Introducción a la Bioquímica y Mapa Celular
Flashcards
- ¿Qué es el metabolismo?
- El metabolismo es el conjunto de procesos físico-químico-fisiológicos que ocurren en los organismos, permitiéndoles intercambiar componentes y energía con el entorno para su autoconservación y autorreproducción.
- ¿Cuál es la característica principal del catabolismo en el metabolismo?
- El catabolismo es un conjunto de reacciones degradativas que liberan energía (exergónicas), transformando grandes moléculas orgánicas en constituyentes más simples, a menudo de forma oxidativa, y la acumulan en forma de ATP.
- ¿Qué tipo de reacciones se incluyen en el anabolismo y qué requieren?
- El anabolismo es un conjunto de reacciones endergónicas que sintetizan macromoléculas como ácidos nucleicos, proteínas y sustancias de reserva, consumiendo energía potencial (ATP, NADH +H+).
- ¿Cómo se define una ruta metabólica lineal?
- Las rutas metabólicas lineales son aquellas donde el sustrato de la primera reacción es diferente al producto final de la última reacción.
Preguntas tipo test
- ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor el metabolismo?
- a) La suma de todas las reacciones de degradación de nutrientes.
- b) El proceso exclusivo de síntesis de proteínas y ácidos nucleicos.
- c) El conjunto de procesos que permiten a los organismos intercambiar componentes y energía con el entorno para su autoconservación y autorreproducción.
- d) La forma en que las células eliminan los productos de desecho del cuerpo.
Respuesta: c) El conjunto de procesos que permiten a los organismos intercambiar componentes y energía con el entorno para su autoconservación y autorreproducción.. El metabolismo es el conjunto de procesos físico-químico-fisiológicos que ocurren en los organismos, permitiéndoles intercambiar componentes y energía con el entorno para su autoconservación y autorreproducción. No se limita solo a la obtención de energía o la síntesis de moléculas.
- ¿Qué proceso metabólico se asocia con la liberación de energía y la degradación de grandes moléculas?
- a) Construye moléculas complejas y consume energía.
- b) Degrada moléculas grandes y libera energía.
- c) Solo ocurre en presencia de oxígeno.
- d) Implica únicamente la formación de ATP.
Respuesta: b) Degrada moléculas grandes y libera energía.. El catabolismo se caracteriza por ser un conjunto de reacciones degradativas que liberan energía (exergónicas), transformando moléculas grandes en más simples y acumulando energía, a menudo de forma oxidativa. El anabolismo es el que consume energía para sintetizar.
- ¿Cuál es la función principal del anabolismo y cómo se relaciona con la energía?
- a) Sintetiza macromoléculas y consume energía.
- b) Degrada macromoléculas y libera energía.
- c) Es un proceso completamente oxidativo.
- d) No requiere de ATP ni NADH+H+.
Respuesta: a) Sintetiza macromoléculas y consume energía.. El anabolismo es el proceso de síntesis de macromoléculas a partir de precursores más simples, y se caracteriza por ser endergónico, lo que significa que consume energía. A menudo tiene etapas reductoras y utiliza ATP y NADH+H+.
Metabolismo: Conceptos y Tipos de Rutas
Flashcards
- ¿Qué es el metabolismo?
- Es el conjunto de procesos físico-químico-fisiológicos que ocurren en los organismos, permitiéndoles intercambiar componentes y energía con el entorno para su autoconservación y autorreproducción.
- ¿Cuál es la diferencia fundamental entre catabolismo y anabolismo?
- El catabolismo se refiere a reacciones degradativas que liberan energía (exergónicas), transformando moléculas orgánicas grandes en constituyentes más simples. El anabolismo son reacciones endergónicas de síntesis de macromoléculas, que consumen energía.
- ¿Qué es el anfibolismo?
