Cuestionario 12 , biokimika

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GLUCOLISIS: es la via metabolica encargada de oxidar o fermentar la glucosa y asi obtener energia para la celula. esta consiste de 10 reacciones enzimaticas q convierten a la glucosa en 2 moleculas d piruvato, la cual es capaz deseguir otras vias metabolicas y asi continuar entregando energia al organismo . es la via inicial del catabolsmo(degradacion) d carbohidratos, y tiene 3 funciones principales: 1. la generacion de moleculas de alta energia (ATP y NADH ) como fuente de energia celular en procesos de respiracion aerobica (presencia de oxigeno) y anaerobica(ausencia de oxigeno).2 la generacion de piruvato q pasara al ciclo de krebs, como parte de la respiracion aerobica.3 la produccion d intermediarios d 6 y 3 carbonos, los q pueden ser ocupados x otros procesos celulares .
SIMBIOSIS:en biologia la simbiosis es un tipo de interaccion biologica entre 2 o mas organismos d distinta especie. a los organismos involucrados se les denomina simbiotes.
CICLO DE KREBS: tambien llamado ciclo citrico o ciclo tricarboxilicos, es una ruta metabolica, es decir una sucecion d reacciones quimicas , q forman parte de la respiracion celular en todas las celulas aerobicas, es decir q utilizan O2 . en organismos aerobicos , el ciclo de krebs es parte de la via catabolica q realiza la oxidacion de hidratos de carbono, acidos grasos y aminoacidos, hasta producir CO2 liberando energia en forma utilizable (poder reductor y GTP ).
FOSFORILACION OXIDATIVA :es la transferencia de e- d los ekivalentes reducidos NADH, NADPH, FADH, obtenido en la glucolisis y en el ciclo de krebs hasta el O2 molecular, acoplado con la sintesis de ATP. este proceso metabolico esta formado x 1 conjunto de enzimas complejas , ubicadas en la membrana interna d las mitocondrias , q catalizan varias reacciones de oxido-reduccion, donde el oxigeno es el aceptor final d e- y donde se forma finalmente H2O.
FOTOSINTESIS:es la base d la vida actual en la tierrra, es una proceso mediante el cual las plantas, algas y algunas bacterias captan y utilizan la energia d la luz para transformar la materia inorganica d su medio externo en materia organica q utilizaran para su crecimiento y desarrollo.
CADENA RESPIRATORIA : conjunto de proteinas transportadoras d e- en la membrana interna mitocondrial, con grupos prosteticos capaces de aceptar y donar 1 o2 e-. cada comoponente d la cadena puede aceptar e- del transportador precedente y transferirlos al siguiente en una secuencia especifica , hasta llegar al 02 y reducirlo a H2O.este flujo electronicopermite a la ATPsintasa sintetizar ATP.
GRADIENTE ELECTROKIMIKO: en biologia celular hace referencia a las propiedades electricas y quimicas d la membrana celular . tales propiedades se deben a los gradientes ionicos y pueden representar un tipo de energia potencial disponible para llevar a cabo trabajo en la celula. un gradiente electrokimiko tiene 2 componentes , 1 electrico y otro quimico. el componente electrico es resultado de la diferencia de carga a traves de la membrana lipidica;el componente kimiko es resultado d la concentracion diferencal de iones a traves d la membrana. la combinacion de ambos factores determina la direccion termodinamica favorable para el movimiento de 1 ion atraves d la membrana.
POTENCIAL REDOX:potencial de oxido- reduccion. es la diferencia de potencial electrico electrodo de referencia y otro de medida sumergido en un sistema de oxido-reduccion.las sustancias con potenciales redox + megativos, tienen mayor tendencia a ceder e- q las sustancias con potenciales redox menos negativos o positivos.el potencial redox se mide en voltios. el potencial redox es una medida de la actividad de los e- . esta relacionado con el pH y con el contenido de O2. es analogo al PH ya q el pH mide la actividad d protones y el potencial redox mide la de los e-.
