Bioquímica: ATP, FADH y NADH. Nivel experto para principiantes EN 7 MINUTOS

Summary

El script del video ofrece una visión introductoria a la bioquímica, explicando cómo las enzimas hidrolizan los nutrientes en el proceso de producción de energía. Se destaca la importancia de las moléculas energéticas ATP, FADH y NADH, que capturan y transportan energía a las mitocondrias para su uso celular. El video también toca la reducción y la oxidación, así como la estructura cíclica de estas moléculas que les permite retener y transferir la energía. Finalmente, se menciona la relevancia de estas moléculas en el análisis de las vías metabólicas y el cálculo de calorías quemar el cuerpo.

Takeaways

• 🍽️ La comida (sustrato) es hidrolizada por enzimas para producir energía.
• 🔪 La energía se produce al cortar el sustrato en piezas más pequeñas, pero la célula no puede usarla inmediatamente.
• 🚀 La energía es transportada a los mitocondrias para ser utilizada por medio de moléculas energéticas como ATP, FADH y NADH.
• 🔋 Las moléculas energéticas ATP, FADH y NADH son responsables de capturar y llevar la energía a los mitocondrias.
• 🔄 Estas moléculas son inactivas hasta que capturan energía, y luego se convierten en activas.
• ➕ La activación de ATP implica la adición de un fosforo, pasando de ADP a ATP.
• 💧 La activación de FAD y NAD implica la adquisición de hidrógenos (electrones).
• ♻️ Estas moléculas tienen una estructura cíclica que permite que los electrones se queden atrapados y sean llevados a los mitocondrias.
• 🔌 El efecto de resonancia es el movimiento de los electrones dentro de la molécula cíclica.
• 🔢 FAD captura el doble de energía que ATP, y NAD captura tres veces más energía que ATP.
• 🔍 El conocimiento de estas moléculas es crucial para analizar los caminos metabólicos y calcular el gasto calórico.

Q & A

¿Qué es la bioquímica y cómo se relaciona con el proceso de digestión de los alimentos?

La bioquímica es la rama de la biología que estudia las reacciones químicas en los seres vivos. Se relaciona con la digestión de los alimentos porque es el proceso por el cual los alimentos (substratos) son hidrolizados por enzimas para producir energía que luego puede ser utilizada por el cuerpo.

¿Cómo se produce la energía a partir de la digestión de los alimentos?

La energía se produce cuando los enzimas cortan o hidrolizan los alimentos, lo que los convierte en piezas más pequeñas. Este proceso de división gradual de los substratos es lo que finalmente produce energía que puede ser utilizada por las células.

¿Dónde se almacena la energía producida por la digestión de los alimentos?

La energía producida por la digestión no se puede utilizar directamente por la célula. En su lugar, es transportada a los mitocondrias, donde finalmente puede ser utilizada, a través de tres tipos de moléculas energéticas: ATP, FADH y NADH.

¿Qué son las moléculas energéticas y cómo funcionan?

Las moléculas energéticas, como el ATP, FADH y NADH, son responsables de capturar la energía producida por la digestión y transportarla a los mitocondrias. Estas moléculas se activan al capturar electrones y luego se reducen, lo que significa que ganan electrones, y luego se oxidan, lo que significa que pierden electrones, en los mitocondrias.

¿Por qué se utilizan específicamente ATP, FADH y NADH para transportar la energía?

Estos tres tipos de moléculas tienen una estructura cíclica que permite que los electrones capturados no escapen, asegurando que la energía sea transportada eficientemente a los mitocondrias.

¿Cómo se convierte una molécula energética de inactiva a activa y viceversa?

Una molécula energética se convierte de inactiva a activa al capturar electrones, proceso conocido como reducción. Se convierte de activa a inactiva al liberar electrones, proceso conocido como oxidación.

¿Cuál es la relación entre ATP, FADH y NADH en términos de la cantidad de energía que pueden capturar?

FAD puede capturar dos veces más energía que una molécula de ATP, y NAD puede capturar tres veces más energía que una molécula de ATP.

¿Cómo se relaciona la cantidad de moléculas energéticas producidas con la cantidad de calorías quema el cuerpo?

El número de moléculas de ATP, NAD y FAD producidas durante el metabolismo puede ser utilizado para calcular cuántas calorías está quemando el cuerpo, ya que las calorías son una medida de la energía.

