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MITOCONDRIAS. FUNCIONES
BLOQUE II.Mitocondrias. Estructura. Respiración celular: ciclo de Krebs, cadenarespiratoria y fosforilación oidati!a. "#$
1. Explica la estructura de la mitocondria.
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La mitocondria es un orgánulo capaz de realizar la mayorí a de las oxidaciones de las
biomoléculas reducidas y de alto valor energético para producir una gran cantidad de
energí a quí mica en forma de ATP.
ESTRUCTURA:
1. Membrana mitocondrial externa: presenta una bicapa lipí dica permeable que
separa el interior mitocondrial con el citosol, contiene un 40% de l í pidos y un 60%
de proteí nas. Es permeable; presenta proteí nas integrales llamadas porinas que
forman canales de transporte de solutos poco selectivo.
2. Membrana mitocondrial interna: forma las crestas mitocondriales, repliegues de
la membrana dispuestos transversalmente al eje de la mitocondria y dirigidas
hacia la matriz mitocondrial. Presenta un 20% de lí pidos y un 80% de proteí nas,
entre ellas destacan los transportadores de electrones, enzimas de fosforilación
oxidativa, enzimas de la beta_oxidación de los ácidos grasos y la ATP sintetasa.
Poco permeable al paso de iones lo que permite la acumulación de protones en el
espacio intermembranal.
3. Partí culas elementales F: se sitúan en la cara externa de las crestas, orientadas
hacia la matriz; son complejos de ATP sintetasa formados por una cabeza esf érica
o complejo F1, un pedúnculo o componente F0 y una base hidrófoba inserta en la
bicapa lipí dica.
4. Cámara interna o matriz mitocondrial: contiene una alta concentración de
proteí nas. Además contiene el ADN mitocondrial, moléculas de ARN mitocondrial,
enzimas de replicación, transcripción y traducción, enzimas implicadas en el ciclo
de Krebs y en beta-oxidación de los ácidos grasos y contiene cantidades
apreciables de iones de Ca y K.
5.Cámara externa: Espacio intermembranal que acumula gran cantidad de protones que
permitirán fabricar ATP durante la fosforilación oxidativa al liberar hacia la matriz
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protones a favor de un gradiente electroquí mico.
Las mitocondrias están distribuidas uniformemente por el citoplasma y a su conjunto se le
llama condrioma celular. Hay que tener en cuenta que su forma, estructura y cantidad
depende del estado funcional de la célula.
3. ¿Cuál es el origen evolutivo de las mitocondrias?
El origen evolutivo de las mitocondrias fue llevado a cabo a partir de relaciones de
simbiosis entre una célula depredadora ancestral (urcariota) y bacterias heter
ótrofas
aerobias que fueron ingeridas por las primeras por fagocitosis. Esta teorí a explica el hecho
de que tanto las mitocondrias como los cloroplastos tengan una doble membrana, además
de un genoma propio, capaz de sintetizar algunas de sus proteí nas.
Puede dividirse de forma independiente de la célula y fabrica sus propias biomoléculas,
en especial, un grupo muy importante de proteí nas. Esta simbiosis especial es la base de la
teorí a endosimbiótica que definió Lynn Margulis para explicar el origen de las células
eucariotas( hace unos 2000 millones de años).
4. ¿Por qué la membrana mitocondrial interna tiene un contenido proteico
superior al de otras membranas?. Razona la respuesta.
El hecho de que la membrana mitocondrial interna tenga una proporción del 80% de
proteí nas y un 20% tan sólo de lí pidos, es porque en su estructura se encuentran
complejos enzimáticos encargados de realizar estas funciones:
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- Cadena respiratoria: encargada de transportar electrones desde los NADH y
FADH2 obtenidos en el ciclo de Krebs y otras etapas y que finalmente serán cedidos al
O2 para formar agua. Los transportadores se agrupan en tres complejos: La NADH-
deshidrogenasa, el complejo enzimático formado por los citocromos c y b1 , y el complejo
citocromo-oxidasa.
-Fosforilación oxidativa: se realiza en las partí culas elementales F1 de las crestas
mitocondriales
en las que se encuentran la ATPsintetasa que permite fosforilar el ADP y transformarlo en
ATP.
5. La mitocondria se llama con frecuencia "central energética" de las célulaseucariotas. Razona por qué es apropiado este término e indica los procesos que se
producen.
Se llama central energética, porque en la mitocondria se produce la mayor parte
de las oxidaciones totales de sustratos altamente reducidos y de alto contenido
energético (energí a quí mica de enlace). La energí a de dichos enlaces será liberada
durante reacciones de oxido-reducción para formar compuestos reducidos del tipo
de NADH y FADH2.. Estos compuestos permitirán posteriormente formar ATP en
grandes cantidades por medio de la fosforilación oxidativa.
La energí a obtenida será posteriormente utilizada en los procesos anabólicos para crear
materia orgánica a partir de compuestos simples como el dióxido de carbono y el agua.
Los procesos que se llevan a cabo en la mitocondria son:
- ciclo de Krebs
- cadena respiratoria
- fosforilación oxidativa
-beta-oxidación de los ácidos grasos
-acumulación de protones en el espacio intermembranal que permitirá a la APT
sintetasa fabricar ATP.
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6. Identifica el orgánulo de las fotograf í as. Haz un esquema de este orgánulo e indica la
estructura.