FLAVOPROTEINAS:son enzimas q catalizan reacciones de oxido-reduccion utilizando flavina mononucleotido(FMN) o flavina adenina dinucleotido (FAD) (archivoFMN-FAD)como cofactores, estos cofactoresprovienen d la vitamina riboflavina.
CITOCROMOS:son proteinas con grupo prostetico fuertemente unidos q experimentan oxido-reduccion reversible. tambien actuan como transportadores de e- en muchas reacciones d oxido-reduccion. algunas d estas proteinas son solubles pero otras son proteinas perifericas o integrales de membrana.
¿porq la mitocondria es un organelo energetico?
- estan presentes en todas las celulas eucariotas
- son indispensables para la q la celula pueda llevar a cabo sus multiples funciones.
- capaces de producir la mayor parte del ATP celular y de realizar la mayoria de las oxidaciones celulares.
- su numero depende tmb de la actividad celular y puede oscilar entre unas mil y hasta 3000.000(ovocitos x ej)
- estan distribuidas x todo el citoplasma , en funcion de los lugares donde se rekiere energia.
- se originan x segmentacion de otras preexistentes.
es una organelos energetico ya q es responsable de la conversion de nutrientes como acido piruvico en la glicolisis en ATP q actua como combustible celular, ademas podemos incluir q la mitocondria realiza la mayoria de las oxidaciones celulares.
q relacion existe entre , ciclo de krebs , fosforilacion oxida, la glicoslisis: la relacion entre estos 3 proesos es q son generados x la mitocondria, atraves de la oxidacion respiratoria ya q su objetivo es generar energia (ATP) para la actividad celular. las oxidaciones comprenden distintos procesos: a)ciclo de krebs: en la matrz, b) transporte de e- a traves de la cadena respiratoria (en la mb. interna). c)fosforilacion oxidativa(en las particulas elementales -ATPsintetasa).d) beta-oxidacion de ac.grasos(en la matriz). en la glicolisis , donde el producto final es el acido piruvico , debidoal rompimineto de la molecula de la glucosa , es traspasado al ciclo de krebs donde reacciona con agua para producir CO2 y 10 atomos de H. por otra parte la fosforilacion oxidativa oxida los compuestos reducidos q son el NADH y FADH2 para la obtencion de ATP.
cadena de transporte de e- , destino de e- y p+: esta cadena de transporte de e- separa los e- y los p+ de c/u d los 10 atomos de H , los 10 e- van a lo largo de la cadena y se combinan con oxigeno y los protones para formar agua. la energia se libera a medida q los e- van desde las coenzimas al O2 y se almacenan en compuestos de la cadena de transporte de e- , a medida q los e- van pasando , componentes de la cadena bombean protones desde la matriz hacia el espacio intermembranico, los protones solo vuelven a la matriz x una serie de complejas proteinas en la membrana interior, este complejo solo permite a los p+ volver a la matriz si se añade un grupo fosfato al ADP para formar ATP.(complejo q se le denomina fosforilacion oxidativa).
en la cadena respiratoria a se q le llama gradiente electrokimiko y como se forma : se le llam a la diferencia de potencial electrokimiko , entre el espacio intermembranico y la matriz , este proceso es donde se realiza la transferencia de e- , el cual permite generar este gradiente electrokimiko.
3 caracteristicas de la cadena respiratoria:
es una cadena de transporte electronico / se utiliza durante la respiracion celular/y tien al O2 como aceptor electronico final .
n : numero de e- tranferidos / f: cte. de faraday (23,06 kca/mol) / deltaG:diferencia de energia libre de gibbs/ deltaE: diferencia depotencial(Volt), el NADH y O2 , son participe en el potencial redox donde el NADH , es una fuertemente reductor, q posee un potencial redox positivo.al ser negativo posee menor afinidad para captar e- q el H2 y al ser positivo posee mayor afinidad para captar e- q el H2.
