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"ÚLTIMOS GRANITOS DE ENERGÍA"

CATABOLISMO ANAERÓBICO


FERMENTACIONES

  • Se dan cuando el último aceptor de los hidrógenos es una molécula orgánica sencilla y no es el oxígeno.
  • Es una de las rutas catabólicas más antiguas de la biosfera, ya que la atmósfera de la Tierra primitiva, carecía de oxígeno.
  • Son las rutas de degradación de la glucosa.
  • Propias de bacterias y levaduras.
  • Se producen en animales cuando el O2 escasea.
  • Energéticamente son poco rentables ya que solo aportas 2 ATP por molécula de glucosa.

Tipos



Pasos por los que el ácido pirúvico, de la glucólisis, se transforma en etanol.
  • Ácido pirúvico --> Acetaldehído, deprendiendo CO2.
  • Acetaldehído --> Etanol, alcohol deshigrogenasa: oxida NADH y reduce el acetaldehído.
Se da en células vegetales, hongos y bacterias. Destaca la Saccharomyces cerevisiae, que es utilizada para la fabricación de vino y cerveza.
En los organismos aerobios facultativos, es decir, que tolera la falta de oxígeno aunque su principal fuente de energía la obtiene de la respiración aeróbica, tiene gran importancia el efecto Pasteur.





Pasos por los que el ácido pirúvico, de la glucólisis, se convierte en ácido láctico.
  • Ácido pirúvico --> Ácido láctico, láctico deshidrogenasa: oxida el NADH y reduce el ácido pirúvico.
Se da en bacterias como las del yogur, del queso o de la leche fermentada. Además se puede dar en las células musculares de los vertebrados durante ejercicios intensos.
Estas bacterias pueden ser:
  • Homofermentativas, que solo producen ácido láctico. Por ejemplo, L. casei.
  • Heterofermentativas, producen ácido láctico y otras sustancias. Por ejemplo, Bifidobacterium bifidum.



OTRAS RUTAS CATABÓLICAS

B-OXIDACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS

Recibe ese nombre porque el carbono 3, llamado "B", recibe la oxidación.
Los ácidos grasos son importantes depósitos de energía metabólica. Para iniciar su metabolización, es necesario separarlo con las lipasas del resto de la molécula lipídica.
De esta manera, los acilglicéridos se rompen obteniendo una molécula de glicerina y los ácidos grasos correspondientes.
Mientras que los fosfolípidos se hidrolizan obteniendo ácido fosfórico y glicerina, la cual se fosforila y se oxida y entra en la glucólisis.
Una vez en las mitocondrias, los ácidos grasos se activan uniéndose a un Acetil-CoA y son transportados a la matriz interna por la carnitina.



OXIDACIÓN DE AMINOÁCIDOS

Las proteínas tienen funciones biológicas distintas a las energéticas. Sin embargo, si es necesario, los aminoácidos son oxidados y entran en el ciclo de Krebs y en la cadena respiratoria. 
Existen tres mecanismos de oxidación de aminoácidos: 
  • Transaminación.
  • Desminación oxidativa.
  • Descarboxilación.
Los aminoácidos excedentes no pueden almacenarse y tampoco pueden excretarse. Por ello, se utilizan como combustible para obtener energía. El grupo amino se separa convirtiéndose en urea, mientras que el resultante de la cadena carbonatada da origen a intermediarios metabólicos, que se incorporan a las principales rutas metabólicas.

¿PARA QUÉ SIRVE ESTO?

Estos procesos tienen la finalidad de producir más energía para las células que escasean de oxígeno, en el caso de las fermentaciones. Por ello solo tienen lugar en casos de extrema necesidad. Al igual ocurre con la oxidación de los aminoácidos y de los ácidos grasos, ya que también aportan energía que completa a la producida en la respiración celular y en el ciclo de Krebs, pero solo cuando es necesario.

SI QUIERES SABER MÁS PINCHA AQUÍ
Esther Gómez de Lara

Rutas anaerobias, las alternativas.




