1.
* a la glucosa se le agrega un P por medio de un ATP a
esto se le llama fosforilación.
La enzima catalizadora de esta reacción es la hexoquinasa, requiere de un ATP y de sustrato al magnesio (Mg).
Para activarla (aumentar su energía) y así poder
utilizarla en otros procesos cuando sea necesario.
2.
* La glucólisis comienza con la glucosa, donde la primera
reacción, irreversible, consiste en una fosforilación en el
carbono 6 de la glucosa, originando por tanto la glucosa-6-fosfato. Esto
significa la utilización de una molécula de ATP que dona un Pi y queda liberado como ADP. Esta primera reacción
esta catalizada por un enzima denominado hexokinasa (kinasa =
cataliza reacciones de fosforilación)
* La tercera reacción, también irreversible, conlleva la
presencia y consumo de ATP, originando la fructosa-1 -bisfosfato (FBP).
Se trata de una reacción de fosforilación, por
lo que esta catalizada por una kinasa, concretamente
la fosfofructokinasa-1 (PFK-1), que fosforila el carbono 1 de la F6P.
Esta reacción irreversible constituye el principal
punto de control o regulación de la glucólisis. Se trata del
enzima mas regulado. Al igual que la anterior reacción
irreversible, son ambas lo suficientemente exorgónicas (liberan
demasiada energía) como para ser practicamente
irreversibles en el organismo in vivo.
* El enlace de la novena reacción es rico en energía y es
aprovechado enla décima y última reacción para sintetizar
ATP a partir de ADP, para dar lugar al acido pirúvico. El enlace rico en energía libera 14'8, Kcal/mol
suficientes como
para formar el ATP. Esto quiere decir que ya se han
sintetizado las dos moléculas de ATP que faltaban. Se trata de una
reacción catalizada por la piruvato kinasa, formando un intermediario de reacción inestable llamado enol
pirúvico, que rapidamente pasa a piruvato. Ademas,
es una reacción irreversible; constituye el tercer punto de control de
la glucólisis.
3. explique los puntos de control del
ciclo del
acido cítrico.
* Reacción 1: Citrato sintasa (De oxaloacetato a citrato
El sitio activo de la enzima, activa el acetil-CoA para hacerlo afín a
un centro carbonoso del
oxaloacetato. Como consecuencia de la unión entre las dos moléculas, el
grupo tioéster (CoA) se hidroliza, formando así la
molécula de citrato.
La reacción es sumamente exoergónica (ΔG'°=-31.4
kJ/mol), motivo por el cual este paso es irreversible.
El citrato producido por la enzima, ademas, es capaz
de inhibir competitivamente la actividad de la enzima. Incluso estando la reacción muy favorecida, porque es
exoergónica, la citrato sintasa puede ser perfectamente regulada.
Este aspecto tiene una notable importancia biológica, puesto que permite
una completa regulación del ciclo de Krebs completo,
convirtiendo a la enzima en una especie de marcapasos delciclo.
* Reacción 3: Isocitrato deshidrogenasa (De isocitrato a oxoglutarato
La isocitrato deshidrogenasa mitocondrial es una enzima dependiente de la
presencia de NAD+ y de Mn2+ o Mg2+. Inicialmente, la enzima cataliza la
oxidación del
isocitrato a oxalsuccinato, lo que genera una molécula de NADH a partir
de NAD+. Sucesivamente, la presencia de un ión
bivalente, que forma un complejo con los oxígenos del grupo carboxilo en posición alfa,
aumenta la electronegatividad de esa región molecular. Esto genera una reorganización de los electrones en la
molécula, con la consiguiente rotura de la unión entre el carbono
en posición gamma y el grupo carboxilo adyacente. De este modo se
tiene una descarboxilación, es decir, la salida de una molécula
de CO2, que conduce a la formación de α-cetoglutarato,
caracterizado por dos carboxilos en las extremidades y una cetona en
posición alfa con respecto de uno de los dos grupos carboxilo.
* Reacción 4: α-cetoglutarato deshidrogenasa (De oxoglutarato a
Succinil-CoA
Después de la conversión del
isocitrato en α-cetoglutarato se produce una segunda reacción de
descarboxilación oxidativa, que lleva a la formación de succinil
CoA. La descarboxilación oxidativa del α-cetoglutarato es muy parecida a la del piruvato, otro
α-cetoacido.