¿Por qué es importante entender el proceso de reducción y oxidación en las moléculas energéticas?

La reducción y oxidación son procesos fundamentales en la producción y transferencia de energía en el cuerpo. Entender estos procesos ayuda a analizar los caminos metabólicos y a entender cómo se queman las calorías.

¿Qué es el efecto de resonancia y cómo se relaciona con las moléculas energéticas cíclicas?

El efecto de resonancia se refiere al movimiento de electrones dentro de una molécula cíclica, buscando una salida sin poder encontrarla. Esto es crucial para que las moléculas energéticas como ATP, FADH y NADH puedan retener y transportar eficientemente los electrones a los mitocondrias.

¿Qué más se puede aprender sobre bioquímica a través de los videos futuros mencionados en el guion?

Los videos futuros prometten cubrir todos o casi todos los caminos metabólicos, así como detalles sobre cómo funcionan las enzimas, su velocidad de corte de los substratos (Km y Vmax), para una comprensión más profunda de la bioquímica.

Outlines

00:00

🔬 Función de las moléculas energéticas en la bioquímica

Este párrafo introduce el concepto de cómo las células almacenan y transportan energía. Se describe que, tras la hidrólisis de los nutrientes por enzimas, se liberan moléculas de energía que luego son capturadas por moléculas energéticas como el ATP, FADH y NADH. Estas moléculas son llamadas 'moléculas energéticas' y son esenciales para transportar la energía generada a las mitocondrias, donde puede ser utilizada por la célula. Se menciona que estas moléculas tienen una estructura cíclica que permite que los electrones, una vez capturados, no puedan escapar, lo que les permite llevar la energía a las mitocondrias. Además, se describe cómo la activación de estas moléculas implica su transformación de un estado inactivo a uno activo, y viceversa, a través de procesos de oxidación y reducción.

05:05

🔋 Diferencias en la cantidad de energía capturada por moléculas energéticas

En este párrafo se profundiza en la cantidad de energía que cada una de las moléculas energéticas mencionadas puede capturar. Se explica que FAD capta el doble de energía que un ATP, y NAD capta tres veces más energía que un ATP. Esta diferencia en la cantidad de energía capturada es crucial para el análisis de las vías metabólicas y para calcular la cantidad de calorías que quema nuestro cuerpo, ya que las calorías equivalen a energía. El video script sugiere que se explorarán más moléculas y procesos bioquímicos en futuras videos para entender mejor cómo funcionan las enzimas y las vías metabólicas, y cómo esto se relaciona con la cantidad de energía y calorías que liberamos al digerir alimentos.

Keywords

💡Bioquímica

Bioquímica es la rama de la biología que estudia las reacciones químicas que ocurren en los organismos vivos. En el video, se introduce el tema de la bioquímica como el estudio de cómo los alimentos son hidrolizados por enzimas para producir energía, que es central para entender cómo funciona el metabolismo y la producción de energía en las células.

💡Enzimas

Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores de reacciones químicas en el organismo, permitiendo que las sustancias se transformen en otras de manera más eficiente. En el video, se menciona que las enzimas cortan o hidrolizan los alimentos, lo que es esencial para la producción de energía en las células.

💡Substrato

El substrato es la molécula original que se hydroliza o se transforma en una reacción catalizada por enzimas. En el contexto del video, el substrato se refiere a los alimentos que son cortados en piezas más pequeñas por las enzimas, lo que resulta en la producción de energía.

💡Energía

La energía en el video se refiere a la energía liberada durante la hidrolización de los alimentos por las enzimas. Esta energía es capturada por moléculas energéticas como el ATP, FADH y NADH, y es transportada a las mitocondrias para ser utilizada por el cuerpo.

💡Mitocondria

Las mitocondrias son organelos dentro de las células que actúan como plantas de energía, produciendo ATP a partir de los electrones y oxígeno. En el video, se destaca que la energía capturada por las moléculas energéticas debe ser llevada a las mitocondrias para ser utilizada por la célula.

💡Moléculas energéticas

Las moléculas energéticas, como el ATP, FADH y NADH, son responsables de capturar y transportar la energía producida en las reacciones metabólicas a las mitocondrias. Estas moléculas son clave en el video, ya que explican cómo la energía es almacenada y utilizada por el cuerpo.

💡ATP (Adenosina trifosfato)

El ATP es la principal fuente de energía en las células, y se forma a partir de la adensina difosfato (ADP) al añadir un fosfato adicional. En el video, se describe cómo el ATP se activa al capturar energía y se convierte en ADP cuando se utiliza esa energía.