q tipo de grupos prosteticos tiene n los componentes de la cadena respiratoria : a) flavoproteina : su grupo prostetico son nucleotidos como FMN Y FAD, en el FAD la parte funcional es el anillo q actuacomo aceptor de 2 e-. el FAD es un derivado adenilato del FMN : el FMN y el FAD sufren reacciones de transferencia de e- muy similares, en la mayoria de los casos interaccionan entre enzima y el grupo prostetico es debil de manera q pueda separarse facilmente de la holoenzima. b)citocromos:su grupo prostetico es un atomo formado de Fe asociado al grupo hem o de Cu, por su estructura , esta enzima muestra absorbancia en el rango visible y una coloracion caracteristica(citocromo), existe tres tipos de b , los citocromos c y c1 y los citocromos tienen todos los mismos grupos hemo de la hemo y la mioglobina , los citocromos presentan oxidorreduccion a traves del metal q forma el complejo en ellos y q pasa por los ciclos de estado +2 y +3 en el caso de los citocromos a y a3 , x lo q los citocromos son transportadores de un solo electron .
c) proteinas Fe-S:su grupo prostetico es Fe pero asociado a S inorganico o S de Cis dos centros Fe-S tranfieren e- desde la flavina reducida a la coenzima Q, los centros Fe-S estan formados x un hierro no hemo q forma un complejo azufre en tres formas conocidas: 1)la forma FeSq contien un Fe q forma un complejo tetraedrico con los S de 4 cisteinas.2)la forma Fe2S2 con 2 Fe; c7u forma un complejo con 2 cisteinas y 2 sulfuros y 4 residuos inorganicos.3)la forma mas compleja de Fe4-S4 con 4 Fe;4 sulfuros y 4 residuos de cisteina.
la cadena respiratoria esta formada x los complejos :
-
complejo NADH -CoQ reductasa (complejo I ): la proteina q posee es de una FMN y 22-24 proteinas con Fe-S.
- complejo succinato-CoQreductasa(complejo II ): se forma de una proteina FAD, 78 grupos prosteticos Fe-S en 3 centros prosteticos y una proteina citocr b560.
- complejo CoQ-citocromo reductasa (complejo III): se forma 2 proteinas Fe-S, 1 cotocrb560, 1citocrb566 y 1 citocr c1.
-complejo citocromo oxidasa (complejo IV) : se forma por los cito a , citocromo a3 y participan 2 iones de Cu.




.con respecto al complejo 1: el complejo recibe e- de NADH al interior de la mitocondria. la transferencia se inicia cuando la NADH deshidrogenasa transfiere 2 e- y un proton del NADH endogeno a flavoproteina epint. simultaneamente un 2 p+ se asimila desde la matriz mitocondrial reduciendo completamente al grupo prostetico de la Fpint des FMN a FMNH2. la flavoproteina cruza completamente la membrana interna mitocondrial y asi los e- y p+ alcanzan el otro extremo de la membrana interna x un reordenamiento de la flavoproteina. luego los e- son transferoidos desde Fpint a la siguientes proteina ; un Fe-S en tanto q los protones se liberan al espacio intermembranico. la NADH deshidrogenasa solo pueden transportar en e- : se usan 2 p+ Fe-S para oxidar 1 p+ Fpint. llegan e- desde NADH y los entrega a CoQ.
complejo 2: la otra via de entrada de los e- es a traves del complejo succinato deshidrogenasa . aqui los sustratos dadores de e- pueden ser el mismo succinato o el NADH generado fuera de la mitocondria. la oxidacion del succinato se inicia con la transferencia de e- y de protones desde este sustrato a la flavoproteina FAha, luego los p+ se liberan a la matriz mitocondrial los e- continuan por una serie de proteinas Fe-S reducir completamente a una ubiquinona. transferir e- directamente de su FADH2 , unidos a otros transportadores respiratorios unidos a la membrana.