- El anfibolismo o metabolismo intermediario son reacciones en las que los productos de hidrólisis del catabolismo y algunos nutrientes se transforman en ácidos orgánicos, ésteres fosfóricos y otros compuestos como aminoácidos.
- ¿Cuáles son los tres tipos principales de rutas metabólicas y cómo se diferencian?
- Las rutas lineales tienen un sustrato inicial diferente al producto final. Las rutas cíclicas regeneran el sustrato inicial a partir del producto final. Las rutas espirales usan el mismo conjunto de enzimas repetitivamente para alargar o acortar una molécula.
Preguntas tipo test
- ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor el metabolismo?
- a) Solo la degradación de moléculas para obtener energía.
- b) Exclusivamente la síntesis de nuevas moléculas.
- c) Conjunto de procesos físico-químico-fisiológicos para la autoconservación y autorreproducción.
- d) La regulación de la temperatura corporal únicamente.
Respuesta: c) Conjunto de procesos físico-químico-fisiológicos para la autoconservación y autorreproducción.. El metabolismo es el conjunto de procesos que permiten a los organismos obtener energía, convertir nutrientes, formar macromoléculas y degradar biomoléculas para su autoconservación y autorreproducción.
- ¿Cómo se relaciona la energía con el catabolismo y el anabolismo?
- a) El catabolismo consume ATP, el anabolismo lo produce.
- b) Ambos procesos liberan energía.
- c) El anabolismo es exergónico, el catabolismo es endergónico.
- d) El catabolismo libera energía (exergónico), el anabolismo la consume (endergónico).
Respuesta: d) El catabolismo libera energía (exergónico), el anabolismo la consume (endergónico).. El catabolismo libera energía al degradar moléculas, acumulándola en forma de ATP. El anabolismo consume energía para sintetizar macromoléculas.
- ¿Qué tipo de ruta metabólica se caracteriza porque el producto de la última reacción es el sustrato de la reacción inicial?
- a) Lineales
- b) Cíclicas
- c) Espirales
- d) Anfibólicas
Respuesta: b) Cíclicas. En una ruta cíclica, el producto de la última reacción se convierte en el sustrato de la reacción inicial, regenerando así el compuesto inicial del ciclo.
Regulación Metabólica y Energía Libre de Gibbs
Flashcards
- ¿Cuál es la función principal de la fosfocreatina (PCr) en el músculo esquelético?
- Almacenar energía en el músculo esquelético para generar ATP de forma anaeróbica durante esfuerzos intensos.
- ¿Qué tipo de control metabólico ocurre cuando un producto final de una ruta inhibe uno de los primeros pasos de su propia síntesis?
- La inhibición por retroalimentación o feed-back negativo.
- ¿Qué implica un valor de Energía Libre de Gibbs (ΔG) menor que cero (ΔG < 0) para una reacción metabólica?
- Indica que la reacción es espontánea y puede efectuarse sin necesidad de un suministro externo de energía.
- ¿Cómo se llama el enlace que se forma entre el grupo fosfórico y el grupo CH2OH de la ribosa en la molécula de ATP?
- Se denomina enlace fosfoéster.
Preguntas tipo test
- En el contexto de la Energía Libre de Gibbs, ¿qué significa que una reacción tenga un ΔG < 0?
- a) La reacción no es espontánea y requiere un suministro de energía.
- b) La reacción es espontánea y libera energía.
- c) La reacción está en equilibrio.
- d) La reacción solo puede ocurrir en la dirección inversa.
Respuesta: b) La reacción es espontánea y libera energía.. Un ΔG < 0 indica que la reacción es exergónica y, por lo tanto, libera energía y puede proceder de manera espontánea sin necesidad de un aporte energético externo.
- ¿Cuál de las siguientes describe la inhibición por retroalimentación (feed-back negativo) en la regulación metabólica?
- a) Un metabolito temprano activa una enzima posterior en la ruta.
- b) La acumulación de sustrato inicial acelera la ruta.