💡FADH (Flavina adenina dinucleótido)

El FADH es una molécula que, al igual que el NADH, transporta electrones a las mitocondrias para la producción de ATP. En el video, se menciona que el FADH captura más energía que el ATP, lo que indica su importancia en la cadena de transporte energético.

💡NADH (Nicotinamida adenina dinucleótido reducido)

El NADH es una forma reducida de la NAD+ que transporta electrones a las mitocondrias, donde estos electrones participan en la cadena de electrones para producir ATP. En el video, se destaca que el NADH captura tres veces más energía que el ATP.

💡Reducción

La reducción se refiere al proceso de ganancia de electrones por una molécula. En el video, se describe cómo, al capturar electrones, las moléculas energéticas se reducen y se activan, listas para transportar la energía a las mitocondrias.

💡Oxidación

La oxidación es el proceso opuesto a la reducción, donde las moléculas pierden electrones. En el video, se menciona que la oxidación ocurre cuando las moléculas energéticas llegan a las mitocondrias y liberan los electrones, volviéndose inactivas y listas para capturar más energía.

💡Resonancia

La resonancia es un fenómeno químico donde los electrones se distribuyen de manera que no hay una estructura definitiva para la molécula. En el video, se explica cómo la estructura cíclica de las moléculas energéticas permite que los electrones se muevan dentro de la molécula sin escapar, lo que es crucial para su función de transporte de energía.

💡Metabólico

El término metabólico se refiere a todas las reacciones químicas que ocurren dentro de una célula para mantener la vida. En el video, se menciona que el análisis de las vías metabólicas es importante para entender cómo se producen moléculas energéticas y, por lo tanto, cómo se queman calorías en el cuerpo.

Highlights

Introduction to the topic of biochemistry and the process of food hydrolysis by enzymes to produce energy.

Explanation of how energy from substrate hydrolysis is transported to the mitochondria for cellular use.

Introduction of three 'energetic molecules': ATP, FADH, and NADH, which are responsible for energy transport.

The role of ATP (adenosine triphosphate) in energy storage and transfer.

The function of FADH (flavin adenine dinucleotide) and NADH (Nicotinamide adenine dinucleotide) in capturing and transporting electrons as energy.

Clarification that knowing the full names of the molecules is less important than understanding their functions.

Description of the inactive and active states of energetic molecules and the process of energy capture.

The transformation of ATP from adenosine diphosphate (ADP) to adenosine triphosphate (ATP) upon energy capture.

The change in FAD and NAD molecules from inactive to active states by gaining hydrogen atoms.

The concept of reduction as the process of gaining electrons and becoming active, and oxidation as the loss of electrons.

The reason behind the use of ATP, FADH, and NADH for energy storage and transport due to their cyclic structure.

The 'resonance effect' within the cyclic molecules that traps electrons, facilitating their transport to the mitochondria.

Comparison of energy capture capabilities among ATP, FAD, and NAD, with FAD capturing twice and NAD thrice the energy of ATP.

The significance of understanding these molecules in analyzing metabolic pathways and calculating caloric expenditure.

The commitment to creating more biochemistry videos covering a wide range of topics including metabolic pathways and enzyme kinetics.

Invitation for viewers to subscribe for more content and to ask questions for further clarification.

Transcripts

What’s up friends? How are you?

Today we will see another topic of biochemistry.

In the past video we saw a light introduction to biochemistry, and now we already know that food (substrate) is cut, I mean, hydrolyzed, by enzymes.

Such food is being cut so that on each step they result shorter and shorter,

and by making substrate from large to short, it will produce energy.

But how is that such energy is stored? Where is it stored? To where is it taken so that our body can already use it?

Well, today we will see all that.

Well, as I was telling you, here is the food or substrate,

so an enzyme arrives and cut it, hydrolyze it,

and when cut, food is now in 2 shorter pieces, and this cut produces energy, it gives energy to the cell.

This is the cell, so here is the substrate (food),

here it is cut in 2 and produces energy, this cut produces energy.

The problem is that cell cannot use this energy yet, because that energy can only be used in the mitochondria.

How will energy manage to arrive to the mitochondria (where it does can be used)?

Well, it will use 3 types of different transports. They are called “energetic molecules”,

and those energetic molecules can be ATP, FADH and NADH.