3 diferencias entre los complejos en termios moleculares y energetico: complejo1 : esta formado por 25 subunidades se forma de 1 proteina FMN , participa el NADH , se genera 3 ATP , hay transferencia de protones.complejo 2: formado por 4 subunidadeç se forma de 1 proteina FAD, participa el FADH2 , se genera 2 ATP , no hay transferencia de protones.
complejo 3 : el ciclo se inicia cuando la coenzima Q es reducida a su froma QH2 en el lado citosolico de la membrana interna , luego en su forma reducida QH2 se movilisa desde la matriz al lado intermembranico de la membrana inter mitocondrial. aqui QH2 libera un par de p+ al lado intermembranico y entrega un e- al siguientes transportador (proteina Fe-S) . asi la coenzima pasa de su forma QH2 a su forma Q. esta nueva forma de CoQ da un segundo e- a un citocromo b560 , y la CoQ oxidasa pasa del laso intermembranico al citosolico.finalmente la CoQ capta otro par de p+desde la matriz y recibe otro par de e- , ahora de la via de los citocromos b . esto requiere q una segunda molecula de coenzimaQH2 repita el mismo proceso con el objeto de reducir conezima Q a QH2 , en cuanto a los e- captados x la proteina Fe-S estos continuan por la cadena respiratoria , primero a traves del citocromo (c550), el citocromo C no forma parte integral de este complejo , actuando solo como un puente de electrones entre el complejo III y el IV.
complejo IV : los e- entregan a esta etapa a traves del citocromo a y son transferidos a los atomos de cobre siendo usados por el citocromo a3 para reducir el O2.citocromo c oxidasa cataliza oxidacion de un e- de 4 moleculas consecutivas de citocromos c reducido y la reduccion de 4 e- de una molecula de O2 , el O2 es el aceptor final de los e- de la cadena respiratoria y su alta afinidad por captar e- de la cadena respiratoria y su alta afinidad por caprtar e- es la fuerzatermodinamica q impulsa la fosforilacion oxidativa. la reduccion del O2 en dos moleculas de H2O requiere 4 e- y 4 p+ : los e- vienen de la cadena respiratoria y los p+ de la matriz mitocondrial . el ingreso de p+ desde la matriz permite elevar mas la diferencia de gradiente electrokimiko entre la matriz y el espacio intermembranico. este complejo tienen un centro de subunidades hidrofobicas , cofificadas por DNA mitocondrial y una zona concava en la proteina q hacia el espacio intermembranico con aa q interactuan con el anillo de Lys del citocromo c , q es el dador de e- de este complejo.
q componentes hacen de puente entre los complejos , como y mediante q mecanismos : -ubiquinona o CoQ: esta enlazado a la membrana ,es liposoluble, puede aceptar un e- para formar un radical de semiquinona o 2 e- para dar ubiquinol.- citocromos:grupo hem q contiene hierro , tipo : a , b y c , hierro estado reducido (Fe2+) y hierro en estado oxidado (Fe3+)., citocromo a y b son proteinas integrales , citocromos c esta asociado x interacciones electroestaticas a la superficie externa de la membrana interna.
cuestionario 12 : FOSFORILACION OXIDATIVA: se refiere a la síntesis química de ATP impulsada por el proceso exergónico de transferencia de electrones desde el NADH al O2 ,es la transferencia de electrones de los equivalentes reducidos NADH y FADH, obtenidos en la glucólisis y en el ciclo de Krebs hasta el oxígeno molecular, acoplado con la síntesis de ATP. Este proceso metabólico está formado por un conjunto de enzimas complejas, ubicadas en la membrana interna de las mitocondrias, que catalizan varias reacciones de óxido-reducción, donde el oxígeno es el aceptor final de electrones y donde se forma finalmente agua.
La fosforilación oxidativa es un proceso bioquímico que ocurre en las células. Es el proceso metabólico final (catabolismo) de la respiración celular, tras la glicólisis y el ciclo del ácido cítrico. De una molécula de glucosa se obtienen 38 moléculas de ATP mediante la fosforilación oxidativa.Dentro de las células, la fosforilación oxidativa se produce en las membranas biológicas. En procariotas es la membrana plasmática y en eucariotas es la membrana interna de las dos de que consta la mitocondrial.
b. fraccion F0 : cruza la membrana interna mitocondrial ( complejo transmembrana ) y representa la region hidrofobica del complejo . actua como uncanal de protones permitiendo que sean transportados desde el espacio intermembranico hacia la matriz .
c. fraccion F1 : es una esfera hidrofilica inmersa en la matriz mitocondrial donde se localiza la enzima ATPasa que cataliza la sintesis de ATP.