- c) El producto final de una ruta inhibe un paso temprano de la misma.
- d) La ruta se acelera por la presencia de un activador externo.
Respuesta: c) El producto final de una ruta inhibe un paso temprano de la misma.. La inhibición por retroalimentación o feed-back negativo es una pauta común de control metabólico donde el producto final de una ruta metabólica reduce la velocidad de su propia síntesis al inhibir una enzima temprana en la ruta.
- ¿Cómo se compara la energía liberada por la hidrólisis de ATP en una célula viva con la energía liberada en condiciones estándar?
- a) Mayor, aproximadamente -14 kcal/mol.
- b) Menor, aproximadamente -5 kcal/mol.
- c) La misma, -7.3 kcal/mol.
- d) Variable, sin un valor específico reportado.
Respuesta: a) Mayor, aproximadamente -14 kcal/mol.. Aunque el valor estándar de hidrólisis de ATP es -7.3 kcal/mol, en las condiciones no estándar de una célula viva (con concentraciones de ATP, ADP y Pi diferentes), la energía liberada es significativamente mayor, aproximadamente -14 kcal/mol.
Respiración Celular y Fosforilación Oxidativa
Flashcards
- ¿Cuál es la definición de respiración celular?
- La respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas en las cuales compuestos orgánicos son degradados completamente, por oxidación, hasta convertirse en sustancias inorgánicas, liberando energía aprovechable para la célula, principalmente en forma de ATP.
- ¿Cuál es la diferencia fundamental entre la respiración aeróbica y la anaeróbica?
- La respiración aeróbica utiliza el oxígeno molecular como aceptor final de electrones, reduciéndolo a agua, mientras que la respiración anaeróbica emplea una molécula inorgánica distinta del oxígeno como aceptor final, como sulfato, nitrato o azufre.
- ¿Cuáles son los cuatro pasos principales de la respiración celular?
- Los cuatro pasos principales de la respiración celular son: Glucólisis, Oxidación del piruvato, Ciclo del ácido cítrico (o ciclo de Krebs) y Fosforilación oxidativa.
- ¿Qué papel juegan el NADH y el FADH2 en la respiración celular?
- Tanto el NADH como el FADH2 son coenzimas que recogen los electrones perdidos por los sustratos durante su degradación oxidativa y los transfieren a la cadena de transporte de electrones para producir ATP.
Preguntas tipo test
- ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor la respiración celular?
- a) Es un proceso anabólico que consume energía.
- b) Solo degrada carbohidratos, no lípidos ni proteínas.
- c) Es un proceso catabólico que degrada compuestos orgánicos para obtener energía.
- d) Ocurre exclusivamente en el citosol de las células eucariotas.
Respuesta: c) Es un proceso catabólico que degrada compuestos orgánicos para obtener energía.. La respiración celular es un proceso catabólico que degrada compuestos orgánicos para obtener energía. El anabolismo, por otro lado, se refiere a la síntesis de moléculas complejas a partir de otras más simples, un proceso que consume energía.
- ¿Qué caracteriza a la respiración anaeróbica?
- a) El aceptor final de electrones es el oxígeno molecular.
- b) El aceptor final de electrones es una molécula inorgánica distinta del oxígeno.
- c) No produce ATP.
- d) Solo ocurre en organismos fotosintéticos.
Respuesta: b) El aceptor final de electrones es una molécula inorgánica distinta del oxígeno.. La respiración anaeróbica se distingue de la aeróbica en que el aceptor final de electrones no es el oxígeno molecular, sino otras moléculas inorgánicas como el sulfato, nitrato o azufre.
- ¿Cuál de los siguientes pasos de la respiración celular ocurre en el citosol?
- a) Glucólisis
- b) Oxidación del piruvato
- c) Ciclo del ácido cítrico
- d) Fosforilación oxidativa
Respuesta: a) Glucólisis. La glucólisis es la primera etapa de la respiración celular y se lleva a cabo en el citosol de la célula. Las etapas posteriores, como la oxidación del piruvato, el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa, ocurren en la mitocondria.
