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METABOLISMO MITOCONDRIAL
Para generar energía es necesario que una organela en particular funcione de
manera correcta
Aquí se llevan a cabo muchos
procesos, de los cuales 3 son de
vital importancia en la generación
de energía celular
● ciclo de krebs
● cadena respiratoria
● fosforilación oxidativa
de cada uno de los procesos se
obtiene un resultado que nos
permite que ocurra el siguiente
proceso ; productos de cada vía serán los sustratos de la siguiente . y si todos
ocurren de manera óptima se obtiene el resultado final del metabolismo
mitocondrial : MOLÉCULAS DE ATP/ MOLÉCULAS ENERGÉTICAS
estas van a ser la fuente de energía para que la célula mantenga sus funciones
vitales
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La mitocondria como orgánulo
es un órgano de la célula cuya función consiste en fabricar ATP (la moneda de
cambio de energía celular) a partir de los azúcares, las proteínas y las grasas
que comemos.
De probable origen endosimbiótico que se ha adaptado a su nicho intracelular:
para aumentar su tasa de replicación y asegurar la transmisión a las células hijas
después de cada división mitótica, el genoma de las mitocondrias de mamíferos
se ha ido reduciendo de tamaño hasta alcanzar las 16.569 kb en el caso del
genoma mitocondrial humano.
Las mitocondrias son las verdaderas centrales térmicas de nuestro organismo
ya que en ellas tiene lugar la fosforilación oxidativa (OXPHOS), es decir, la
respiración celular acoplada a la producción de energía en forma de ATP.
El funcionamiento del sistema OXPHOS tiene, además, importancia médica por la
generación de ROS (
reactive oxygen species:
‘especies reactivas de O2’) y por
la regulación de la muerte celular programada o apoptosis. Las proteínas
incluidas en el OXPHOS se localizan dentro de la membrana mitocondrial interna, e
incluyen:
● Componentes de la cadena transportadora de electrones (cadena
respiratoria mitocondrial, CRM);
● ATPasa de membrana;
● Translocador de nucleótidos de adenina (ANT
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CICLO DE KREBS
también conocido como ciclo del acido citrico ciclo del ácido tricarboxílico es un
ciclo multienzimático que se localiza en la matriz mitocondrial, de características
anfibólicas (anabolico o catabolico al mismo tiempo)
permite oxidar restos de compuestos orgánicos hasta obtener CO2-H2O e
intermediarios como NAD / FAD
Se inicia dicho proceso biológico gracias a la presencia de un compuesto
denominado Ac CoA (acetil colina coenzima a), o bien AOA (acido oxalacetico) ;
este sustrato puede provenir de la glucosa, los aminoácidos , ácidos grasos
siendo la primera a forma mas común de su obtención (glucólisis-degradación de
la glucosa)
El metabolismo oxidativo de glúcidos, lípidos y proteínas frecuentemente se divide
en tres etapas, de las cuales el ciclo de Krebs supone la segunda. En la primera
etapa, los carbonos de estas macromoléculas dan lugar a acetil-CoA, e incluye
las vías catabólicas de aminoácidos (p. ej. desaminación oxidativa), la beta oxidación
de ácidos grasos y la glucólisis. La tercera etapa es la fosforilación oxidativa,
en la cual el poder
reductor (NADH y
FADH
2
) generado
se emplea para la
síntesis de ATP
según la teoría del
acoplamiento
quimiosmótico.
se comunica con
la cadena
respiratoria
ocurren 7 pasos
en el ciclo de
krebs que no son
mas que
reacciones
biológicas
catalizadas por
enzimas
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sustrato a producto enzima producto será el sustrato de la siguiente reacción
química
Pero previo al inicio en cadena de las canalizaciones, nuestro sustrato (AcCoA)
primordial se encuentra en otra estructura “piruvato”
paso previo al inicio del ciclo de krebs :
TRANSFORMACIÓN DE PIRUVATO EN ACCOA
en el espacio ………………………………………………………………………. se ubica la PDH : enzima piruvato
deshidrogenasa , catalizador que permite la transformación
complejo multienzimático formado por 5 subunidades
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1°: PDH propiamente dicha
2°: DIHIDROLIPOIL DESHIDROGENASA
3°: DIHIDROLIPOIL TRANSFERASA
4°: PDH QUINASA
5°: FOSFATASA
REQUIERE DE COFACTORES………………………...¿QUE
ERAN?
son vitaminas
vit b12
vit b2
vit b3
vit b5
vit b6
una vez que el ACCOA aparece en la matriz mitocondrial, se producen los 7
pasos del ciclo de krebs
1) paso : condensación del accoa con el ácido oxalacético y forman el
citrato
2) paso: el citrato cambia de posición su grupo carboxilo y forma el
isocitrato
3) paso:el isocitrato se oxida mediante descarboxilación oxidativa
4) paso:.hay fosforilación a nivel del sustrato en donde se rompe un enlace
de alta energía y el GTP libera un Pi para llevar a cabo la siguiente
transformación
5) paso:oxidorreducción
6) paso:hidratación
7) paso:oxidorreducción
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productos del ciclo de krebs
por cada vuelta de una 1 molécula de piruvato se dan 2 vueltas
3 NADH
1 FADH
1 GTP
1 CO2
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REGULACIÓN DEL CICLO
Muchas de las enzimas del ciclo de Krebs son reguladas por retroalimentación
negativa (feedback), por unión alostérica del ATP, que es un producto de la vía
y un indicador del nivel energético de la célula.
Entre estas enzimas, se incluye el complejo de la piruvato deshidrogenasa que
sintetiza el acetil-CoA necesario para la primera reacción del ciclo a partir de
piruvato (mediante una reacción irreversible), procedente de la glucólisis o del
catabolismo de aminoácidos glucogénicos (es decir, los 20 aminoácidos estándar
exceptuando lisina y leucina).
También las enzimas citrato sintasa, isocitrato deshidrogenasa y α-cetoglutarato
deshidrogenasa, que catalizan las tres primeras reacciones del ciclo de Krebs,
son inhibidas por altas concentraciones de ATP. Esta regulación frena este ciclo
degradativo cuando el nivel energético de la célula es bueno.
Algunas enzimas son también reguladas negativamente cuando el nivel de poder
reductor de la célula es elevado. El mecanismo que se realiza es una inhibición
competitiva por producto (por NADH) de las enzimas que emplean NAD
+
como
sustrato. Así se regulan, entre otros, los complejos piruvato deshidrogenasa y
citrato sintasa
enzimas claves / las mas importantes del ciclo
citrato sintasa
+ accoa
- atp- nadh ++ succinil coa
isocitrato DH
+ adp-nad-ca++
- APT- NADH+H
alfa cetoglutarato
+ ADP-NAD
- ATP-NADH
la velocidad del ciclo depende de un equilibrio entre las vías que aportan
intermediarios accoa y el consumo durante el ciclo ; tanto vía anabólica como
catabólica
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RESUMIENDO
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