Ambas reacciones incluyen la descarboxilación de un
α-cetoacido y la consiguiente producción de una unión
tioéster a altaenergía con la coenzima A. Los complejos que
catalizan tales reacciones son parecidos entre ellos.
4. explique cómo se da el mecanismo de
regulación alostérica en la glucolisis y el ciclo de Krebs.
Regulación alostérica en la glucolisis: La glucólisis se
regula enzimaticamente en los tres puntos irreversibles de esta ruta,
esto es, en la primera reacción (G -- >G-6P), por medio de
la hexoquinasa; en la tercera reacción (F-6P --> F-1 -BP) por medio de la PFK1 y en el último
paso (PEP --> Piruvato) por la piruvato quinasa.
* La hexoquinasa es un punto de regulación poco
importante, ya que se inhibe cuando hay mucho G-6P en músculo. Es un punto poco importante ya que el G-6P se utiliza para
otras vías.
HQ: Inhibe G-6P
* La PFK1 es la enzima principal de la regulación de la
glucólisis, actúa como una llave de agua, si esta activa
cataliza muchas reacciones y se obtiene mas Fructosa 1,6 bifosfato, lo
que permitira a las enzimas siguientes transformar mucho piruvato. Si esta inhibida, se obtienen bajas concentraciones de
producto y por lo tanto se obtiene poco piruvato.
Esta enzima es controlada por regulación
alostérica mediante: Por un lado se activa gracias a niveles
energéticos elevados de ADP y AMP, inhibiéndose en abundancia de
ATP y citrato, y por otro se activa en presencia de un regulador generado por
la PFK2 que es la Fructosa-2 -Bisfosfato (F-2,6-BP),
que no es un metabolitoni de la glucolisis ni de la gluconeogénesis,
sino un regulador de ambas vías que refleja el nivel de glucagón
en sangre.
La lógica de la inhibición y activación son las
siguientes:
* ATP: inhibe esta enzima pues si hay una alta
concentración de ATP entonces la célula no necesita generar
mas.
* Citrato: Si la concentración de citrato es alta
el Ciclo de Krebs va mas despacio de lo que el sustrato (acetil-CoA)
llega para degradarse, y la concentración de glucosa sera
mas alta. En el Ciclo de Krebs se produce mucho NADH y FADH2, para que
funcionen se han de reoxidar en la cadena de
transporte electrónico creando gradiente de protones, si el gradiente no
se gasta los coenzimas no se reoxidan y el Ciclo de Krebs se para.
* La piruvatoquinasa se regula distintamente según el tejido en el que
trabaje, pero en hígado se inhibe en presencia de ATP y Acetil
Coenzima-A (Acetil-CoA), y se activa gracias de nuevo ante la F-2 -BP y la concentración de fosfoenolpiruvato.
5. mencione las funciones principales del ciclo de las
pentosas fosfatadas.
La vía de la pentosa fosfato (PPP) es principalmente una vía
anabólica que utiliza 6 carbonos de glucosa para generar azucares de 5
carbonos y equivalentes reducidos. Sin embargo, esta
vía sí oxida la glucosa y bajo ciertas condiciones puede oxidar a
la glucosa completamente a CO2 y agua. Las funciones mas
importantes de esta vía metabólica son . Generar equivalentes reducidos, en la forma de NADPH, para
reacciones de biosíntesis de reducción en las células.
2. Proveer a la célula con ribosa-5-fosfato (R5F) para la
síntesis de Nucleósidos y acidos nucleicos.
3. Aunque no es una función significativa de la PPP, esta puede
operar para metabolizar azucares de pentosa de la dieta que se derivan de la digestión
de los acidos nucleicos así como también para arreglar los
esqueletos de carbonos de carbohidratos de la dieta en intermediarios
glucolíticos/gluconeogénicos.
6. como
se da la vía de las pentosas fosfatadas.
La ruta de la pentosa fosfato, también conocida como lanzadera
de fosfatos de pentosas, es una ruta metabólica estrechamente
relacionada con la glucólisis durante la cual se utiliza
la glucosa para generar ribosa, que es necesaria para
la biosíntesis de nucleótidos y acidos
nucléicos. Ademas, también se obtiene poder
reductor en forma de NADPH que se utilizara como coenzima de enzimas propias
del
metabolismo.
