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Pentosa trifosfato



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.


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