Sistema OXPHOS y Síndromes Mitocondriales
Flashcards
- ¿Dónde se codifica la mayoría de las proteínas del sistema OXPHOS?
- La mayoría de las proteínas del sistema OXPHOS están codificadas por el DNA nuclear, y solo 13 están codificadas por el DNA mitocondrial (mDNA).
- ¿Cuál es el patrón de herencia del DNA mitocondrial (mDNA)?
- La herencia del DNA mitocondrial (mDNA) es materna, lo que significa que se transmite exclusivamente de la madre a su descendencia.
- ¿Qué es la heteroplasmia en el contexto del mDNA?
- La heteroplasmia se refiere a la condición en la que las mitocondrias de una célula contienen una mezcla de copias de mDNA mutadas y normales.
- ¿Cómo se distribuyen las moléculas de mDNA durante la división celular?
- La segregación mitótica es el proceso por el cual, durante cada división celular (mitosis), las moléculas de mDNA se distribuyen al azar entre las células hijas. Esto puede resultar en homoplasmia normal (todas las copias normales), homoplasmia mutada (todas las copias mutadas) o heteroplasmia (mezcla de copias).
Preguntas tipo test
- ¿Cuál es el patrón de herencia del DNA mitocondrial (mDNA)?
- a) Materna
- b) Paterna
- c) Autosómica dominante
- d) Autosómica recesiva
Respuesta: a) Materna. La herencia del DNA mitocondrial es exclusivamente materna, lo que significa que el mDNA se transmite de la madre a toda su descendencia, independientemente del sexo.
- ¿Qué describe mejor el término 'heteroplasmia'?
- a) Que todas las copias de mDNA en una célula son normales.
- b) Que coexisten copias de mDNA mutadas y normales en las mitocondrias de una célula.
- c) Que todas las copias de mDNA en una célula están mutadas.
- d) Que el mDNA se hereda solo del padre.
Respuesta: b) Que coexisten copias de mDNA mutadas y normales en las mitocondrias de una célula.. La heteroplasmia es la coexistencia de copias de mDNA mutadas y normales dentro de la misma célula. Si todas las copias fueran mutadas, se trataría de homoplasmia mutada, no heteroplasmia.
- ¿Qué proceso implica que las moléculas de mDNA se segregan al azar entre las células hijas durante la división celular?
- a) La replicación del mDNA antes de la división celular.
- b) La formación de nuevas mitocondrias en las células hijas.
- c) La distribución al azar de las moléculas de mDNA entre las células hijas durante la mitosis.
- d) La reparación de las mutaciones en el mDNA.
Respuesta: c) La distribución al azar de las moléculas de mDNA entre las células hijas durante la mitosis.. La segregación mitótica implica la distribución aleatoria de las moléculas de mDNA entre las células hijas durante la mitosis, lo que puede llevar a diferentes proporciones de mDNA mutado y normal en cada célula hija.
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Texto del documento
GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Bioquímica Introducción a la bioquímica GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Bioquímica "Cada ser vivo organizado es a cada instante el mismo y sin embargo otro" F.Engels GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD 1. Mapa celular 2. Metabolismo a. Anabolismo y catabolismo 3. Tipos de rutas metabólicas 4. Regulación de las vías metabólicas a. Energía libre de Gibbs 5.
Respiración celular Índice Para hacer este examen Usa cualquier dispositivo para abrir joinmyquiz.com Introducir código de participación GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD El mapa celular GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Metabolismo Conjunto de procesos físico-químico-fisiológicos que ocurren en los organismos capaces de intercambiar sus componentes y energía con el entorno, lo cual les permite su autoconservación y autorreproducción. Las funciones específicas del metabolismo son: Obtener energía química del entorno, de los elementos orgánicos nutritivos o de la luz solar.