d. gradiente electroquimico : En biología celular, el gradiente electroquímico hace referencia a las propiedades eléctricas y químicas de la membrana celular. Tales propiedades se deben a los gradientes iónicos y pueden representar un tipo de energía potencial disponible para llevar a cabo trabajo en la célula. Un gradiente electroquímico tiene dos componentes, uno eléctrico y otro químico. El componente eléctrico es resultado de la diferencia de carga a través de la membrana lipídica; el componente químico es resultado de la concentración diferencial de iones a través de la membrana. La combinación de ambos factores determina la dirección termodinámica favorable para el movimiento de un ión a través de la membrana.
e. desacoplantes : son aquellos compuestos que actuan inhibiendo la relacion que existe entre la cadena respiratoria y el complejo ATPasico. estos compuestos transportan protones o iones desde el espacio intermembranico a la matriz mitocondrial desviandolos de su ruta normal hacia el complejo ATPasico .de acuerdo a su mecanismo de accion pueden ser desacoplantes o ionoforos .
f. Ionoforos: son compuestos que forman estructuras ciclicas que actuan como canales de iones inhibiendo especificamente la magnitud del potencial de membrana , por ejemplo la valinomicina es un antibiotico liposoluble que actua formando un complejo especifico con el ion potasio .
g. tejido termogenico :aliado eficaz para la perdida de grasa.
h. control respiratorio :Regulación de la velocidad de la fosforilación oxidativa mitocondrial por la concentración de ADP.Cuando aumenta la concentración de ADP, disminuyendo la de ATP, se incrementa el flujo a través de la cadena respiratoria acoplada a la síntesis de ATP.
i. NADH: La NADH deshidrogenasa, NADH:ubiquinona oxidorreductasa (EC 1.6.5.3) o complejo I es un gran complejo multienzimático que cataliza la transferencia de electrones del NADH al coenzima Q en la cadena respiratoria.
Es el mayor complejo de la cadena respiratoria; en los mamíferos consta de 45 cadenas polipeptídicas, de las cuales, siete están codificadas por el genoma mitocondrial. Contiene FMN como grupo prostético y 8 cúmulos hierro-azufre.
Su estructura tienen forma de "L" con un gran dominio en la membrana (con alrededor de 60 hélices transmembrana) y un dominio periférico hidrófilo donde se produce la reducción del NADH.Constituye el punto de entrada a la cadena de transporte electrónico en las bacterias y en la membrana interna de las mitocondrias de las células eucariota.
j. succinato : la succinato deshidrogenasa', succionato coenzima Q reductasa o complejo II es una flavoproteína ligada a la membrana interna mitocondrial que interviene en el ciclo de Krebs y en la cadena de transporte de electrones y que contiene FAD (flavín-adenín-dinucleótido) unido covalentemente. La succinato deshidrogenasa actú a separando los á tomos de hidró geno que se hallan en posició n trans de los á tomos de carbono metilé nicos del succinato
2 . el complejo ATPasico :
este complejo (comlejo V ) forma parte integral de la membrana interna mitocondrial y esta formado por un conjunto de cadenas polipeptidicas divididas en dos fracciones : f0 y 1 .usa la energia del gradiente electroquimico para sintetizar ATP. la fraccion F0 : cruza la membrana interna mitocondrial ( complejo transmembrana ) y representa la region hidrofobica del complejo . actua como uncanal de protones permitiendo que sean transportados desde el espacio intermembranico hacia la matriz y fraccion F1 : es una esfera hidrofilica inmersa en la matriz mitocondrial donde se localiza la enzima ATPasa que cataliza la sintesis de ATP.
a. Cabeza o F1 que contiene la porción catalítica y esta formada por diferentes protínas todas codificadas por el ADN nuclear.
b. Basal o F0 que esta inserta en la membrana interna mitocondrial y contiene un poro a través de cual pasan los protones al interior de la matriz generando una fuerza protomotriz que se aprovecha para la síntesis de ATP. Las diferentes proteínas que encontramos en la F0 están codificadas por el ADN mitocondrial.

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