrura (3 aldiz NADH-tik datozenak eta bi aldi FADH-tik abiatzen garenean).

 

 

 

3.2.2- Triglizerido eta Gantz azidoen katabolismoa:

 Triglizoridoen hidrolisitik glizerina (glizerol-a) eta gantz azidoak sortzen dira.

 

Ezkerreko irudian, glizerolaren bide metabolikoa ikus daiteke (Glukolisian sartzen da eta Pirubato bihurtuko da).  Eskubiko irudian Lynen-en helizea edo gantz azidoen beta-oxidazioa ikusgai dugu.

   

 

 

 

3.2.3- Proteinen katabolismoa: Proteinen katabolismoa proteasa entzimen jarduerarekin hasten da. Proteasek lotura peptidikoak hidrolizatzen dituzte ; zeluletan, hau gerta daiteke lisosometan edo zitoplasman dauden konplexu molekular handietan (proteosomak). Jarduera honen ondorioz, aminoazidoak askatzen dira.

Aminoazidoen katabolismoan , fase batzuk bereizten dira:

 

1. FaseaTransaminazioa: Aminoazido baten amino taldea zetoazido bati transferitzen zaio, gehiengoetan, azido alfa-zetoglutarikoari, zein azido glutamiko bihurtzen baita. Erreakzio honetan ari diren entzimak, transaminasak dira (zitosol eta matriz mitokondrialean). Horrela, Aminoazido guztien amino taldeak, azido glutamiko molekuletan biltzen dira.

 

2. FaseaDesaminazio oxidatiboa: Orain, Azido glutamikoei amino taldea kenduko diegu, NH+4 sortuz. Parte hartzen duen entzima, glutamato deshidrogenasa da eta prozesu hau zitosolean eta matriz mitokondrialean burutzen da.

 

3. FaseaKarbono-kateen oxidazioa (zetoazidoen oxidazioa).

Aminoazidoen amino taldea kentzen dugunean, luzera desberdineko karbono-kateak sortzen dira (zetoazidoak). Hogei aminoazido daudenez, hogei zetoazido sortzen dira eta hau guztiak Krebs-en zikloan sartuko dira, ate desberdinetatik (Irudia ikusi): batzuk Azido Pirubikotik, beste batzuk Azido Glutamikotik .....

 

4 .FaseaAmonio ioiaren kanporaketa: Hiru estrategia daude:

Animali amoniotelikoak: Zuzenean, amonioa kanporatzen dutenak. Arrain asko, anfibioak eta uretan bizi diren ornogabe asko.

Animali ureotelikoak: Ornodun lurtar gehiengoa (Gizakia barne). Gibelean, Urea sintetizatzen dugu eta giltzurrunen bitartez, uretan disolbatuta kanporatzen dugu.

Animali urikotelikoakAzido uriko bezala kanporatzen dugu. Ingurune lehorretan bizi diren bizidunak (narraztiak, eta hegaztiak). Azido urikoa disolbagarritasun txikikoa da, jalkin kristalinoa erraz eratzen da eta.

 

 

 

Ezkerreko irudian: Transaminazioa.

Erdiko irudian: Desaminazio oxidatiboa.

Eskubiko irudian: Zetoazidoen oxidaxioa.

 

 

  

 

 

 

 

 

3.2.4- Azido Nukleikoen katabolismoaren hastapenak:

Molekula hauek ez dute funtzio energetikorik; guk ez dugu erabiltzen energia lortzeko. Baina azido nukleikoak ere deuseztatzen ditugu (elikagaien bitartez hartzen ditugunak hain zuzen); prozesua horrela laburtuko dugu:

Elikagietan dauden azido nukleikoak hidrolizatzen ditugu eta haien osagaietan bereizten dira:

 

1.- Pentosak (erribofuranosa eta 2-desoxi-erribofuranosa): Pentosen bidea egingo dute, Glukolisian sartzen dira.

2.- Fosfato taldeak: Fosfato bezala kanporatzen dugu, gernuan disolbatuta.

3.- Base nitrogenodunak: Base purikoak Azido Uriko bihurtzen dira, eta horrela kanpoartzen dugu (Gizakiok). Irudian, azido urikoaren molekula ikus daiteke:

Azido Urikoaren disolbagarritasuna , ez da handia izaten (3-4 mg/100 dL odol). Elikagaiekin Purina asko hartzen dugunean (haragi gorriak, ehizakoa, mariskoa, errainak ...) Azido Urikoaren kontzentrazioa handia izaten da ehunetan eta odolean; disolbagarritasuneko maila gainditzen denean, jalkin kristalinoa eratzen da giltzaduretan.

Hau da zenbait gaixotasunen jatorria Gizakian (artritis erreumatoidea, gota ...) . Ugaztun haragijaleek (felino handiak ... leoiak, panterak ...) ez dute holako arazorik izaten, uricasa entzima indarrean dutelako (uricasa-k azido urikoa urea bihurtzen du), baina Gizakiak eta Pongidoek (tximino antropoide handiak: orangutan, gorila, txinpanzeak ) ez dugu uricasarik.

 

Gizakiak egunero 400-500 mg azido uriko ekoizten du; %80 gernuan disolbatuta doa (ur asko edan behar dugu, azido urikoa disolbatu ahal izateko) eta %20-a hestetako mikroorganismoek deuseztatzen dute.

 

4.- Katabolismoaren laburpen orokorra:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Comments (0)

You don't have permission to comment on this page.