Convertir los elementos nutritivos exógenos en los sillares de construcción o precursores de los componentes macromoleculares de las células. Reunir los sillares moleculares para formar proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y otros componentes celulares. Formar y degradar aquellas biomoléculas necesarias para las funciones vitales.
GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Metabolismo Catabolismo: Reacciones degradativas, exergónicas (liberan energía) para ser acumulada en forma de ATP u otros compuestos grandes moléculas orgánicas se transforman en constituyentes más simples Oxidativo Anfibolismo o metabolismo intermediario: Reacciones en que los productos de hidrólisis del catabolismo y algunos nutrientes son transformados en ácidos orgánicos, esteres fosfóricos y otros compuestos como aminoácidos Anabolismo: Reacciones endergónicas síntesis de macromoléculas, tales como: ácidos nucleicos, proteínas, sustancias de reserva y otros suele tener etapas reductoras y consume energía potencial (ATP, NADH +H+ y otros) GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Tipos de rutas metabólicas Las rutas metabólicas pueden ser: Lineales.
Cuando el sustrato de la primera reacción (sustrato inicial de la ruta) es diferente al producto final de la última reacción. Cíclicas. Cuando el producto de la última reacción es el sustrato de la reacción inicial, en estos casos el sustrato inicial de la ruta es un compuesto que se incorpora en la primera reacción y el producto final de la ruta es algún compuesto que se forma en alguna etapa intermedia y que sale de la ruta. Espiral: el mismo conjunto de enzimas se usa en forma repetitiva para alargar o acortar determinada molécula.
Todas las reacciones de polimerización se pueden unir y formar una ruta espiral Formas de las rutas metabólicas a) La biosíntesis de la serina es un ejemplo de una ruta metabólica lineal. El producto de cada paso es el sustrato para el siguiente paso. b) La secuencia de reacciones en una ruta cíclica forma un ciclo cerrado. En el ciclo del ácido cítrico (Krebs) , un grupo acetilo es metabolizado mediante reacciones que regeneran los intermedios en el ciclo. c) En la biosíntesis de ácidos grasos, que es una ruta espiral, el mismo conjunto de enzimas cataliza un alargamiento progresivo de la cadena de acilo.
GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD El metabolismo se efectúa en pasos discretos Comparación de rutas de uno y de varios pasos. a) La síntesis de la glucosa no puede hacerse en un solo paso. La biosíntesis en varios pasos se acopla con el consumo de pequeños cuantos de energía, procedentes del ATP y de NADH. b) La combustión no controlada de glucosa genera una gran cantidad de energía de una sola vez. Una ruta en varios pasos, catalizada por enzima, libera la misma cantidad de energía, pero conserva gran parte de ella en una forma manejable. GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Las rutas metabólicas están reguladas El flujo de metabolitos por una ruta se llama flujo.
Considérese una ruta lineal sencilla, que comienza con el sustrato A y termina con el producto P. Si la concentración de A es lo suficientemente alta, ocurrirá la primera reacción y se formará el compuesto intermedio B. A medida que se acumule B, comenzará a servir como sustrato en la segunda reacción y se formará C. Por último se formará el producto final P. El flujo de material por la ruta continuará mientras haya un abastecimiento continuo del sustrato inicial (A) y también si es retirado el producto final (P) El flujo por la mayor parte de las rutas depende de controles en diversos pasos.
GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Regulación de la vía metabólica Hay dos pautas comunes de control metabólico Inhibición por retroalimentación (feed-back negativo) un producto (por lo general el producto final) de una ruta controla la velocidad de su propia síntesis, por inhibición de alguno de los primeros pasos, y en general el primer paso (la primera reacción, exclusiva de la ruta).
