Arnasketa Zelularra eta Gantz Azidoen Oxidazioa

Glukosa molekula bat (6C) bi pirubato edo azido pirubiko molekula (3C) eratu arte degradatzen duen prozesuari; glukolisia entzimek katalizatutako hamar erreakzioko bide baten bidez egiten da. Prozesuan, energia eta erredukzio-ahalmena ere lortzen dira. Izaki bizidun gehienek egiten dute eta zelulen zitoplasman gertatzen da. Azken emaitza energia (2 ATP molek.) lortzea da, erredukzio ahalmena ere (2 NADH molek.) Glukolisia bi fasetan gertatu:

LEHEN FASEA EDO GLUKOSAREN ESZISIOAREN FASEA

1 glukosa (6C) + 2 ATP - → 2 glizeraldehido-3P (3C) + 2 ADP. Lehenengo substantzia: Glukosa. Azken substantzia: Glizeraldehido-3-fosfatoa (2 molekula) Energia gastua: 2 ATP Non: Zitoplasman

BIGARREN FASEA EDO ENERGIA LORTZEKO FASEA

Glizeraldehido-3P + 2 NAD* + 2Pi + 4 ADP - → 2 pirubato + 4 ATP + 2 NADH + 2 H* Lehenengo substantzia: Glizeraldehido-3-fosfatoa (2 molekula) Azken substantzia: Pirubatoa (2 molekula) Energia lorpena: 4 ATP + 2 NADH + 2 H* Non: Zitoplasman

GLUKOLISIAREN BALANTZE GLOBALA

Glukosa 1 (6C) + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD* - → 2 pirubato 3C) + 2 ATP + 2 NADH + 2 H* Lehenengo substantzia: Glukosa Azken substantzia: Pirubatoa (2 molekula) Energia lorpena: 2 ATP (4 ATP - 2 ATP) + 2 NADH + 2 H* Non: Zitoplasman

ARNASKETA ZELULARRA:

Glukosa molekula bat, oxigenoa tartean dela, guztiz oxidatzen duen prozesuari, CO2 eta H2O eratu arte; arnasketa zelularrean energia kantitate izugarria askatzen da, ATP gisa metatzen dena. 3 Fase: Pirubatoaren deskarboxilazio oxidatiboa (azetil A koentzima eratu arte), Krebsen zikloa eta elektroi garraioa eta fosforilazio oxidatiboa.

LEHEN FASEA: pirubatoaren deskarboxilazio oxidatiboa Deskarboxilazio oxidatiboa pirubato deshidrogenasa izeneko konplexu entzimatiko batek katalizatzen du. Konplexu hori zelula eukariotoen mitokondrietan eta zelula prokariotoen zitoplasman egoten da. Balantze globala = produktuak 2 Azetil CoA + 2 NADH + 2 H* + 2 C02

BIGARREN FASEA: Krebsen zikloa Azetil-CoA abiapuntu hartuta, bide ziklikoa (glukolisia sekuentzia lineala) Azetil-CoA lau karbonodun molekula batekin elkartzen da; oxalazetatoarekin (amaierako produktua). Krebsen bideari berriro etengabe hasteko lotzen zaio oxalazetatoa hasierako konposatuari (azetil-CoA). Azetil-CoA degradatu 2 CO, eratu arte, askatutako e-ak NAD* eta FAD koentzimak hartu, erreduzitu eta NADH (+ H*) eta FADH, sortu + 2 ATP sintetizatzearekin batera. 2 azetil-CoA + 4 H20 + 2 FAD + 6 NAD+ + 2 ADP → 4 C02 + 2 FADH2 + 6 NADH + 6 H+ + 2 ATP + 2 CoA-SH Non: Matrize mitokondrialean NADH eta FADH arnasketaren hirugarren fasean esku hartu (e garraio eta fosforilazio oxidatiboan)