De esta manera, este proceso metabólico, el
cual es regulado por insulina, tiene una doble función, ya que la
glucosa se usa para formar
NADPH, mientras que también se puede transformar en otros componentes del metabolismo,
especialmente pentosas, utilizadas para la síntesis de
nucleótidos y de acidos nucleicos. Así, se forma un puente
entre rutas anabólicas y catabólicas de la glucosa.1
La ruta de la pentosa fosfatotiene lugar en el citosol, y puede dividirse
en dos fases:
* Fase oxidativa: se genera NADPH.
* Fase no oxidativa: se sintetizan pentosas-fosfato y otros
monosacaridos-fosfato.
7. mencione las funciones principales de la vía
Entner Doudoroff.
9. cuantos ATPs se generan en la respiración
aerobia y explique cómo se generan.
A partir de la oxidación biológica de un
Mol de glucosa y en presencia del O2
atmosférico se generan como
cosecha neta de energía química en forma de ATP 38 ATP, 2 CO2 y 6
H20 (Subproductos de la reacción metabólica).
La respiración celular aerobia comprende 3 vías degradativas
1- Glucólisis o Glicólisis (lisis o escisión de la
molécula de glucosa) se realiza en condiciones Anaerobia en el
Hialoplasma o Ectoplasma, como
cosecha neta de energía se obtienen 8 ATP.
2. Ciclo de Krebs, se realiza en condiciones aerobia en la Matriz mitocondrial,
se generan como
cosecha neta de energía química 24 ATP. Los 24 ATP generados
provienen de los siguiente
- 3 NADH ---> 9 ATP. Cada coenzima NADH equivale a 3 ATP.
- 1 FADH2---> 2 ATP. Cada FADH equivale a 2 ATP.
Como el Ciclo de Krebs realiza 2 vueltas consecutivas tenemos
- 2 NADH (9 ATP) x 2---> 18 ATP.
- 1 FADH2 (2 ATP) x 2---> 4 ATP.
- 1 ATP x 2 ---> 2 ATP.
3- Cadena Oxidativa, Respiratoria o de Transporte de electrones. se realiza en condiciones Aerobia en los Oxisomas o
partículas F1 que se disponen en ellado interno de las Crestas
mitocondriales formando una cadena respiratoria en forma contínua. Allí se generan 6 ATP.
Entonces, 8 ATP (Glucólisis) + 24 ATP (Ciclo de Krebs) + 6 ATP (Cadena
Oxidativa 38 ATP.
10. elabore el ciclo de la β- oxidación de
los acidos grasos y mencione las reacciones que suceden.
Descripción | Reacción | Enzima | Producto final |
Oxidación por FAD
El primer paso es la oxidación del acido graso por
la acil-CoA deshidrogenasa. La enzima cataliza la formación de un doble enlace entre C-2 (carbono α) y C-3
(carbono β). acil-CoA deshidrogenasa | trans-Δ2-enoil-CoA |
Hidratación
El siguiente paso es la hidratación del enlace entre
C-2 y C-3. Esta reacción es estereoespecífica, formando solo el
isómero L. enoil CoA hidratasa | L-3-hidroxiacil CoA |
Oxidación por NAD+
El tercer paso es la oxidación del L-3-hidroxiacil
CoA por el NAD+, lo que convierte el grupo hidroxilo (–OH) en
un grupo cetona (=O). L-3-hidroxiacil CoA deshidrogenasa |
3-cetoacil CoA |
Tiólisis
El paso final es la
separación del
3-cetoacil CoA por el grupo tiol de otra molécula de CoA.
El tiol es insertado entre C-2 y C-3. β-cetotiolasa | Una molécula de acetil
CoA y una de acil CoA con dos carbonos menos |
11. mencione dos objetivos principales del ciclo Glioxilato.
* Permitir la síntesis de glicose y la producción de
intermediarios del ciclo
de Krebs a partirde acetil-CoA.
12. El laurato es un acido graso natural en animales,
cuya fórmula es CH3 (CH2)10 COO-. Explique cómo
sería la oxidación de dicho acido graso y cuantos ATP se generan
finalmente.