Activación por corrección anticipada metabolito producido en uno de los primeros pasos de una ruta activa a una enzima que cataliza una reacción más adelante en la ruta Feed-back positivo Poco común Lactancia materna y oxitocina GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Espontaneidad de las reacciones metabólicas: Energía libre de Gibbs El cambio de energía libre de Gibbs es una medida de la energía disponible en una reacción Cuando G<0 la reacción es espontánea puede efectuarse sin suministro externo de energía. Cuando G>0 la reacción no es espontánea debe suministrarse la energía suficiente, desde el exterior del sistema, para que el cambio de energía libre sea negativo.
se efectúa en forma espontánea en la dirección inversa. Cuando G=0, la reacción está en equilibrio La mayor parte de las enzimas en una ruta catalizan reacciones cercanas al equilibrio, pueden adaptarse a flujos en cualquier dirección.
Las reacciones metabólicamente irreversibles son, en general, los puntos de control de rutas, y las enzimas que catalizan esas reacciones suelen estar reguladas de alguna manera cuellos de botella en el tráfico metabólico 1kcal= 4184kJ GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Espontaneidad de las reacciones metabólicas: Energía libre de Gibbs La energía libre de la reacción directa hacia adelante (A - B) es de igual magnitud pero de signo opuesto a la de la reacción inversa El AG de la reacción A - B depende de la concentración del reactante y del producto Una reacción con un AGº positivo puede tener lugar en dirección hacia la derecha (tener un AG total negativo) si el cociente entre productos y reactantes (tBytAl) es suficientemente pequeño (es decir, el cociente entre productos y reactantes es grande).
La energía libre de Gibbs estándar para cualquier reacción (G°reacción) es el cambio bajo condiciones estándar de presión (1 atm), de temperatura (25 °C 298 K) y de concentración de ion hidrógeno (pH 7.0). G = H T S GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Really??
La «espontaneidad» es la capacidad de un proceso físico o químico de suceder sin intervención externa CDiamante CGrafito presenta una ΔG < 0 C (s, diamante) C (s, grafito) Δ r G ° = 2.88 kJ/mol (-6.883cal/mol) https://www.youtube.com/watch?v=pNLtxqW8uuY GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Practicamos 4.6: Día 32- Energía y Trabajo Libre de Gibbs, Metástasis Cinética - LibreTexts Español GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Sentido de las reacciones metabólicas: Energía libre de Gibbs GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD ATP (trifosfato de adenosina) enlaces fosfoanhídridos -7.3 kcal/mol (-30.5 KJ/mol) en condiciones estándar (1M, 25ºC, pH7) Célula viva: -14 kcal/mol (-57 KJ/mol) Ennlace fosfoéster se establece entre el fosfórico y el grupo CH2OH de la ribosa (-P-O-C-) Enlace fosfoanhidro intervienen dos OH de sendos fosfóricos (-P-O-P-) GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Reacciones acopladas GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Compuestos de alta energía La fosfocreatina (PCr) tiene por función almacenar energía en el músculo esquelético Genera, de forma anaeróbica, ATP a partir del ADP, formando creatinina para unos 15 segundos de un esfuerzo intenso al donar un grupo fosfato Reacción es catalizada por la enzima creatina quinasa (indicador de tejido muscular dañado, ej: infarto del miocardio).
GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Compuestos de alta energía El fosfoenolpiruvato posee el enlace fosfato de más alta energía conocido en los organismos vivos (-61.9 kJ/mol) se encuentra implicado en la glucólisis y gluconeogénesis Fosforilación a nivel de sustrato GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Respiración celular Conjunto de reacciones bioquímicas en las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente, por oxidación, hasta convertirse en sustancias inorgánicas, proceso que proporciona energía aprovechable para la célula (principalmente en forma de ATP).