HIRUGARREN FASEA: elektroi-garraioa eta fosforilazio oxidatiboa

Elektroi-garraioa: Arnas katean gertatu, mitokondriaren barneko mintzean lau konplexu proteiniko (l, Il, III eta IV konplexuak), haien artean elektroiak transferitzen dituzten zenbait proteina (ubikinona edo Q koentzima eta c zitokromoa) Aurreko faseetan sortutako NADH eta FADH, koentzima erreduzituetan e metatu, hauen arnas katean zehar garraiatu konplexu batetik bestera azken e hartzailera heldu arte (02) NADH-tik datozen e I konplexuan hasi eta FADH-tik datozen e Il konplexuan hasi. Hortik ubikinonara transferitu, gero III konplexura, ondoren C zitokromora eta azkenik IV konplexura (honek 02-ri transferitu e –ak.) Elektroi transferentzia bakoitzarekin aldaketa energia askean, e beti energia-maila handiagotik txikiagora mugitu. Askatutako energia I, IIl eta IV konplexuek erabili protoiak (H*) matrize mitokondrialetik mintzarteko eremura garraiatzeko.

Fosforilazio oxidatiboa: Elektroiek arnas katean zeharko garraioan askatutako energia erabiliz ATPa sintetizatzeko prozesua. ATParen sintesia konplexu proteiniko batek (hots, ATP sintasak) katalizatzen du. Fosforilazio oxidatiboan ATP sintetizatzen duen mekanismoari Mitchell-en teoria kimiosmotikoa deritzo.

Mitokondriaren mintzarteko eremura egiten den protoi pnpaketak gradiantea sortu. Ondorioz p* matrize mitokondrialera itzultzeko joera izan. Mintza iragazgaitza denez ATP sintasaren beharra, gradiantearen aldeko e fluxua energia askatu, ATP sintasak erabili (ADP fosforilazioa egiteko eta ATP sortzeko). Arnasketa zelularraren balantzea Arnasketako glukosa molek. bakoitzeko 38 ATP sintetizatu .NADH → 3 ATP eta FADH2 → 2 ATOArnasketa anaerobioa Glukosa oxigenorik gabe degradatzen eta guztiz oxidatzen duen prozesua, amaierako elektroi-hartzailea 0, ez den molek. ez-organikoa da. Zenbaitek bakteriok soilik egin, elektroi-garraiorako kate batean zehar izaten da. Elektroi-hartzailea: konposatu nitrogenatuak (nitritoak eta nitratoak), sufrezko konposatuak edo konposatu organikoak (az. fumarikoa) izan ohi dira, guztiek erredukzioa jasan e onartzean. Azken elektroi-hartzaile horiek oxigenoak baino erredox ahalmen txikiagoa dute, horrenbestez, arnasketa aerobioan baino energia gutxiago lortu.

GANTZ AZIDOEN OXIDAZIOA:

Lipidoen funtzioetako bat energia metabolikoa ematea da. Triglizerdioak edo gantzak oso molek. hidrogenatuak edo erreduzituak dira. • Triglizeridoen degradazioa zelularen zitoplasman gertatu, lipasa entzima lagundu • (gantzak degradatu). • Hidrolisian 3 ester loturak hautsi eta glizerina eta hiru gantz -az. askatu (esterifikazio alderantzizko prozesua), hortik aurrera bi subs. bide kataboliko desberdinak hartuko dituzte. GLIZERINAREN DEGRADAZIOA - Glizerinak fosforilazioa jasaten du ATP molekula bati esker, eta glizerol-fosfato bihurtzen da. NAD+ koentzimari bere elektroiak eman ondoren, glizerol-fosfatoa dihidroxiazetona-fosfato bihurtzen da. Azken hori glukolisiaren bitartekoetako bat denez, bide horretan degradatzen da. GANTZ-AZIDOEN DEGRADAZIOA • Gantz-azidoen oxidazioa matrize mitokondrialean gertatzen da, eta erreakzioen segida errepikatu bat da, B-oxidazio edo Lynen helize izeneko bide metabolikoaren bidez bi karbono atomoko unitateak askatzen dituena. • Lehenik gantz-az. matrize mitokondrialera iritsi behar. • Gantz-azidoak aktibatzea eta mitokondrian sartzea o Gantz-azidoa + CoA + ATP → azil-CoA + AMP + PPi o Sistema karnitina bitartekoak osatu (garraiatzailea) • B-oxidazioa o Krebsen zikloarekin eta arnas katearekin akoplatuta o Prozesua guztiz degradatuta dagoen arte ez gelditu, hasierako gantz -az. karbono kopuruaren erdiari bat kendu behar zaio (C kop./2)-1