This energy produced is catched by one of this 3 energetic molecules, and once they have been catched,

they bring them to the mitochondria and leave them there, and this is how cells can use energy and can be alive.

Their names are: ATP (adenosine triphosphate), FADH (flavin adenine dinucleotide), and NADH (Nicotinamide adenine dinucleotide).

The truth is that I do not know the complete names, I just know ATP, FADH and NADH,

but it does not matter that you do not know the complete names. What matters is that you do know their function.

These are the energetic molecules that will catch the energy, the electrons (because the electrons are energy that is produced),

they will catch them and will bring them to the mitochondria so that they can be utilized.

These 3 molecules are around the cell swimming and waiting until energy is produced in order to go there and to catch it and bring it directly to the mitochondria.

So, when they are swimming looking for energy, they still do not have energy because they have not yet catched it,

so they are like inactive, and when they catch the energy, they are now like active.

So, this is how molecules are read when they are inactive and this is how molecules are read when they are active, I mean, when they catched the energy.

When ATP is inactive, one phosphorus is taken away and now it is ‘di’ of 2, adenosine diphosphate, of 2 phosphates, inactive.

And, when it is active, a phosphorus is added and now it becomes adenosine triphosphate.

In the second molecule (FAD), when FAD is inactive it does not have 2 hydrogen atoms,

and when is active, it does have them.

The same in the case of NAD, when it is inactive, it does not have hydrogen atoms and,

when it is active, it already have them.

Also, instead of saying ‘on’ or ‘off’, you can say ‘active’ (on) or ‘inactive’ (off), but it is just the same, the point is to understand the idea.

So let’s imagine that the molecule is swimming and suddenly it finds the energy (any of the 3 molecules),

catches it and by catching the energy, remember that it turns active.

Well, when active, passing from inactive to active, is called reduction. Reduction means gaining of electrons.

So, when these molecules catch electrons, they are reduced.

Then, they bring them until the mitochondria and there they leave them, they leave those electrons.

And now, the opposite process, I mean, from active to inactive is called ‘oxidation’,

when those molecules lose electrons. The same cycle with this energetic molecules occurs too many times.

But, why the cell decided to use those 3 molecules to store / pack the energy and bring it to the mitochondria?

Why using these 3 molecules and no other ones of the thousand molecules that exist in the cell?

This is a very interesting question.

This 3 molecules have something in common, and it is that they have a cyclic structure. I mean, it is a circle.

So, for instance, when an electron arrives to the molecule (this is the symbol of electron),

when an electron arrives to the molecule, it enters into it and the nature of the electron is to advance, to move.

So, once it is inside, the electron will be looking for an exit and will start jumping to the other electron right here,

but it will not be able to exit as it is closed, it is cyclic, so it will jump to the next one,

it will neither be able to exit and jump, jump, jump

and have an entire lap and the electron just could not exit, it was trapped because the molecule is cyclic.

This jumps given by the electron are called “resonance effect”.

This is why the cell, very smartly, uses this 3 molecules

to be able to bring its energy to the mitochondria because the electron cannot escape in this way,

so it will be able to bring the electron to the mitochondria and release them there.

Each one of these 3 molecules catches different amount of energy.

FAD catches 2 times more energy than ATP,

and NAD catches 3 times more energy than ATP.

So, if we see it this way, 1 FAD equals to 2 ATP molecules, I mean, it catches 2 times the energy than 1 ATP molecule,

and NAD catches 3 times more, it equals to 3 ATP molecules.

All this is very important because it will help us to analyze metabolic pathways,

I mean, how the food that enters our cells are being cut / hydrolyzed, and we will be seeing on which steps of the metabolic pathways is produced ATP, FAD and NAD.

This is going to help us because by making the count of how many ATP, NAD and FAD were produced, we can calculate how much calories is burning our body,

because remember that calories equals to energy, and this molecules catch energy.

So, when using the energy of this molecules, we are using calories.

Well my friends, this is it.

I will keep making more videos of biochemistry so that we have in the channel a complete section of biochemistry videos

containing all or almost all metabolic pathways, aiming to understand well all the insight of biochemistry, how do enzymes work,

I mean, how do they cut the food / substrate, to which speed do they make it (this is Km and Vmax), we will be learning all that.

If you liked this video, you already know to subscribe please.

If you have doubts please leave them below and I will try to answer them.

And as you know, do not stop watching more videos!