Respiración aeróbica: El aceptor final de electrones es el oxígeno molecular, que se reduce a agua Respiración anaeróbica: El aceptor final de electrones es una molécula inorgánica distinta del oxígeno Aceptor inorgánico como sulfato (SO42-), nitrato (NO3-) o azufre (S) GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Respiración celular Los carbohidratos, lípidos y proteínas pueden ser procesados y consumidos como fuente de energía, los cuales terminan siendo completamente oxidados y reducidos a dióxido de carbono y agua, que son los productos finales de la respiración.
Los electrones que pierden los sustratos durante su degradación oxidativa respiratoria son recogidos por coenzimas, que los transferirán a la cadena de transporte de electrones y como resultado se producirá ATP durante la fosforilación oxidativa. También se producen pequeñas cantidades de ATP en las primeras etapas (glucólisis) y en el ciclo de Krebs por fosforilación a nivel de sustrato. En general, los electrones que perdieron los sustratos durante su oxidación terminan siendo recogidos por el oxígeno al final de la cadena de transporte de electrones, ya que funciona como el aceptor final de electrones.
GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Respiración celular Los pasos principales de la respiración celular son: 1. Glucólisis 2. Oxidación del piruvato 3. Ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs 4. Fosforilación oxidativa GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Las moléculas de NADH y FADH2 se producen en fases más tempranas de la respiración celular: glucólisis, oxidación del piruvato y el ciclo del ácido cítrico.
El NADH (electrones en un nivel de energía alto) puede transferir sus electrones directamente al complejo I y se transforma otra vez en NAD+ generando un movimiento de los electrones a través del complejo I en una serie de reacciones redox libera energía, la cual el complejo usa para bombear protones desde la matriz hacia el espacio intermembranal El FADH2 (con electrones en un nivel de energía más bajo), introduce los electrones a la cadena de transporte a través del complejo II, el cual no bombea protones a través de la membrana y producen un menor bombeo de protones Fosforilación oxidativa Por cada dos electrones que pasan del NADH al oxígeno se forman 3 moléculas de ATP.
Por cada dos electrones que pasan desde el FADH2 al oxígeno forman 2 de ATP. GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Respiración celular: Fosforilación oxidativa GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Fosforilación oxidativa La cadena de transporte de electrones es un conjunto de proteínas y moléculas orgánicas incrustadas en la membrana, la mayoría de las cuales se organizan en cuatro grandes complejos nombrados del I al IV situados en la membrana mitocondrial interna en eucariotas Estos supercomplejos suelen estar formados únicamente por los complejos I, III y IV en plantas, mientras que en mamíferos se les han encontrado en conjunto con complejo II también.
Complejo I Complejo III Complejo IV Transporte de electrones y fosforilación oxidativa https://www.youtube.com/watch?v=rDjOIR79rbM Cadena de transporte de electrones y Quimiosmosis https://www.youtube.com/watch?v=bQl4U3xsdnQ GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Tiene dos funciones importantes: Regenera los acarreadores de electrones El NADH y el FADH2 donan sus electrones a la cadena de transporte de electrones y se convierten otra vez en NAD+ y FAD Evita bloquear glucólisis y krebs Forma un gradiente de protones ATP sintasa Fosforilación oxidativa GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Inhibidores de la respiración celular Los inhibidores del transporte de electrones más comúnmente usados pueden reunirse en tres grupos principales según el sitio de la cadena respiratoria donde actúan: Complejo I (NADH deshidrogenasa) Barbitúricos, como el amobarbital Piericidina A (antibiótico) Rotenona (insecticida) Complejo III (transferencia de e- entre el cit.b y cit.c ) Antimicina Complejo IV (Actúan sobre el Hemo de la citocromo oxidasa impidiendo interacción con el oxígeno) Cianuro Monóxido de carbono Ácido sulfhídrico GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD El cianuro funciona como un veneno porque inhibe el complejo IV y evita que transporte electrones.