EZAUGARRI OROKORRAK • Glukosaren eta beste konposatu organiko batzuen hartzidurak oxidazio partzialeko prozesu metabolikoak dira, oxigenorik behar ez dutenak. Hartziduretan, glukolisian sortutako elektroien azken hartzailea molekula organiko bat (pirubatoa) izaten da. • Arnasketa anaerobioaren bidez (02-rik gabe) ez da oso ohikoa, izaki bizidunek baldintza anaerobioetan energia lortu glukosatik abiatuta glukolisiaren bidez. • Hartzidura erabiltzen duten organismoak o Beren metabolismoan oxigenoa erabiltzeko gai ez diren zenbait organismok erabiltzen duten bide bat da hartzidura, oxigenoa toxikoa baita organismo horientzat. Organismo anaerobio hertsiak esaten zaie horiei. o Hartzidura energia-iturri gisa erabiltzen duten beste izaki bizidun batzuk anaerobio fakultatiboak dira; izan ere, izaki horiek gai dira arnasteko nahiz hartzitzeko, ingurunearen baldintzen arabera. • Bi hartzidura mota o Hartzidura alkoholikoa (ogia, garagardoa, 02-rik gabe) → Glukolisian sortutako pirubatoa etanol eta karbono dioxido (C02) bihurtzen dituen prozesua da. → Legami anaerobio fakultatibo batzuek egiten dute, hala nola Saccharomyces generokoek; legami horiek edari alkoholikoak eta ogia egiteko erabiltzen dira. → Nola gertatu: ▪ Glukolisian, glukosa molekula bakoitza bi pirubato molekula bihurtzen da, eta bi ATP molekula eratzen dira. NAD+ koentzimak glukosaren elektroiak onartzen ditu; NAD+ erreduzituta, NADH eratzen da. ▪ Pirubatoak karbono atomo bat galtzen du; horren ondorioz, pirubatoa azetaldehido bihurtu, eta karbono dioxido molekula bat (CO2) askatzen da. ▪ Azetaldehidoa erreduzitu egiten da, NADH koentzimaren elektroiak onartuz; hala, NAD+ berreskuratzen da. o Hartzidura laktikoa (gazta, jogurta...) (esnekiak) → Glukolisian sortutako pirubatoa azido laktiko bihurtzen duen prozesuari. → Esnetan dauden zenbait bakteriok egiten dute, hala nola Lactobacillus (Streptococos Thermophilus...) generoko bakterioak. Organismo anaerobio fakultatiboak dira bakterio horiek.Muskuluetan ere gertatzen da, oso ariketa fisiko gogorra egiten denean energiaeskari handiarekin eta hunari oxigeno gutxi emanez. (Agujetak) → Nola gertatu: ▪ Glukolisian, glukosa molekula bakoitza bi molekula pirubato bihurtzen da, eta bi ATP molekula eratzen dira. NAD+ koentzimak glukosaren elektroiak onartzen ditu; NAD+ erreduzituta, NADH eratzen da. ▪ Pirubatoa azido laktiko bihurtzen da; horretarako, NADH koentzimaren elektroiak onartzen ditu, eta NAD+ berriz eratzen da. • Hartzidura alkoholikoa → 2 Pirubato (2x3C) → 2 Etanol (2x2C) + 2 CO2 (2C) • Hartzidura laktikoa → 2 Pirubato (2x3C) → 2 Laktato (2x3C) • 6C =6