La oxidación del laurato consiste en la BETA OXIDACION de la
molécula, se da en el C 2, en dicha oxidación se desprenden los 2
primeros carbonos formando así:
1 NADH =3 ATP
1FADH = 2 ATP
1 Acetil Co A entra en el ciclo de Krebs y forma 12 ATP
Según la hélice de Linnen dice que: N° oxidaciones =N°C/2
– 1
Eso da como resultado 5 oxidaciones en dicha cadena, entonces produce
5NADH X 3 ATP = 15 ATP
5 FADH X 2 ATP = 10 ATP
6 Acetil CoA X 12 ATP = 72 ATP
Daria un total de 97 ATP menos 2 ATP que se gastan en el proceso de inicio de
la BETA OXIDACION.
En total da un rendimiento de 95 ATP.
13. defina:
Sustrato limitante: componente del medio de
cultivo que controla la velocidad de crecimiento del microorganismo y por lo general lo
constituye la fuente de carbono.
Metabolito primario: son moléculas de bajo peso molecular que
intervienen bien como
productos finales o intermediarios en las distintas rutas anabólicas y
catabólicas de la célula. Ej. Aminoacidos, nucleótidos, vitaminas, acidos
organicos y alcoholes.
Metabolito secundario: son aquellos compuestos organicos sintetizados
por el organismo que no tienen un rol
directo en el crecimiento o reproducción del mismo. A diferencia
de lo que sucede conlos metabolitos primarios, la ausencia de
algún metabolito secundario no le impide la supervivencia, si bien
se vera afectado por ella, a veces gravemente.
Activación: poner en funcionamiento un
mecanismo o provocar una reacción química.
Inhibición: suspender transitoriamente una función o actividad del
organismo mediante la acción de un estimulo adecuado.
14. explique cómo se da la síntesis de
proteínas entre los procariotas y eucariotas.
FASES DE LA SINTESIS PROTEICA.
La realización de la biosíntesis de las proteínas, se
divide en las siguientes fases
1. Fase de activación de los aminoacidos.
2. Fase de traducción que comprende
1. Inicio de la síntesis proteica.
2. Elongación de la cadena polipeptídica.
3. Finalización de la síntesis de proteínas.
1. Asociación de cadenas polipeptídicas y, en algunos casos,
grupos prostésicos para la constitución de las proteínas.
FASE DE ACTIVACION DE AMINOACIDOS.
Mediante la enzima aminoacil-ARNt-sintetasa y de ATP, los aminoacidos
pueden unirse ARN específico de transferencia, dando lugar a un aminoacil-ARNt. En este proceso
se libera AMP y fosfato y tras él, se libera la enzima, que vuelve a
actuar.
INICIO DE LA SINTESIS PROTEICA
En esta primera etapa de síntesis de proteínas, el ARN se
une a la subunidad menor de los ribosomas, a los que se asocia el
aminoacil-ARNt. A este grupo, se une la subunidad
ribosómicamayor, con lo que se forma el complejo activo o ribosomal.
Leer mas sobre la fase de iniciación de la síntesis
de proteínas.
ELONGACION DE LA CADENA POLIPEPTIDICA
El complejo ribosomal tiene dos centros o puntos de unión. El centro P o centro peptidil y
el centro A. El radical amino del
aminoacido iniciado y el radical carboxilo anterior se unen mediante un
enlace peptídico y se cataliza esta unión mediante la enzima
peptidil-transferasa.
De esta forma, el
centro P se ocupa por un ARNt carente de
aminoacido. Seguidamente se libera el ARNt del ribosoma produciéndose
la translocación ribosomal y quedando el dipeptil-ARNt en el centro P.
Al finalizar el tercer codón, el tercer aminoacil-ARNt se sitúa
en el centro A. A continuación se forma el tripéptido A y después el ribosoma procede a su segunda
translocación. Este proceso puede repetirse muchas veces y depende del
número de aminoacidos que intervienen en la síntesis.
FINALIZACION.
En la finalización de la síntesis de proteínas,
aparecen los llamados tripletes sin sentido, también conocidos como
codones stop. Estos tripletes son tres: UGA, UAG y UAA. No existe ARNt tal que su anticodón sea complementario. Por ello, la síntesis se interrumpe y esto indica que la
cadena polipeptídica ha finalizado.
15. Elabore un cuadro donde agrupe varios
microorganismos utilizados en fermentaciones industriales indicando el
metabolito que producen.