En la clase de hoy se ha comentado brevemente una parte muy importante en selectividad, las fermentaciones. Así es como se denomina a las rutas de degradación de la glucosa que se producen sin la presencia de oxigeno, que se pueden realizar a la misma vez dentro de la célula con las rutas aerobias.
Las fermentaciones se producen en muchas células vegetales, bacterias, hongos, levaduras, etc, y existen varios tipos.

Fermentación Etílica

La realizan las células vegetales, hongos y bacterias, ya que la alcohol deshidrogenasa cataliza, en estos organismos, la reducción del acetaldehido a etanol, reoxidando el NADH.
La fermentación alcohólica, comienza después de que la glucosa entra en la celda. La glucosa se degrada en un ácido pirúvico. Este ácido pirúvico se convierte luego en CO2 y etanol. Todo este proceso esta regulado por el denominado efecto Pasteur, que inhibe el proceso fermentativo cuando hay oxígeno, ya que la producción de ATP por mol de glucosa es mucho mayor con la presencia de oxígeno.

Algunas de las bacterias que realizan esta fermetación son la bacteria Sarcina ventriculi, la única que sigue la misma ruta que cualquier levadura, y la Zymomonas mobilis, que degrada la glucosa hasta ácido pirúvico y continúa el proceso de manera diferente al de las levaduras.

Fermentación Láctica

A partir de esta fermentación se origina ácido láctico a partir del pirúvico procedente de la glucólisis, por lo que se regenera el NAD+ necesario para seguir la glucólisis.
Las bacterias que realizan dicho proceso son numerosas, destacando los lactobacilos, que viven en presencia de oxígeno. Estos microorganismos requieren medios de cultivo ricos en biomoléculas ya formadas, ya que son heterótrofos. Por lo que, normalmente se encuentran en hábitats complejos.

Algunas de las bacterias que destacan son las homofermentativas como la Lactobacilus lactis o la L. casei, entre otras, y las heterofermentativas como la Lactobacilus brevis.

En este blog aparece muy bien detallado los dos tipos de fermentaciones mas importantes con videos explicando los proceso, entre otras curiosidades.

β-oxidación de ácidos grasos

Los ácidos grasos sufren una hidrólisis para dar lugar glicerol que se fosforila y oxida a dihidroxiacetona-fosfato que se incorpora a la vía glucolítica.
Antes de este proceso, los ácidos grasos se activan en la membrana externa mitocondrial uniendose a la coenzima A.
El catabolismo se realiza en la matriz y en peroxisomas, y consiste en la oxidación del carbono β  de la molécula, eliminandose dos átomos de carbono de forma secuencial.
El proceso tiene los siguientes pasos:
1. Oxidación del acil-CoA.
2. Hidratación del doble enlace.
3. Oxidación catalizada por β -hidroxiacil-CoA.
4. Escisión del β -cetoacil-CoA.

En este video se explica el proceso completo de la β-oxidación de ácidos grasos.


Oxidación de aminoácidos

Los aminoácidos excedentes, que no se utilizan para sintetizar las proteinas y otras biomoléculas, se utilizan como combustible metábolico para obtener energia de la siguiente forma: 
-El grupo α-amino se transfiere al ácido α-cetoglutárico para formar glutámico, el cual se desamina para formar amonio, que se expulsa al exterior mediante el ciclo de la urea.
-El objetivo del esqueleto carbonado es formar intermediarios metabólicos para incorporarse en el ciclo de Krebs.
Los aminoácidos implicados se clasifican en:
1. Cetgénicos: leucina y lisina
2.Glucogénicos: alanina, cisteína, glicina, serina, treonina, asparagina, etc.
3. Mixtos: isoleucina, fenilalanina, triptófano y tirosina.


¿Esto para qué sirve?

Tanto las fermentaciones como las distintas oxidaciones de ácidos grasos y aminoácidos, al ser rutas catabólicas, sirven para proporcionar energía al organismo a través de la degradación de la glucosa para formar ATP, la principal moneda de intercambio de energía, que es necesario para poder realizar las funciones vitales.

Bibliografia

Libro de Biologia
http://www.youtube.com/
Google Imágenes
www.google.es/


Nicolás RL