¿Qué efecto tendría una intoxicación con cianuro en 1) la cadena de transporte de electrones y 2) el gradiente de protones a través de la membrana interna de la mitocondria?
a) La cadena de transporte de electrones se aceleraría y el gradiente se fortalecería b) La cadena de transporte de electrones se detendría y el gradiente disminuiría c) Tanto la cadena de transporte de electrones como el gradiente se mantendrían igual d) La cadena de transporte de electrones se redirigiría a través del complejo II y el gradiente se debilitaría GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD El dinitrofenol (DNP) es un agente químico que actúa como desacoplador que provoca que se filtren protones en la membrana interna de la mitocondria. Hasta 1938 se utilizó el DNP como un fármaco para bajar de peso. ¿Qué efecto tendría el DNP en la cantidad de ATP producida en la respiración celular?
¿Por qué crees que lo retiraron del mercado? A.- Aumentaría la producción de ATP, pero podría causar un aumento peligroso de la temperatura corporal B.- Disminuiría la producción de ATP, pero podría causar un aumento peligroso de la temperatura corporal C.- Disminuiría la producción de ATP, pero podría causar una disminución peligrosa de la temperatura corporal D.- Aumentaría la producción de ATP, pero podría causar una disminución peligrosa de la temperatura corporal El DNP permite que los protones se desplacen por su gradiente y regresen a la matriz mitocondrial sin pasar por la ATP sintasa. Por lo tanto, reduce la producción de ATP en la respiración celular.
La energía del gradiente se disipa en forma de calor, lo que aumenta la temperatura del cuerpo. El DNP se retiró del mercado debido a que causaba muertes por hipertermia (temperatura corporal gravemente elevada) y también porque se relacionaba con cataratas y pérdida de la visión.
GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Sistema OXPHOS La mayoría de las proteínas codificadas por el DNA nuclear 13 codificadas por DNAmit mDNA Herencia materna Heteroplasmia: Las copias mutadas del mDNA suelen estar en las mitocondrias mezcladas junto con copias normales Segregación mitótica: En cada mitosis, las moléculas de mDNA se segregan al azar entre las células hijas, pudiendo dar lugar a tres situaciones posibles: homoplasmia normal, homoplasmia mutada y heteroplasmia Efecto umbral Cada tejido tiene unas necesidades mínimas de ATP para su buen funcionamiento.
Si éstas no son cubiertas por tener un exceso de copias mutadas, inicia síntomas de deficiencia de energía sistema nervioso y músculo Alta tasa de mutación GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Síndromes de afectación mitocondrial Manifestaciones clínicas relacionadas con trastornos musculares, oculares y SNC hipotonía, dificultad respiratoria, acidosis láctica, encefalopatía, cardiopatía, miopatía, ataxia, retinitis, accidentes cerebrovasculares, ptosis, atrofia óptica, ceguera, sordera, disfunciones hepáticas, pancreáticas, nefropatía, etc…
Sospecha de defecto de la fosforilación oxidativa paciente con asociación inexplicable de dos o más síntomas, de curso clínico rápidamente progresivo, que afecte tejidos y órganos aparentemente no relacionados OxPhos defects accelerate telomere erosion and epigenetic aging per cell division, consistent with evidence that excess energy expenditure accelerates biological aging. GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD Para saber más…
Enfermedades genéticas del ADN mitocondrial humano (scielo.org.mx) Enfermedad mitocondrial: abordaje práctico para los médicos " Pediatrics (elsevier.es) OxPhos defects cause hypermetabolism and reduce lifespan in cells and in patients with mitochondrial diseases " Communications Biology (nature.com) Manczak, M., Park, B. S., Jung, Y., & Reddy, P. H. (2004). Differential expression of oxidative phosphorylation genes in patients with Alzheimer's disease: implications for early mitochondrial dysfunction and oxidative damage. Neuromolecular medicine, 5(2), 147–162. https://doi.org/10.1385/NMM:5:2:147 GALENO FORMACIÓN PROFESIONAL EN SALUD ¡Gracias por vuestra atención!