7. Cita las funciones asociadas a la mitocondria y localí zalas en su estructura.
Funciones de la mitocondria:
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- Ciclo de Krebs, tiene lugar en la matriz mitocondrial.
- Cadena respiratoria, se localiza en las crestas de la membrana mitocondrial interna.
- Fosforilación oxidativa, se lleva a cabo en las partí culas elementales F1 - Fo situadas
en la cara interna de las crestas mitocondriales.
- La B-Oxidación de los ácidos grasos, se realiza en la matriz mitocondrial.
- Concentración de protones en el espacio intermembranal. - Replicación del ADN mitocondrial. En la matriz mitocondrial.
- Biosí ntesis de las proteí nas mitocondriales. En la matriz mitocondrial.
9. Compara la fosforilación oxidativa con la fosforilación fotosintètica.
En el proceso de la fosforilación oxidativa en la cadena respiratoria situada en las crestas
de la membrana mitocondrial, los electrones del NADH + H+y el FADH2 procedentes de la
oxidación de procesos como la glicólisis, formación del acetil-CoA y ciclo de Krebs, son
cedidos a enzimas transportadores de H y electrones, desde moléculas de alto valorenergético (poder reductor muy negativo) a otras progresivamente de poder reductor cada
vez más positivo (cadena transportadora de electrones) hasta cederlos finalmente al
oxí geno para formar agua.
Durante el transporte de los electrones se libera energí a que es utilizada para bombear
protones a través de la membrana mitocondrial interna al espacio intermembranal en
contra de un gradiente electroquí mico. Este hecho genera un gradiente de protones a
través de la membrana que es aprovechado por la ATP-sintetasa para bombear de nuevo
los protones hacia la matriz mitocondrial, a favor del gradiente y liberando energí a
metabólica y fabricar ATP a partir de ADP y fosfato.
La fotofosforilación consiste en transformar la energí a luminosa en energí a quí mica de
enlace en moléculas de ATP. Tiene lugar durante la fase luminosa de la fotosí ntesis, por
tanto, en presencia de luz solar, y se lleva a cabo en las membranas tilacoidales de los
cloroplastos.
En este proceso la luz excita los electrones de la clorofila del centro de reacción,
aumentando enormemente su nivel de energí a, lo que favorece que sean recogidos por un
aceptor y transportados por la cadena de transporte electrónico siendo recogidos en
última instancia por moléculas oxidadas de menor nivel de energí a y menor poder
reductor, como es el NADP2+ que se transformará en NADPH +H+.
La energí a liberada durante el transporte se utiliza para bombear protones al
espacio intratilacoidal y generar un gradiente electroquí mico de protones, que, al igual
que ocurre en las mitocondrias, forma moléculas ATP.
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10. Concepto de anabolismo y catabolismo. Poned un ejemplo de un proceso anabólico
y otro de catabólico.
Catabolismo: es el metabolismo de degradación oxidativa de moléculas muy
reducidas y cargadas de energí a, las cuales al romper sus enlaces liberan energí a
(reacciones exergónicas) y permiten formar ATP y compuestos inorgánicos
sencillos. Ejemplo: catabolismo de la glucosa (glicólisis, oxidación del pirúvico, ciclo
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de Krebs, cadena respiratoria y fosforilación oxidativa).
Anabolismo: es el metabolismo de sí ntesis de compuestos orgánicos complejos que
requieren energí a suministrada por el ATP obtenido en los procesos catabólicos
(anabolismo heterótrofo) o la fuente primaria de energí a (solar, reacciones redox),
del medio (anabolismo autótrofo).
Ejemplo: Gluconeogénesis, biosí ntesis de proteinas, sí ntesis de ácidos grasos.
11. Compara el metabolismo autó
trofo y el metabolismo heterótrofo.
Metabolismo autótrofo: Se consideran organismos autótrofos aquellos que son capaces de
sintetizar moléculas orgánicas a partir de la energí a de los fotones de la radiación
luminosa (fotoautótrofos) o de la energí a de enlace contenida en las moléculas inorgánicas
(quimiautótrofos) a partir de compuestos inorgánicos simples como CO2, agua y sales
minerales..
Metabolismo heterótrofo: Los organismos heterótrofos son aquellos que obtienen la
energí a de la rotura de enlaces de las moléculas orgánicas, que constituyen su alimento, las
cuales son transformadas en productos inorgánicos u orgánicos más sencillos.
El metabolismo es el conjunto de reacciones quí micas que se produce en el interior de
las células y que conduce a la transformación de unas biomoléculas en otras. Todas las
reacciones metabólicas están reguladas por enzimas especí ficos.
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Metabolismo autótrofo
Metabolismo heterótrofo
12. Explica la fosforilación oxidativa y la cadena de transporte de electrones (cadena
respiratoria).
La cadena de transporte de electrones se encuentra en las crestas de la
membrana mitocondrial interna y se encarga de transportar los electrones
procedentes del NADH +H+ y del FADH2 hasta el último aceptor de los electrones que es
el oxí geno, que se reduce para formar agua.
Este proceso se inicia cuando los metabolitos reducidos son oxidados en las rutas
catabólicas y sus electrones son aceptados por el NAD y FAD oxidados que se reducen a
NADH +H+ y FADH2.
Estas moléculas contienen electrones con un potencial reductor muy negativo y con
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un alto nivel energético.
La cadena de electrones la forman aceptores de electrones con poder reductor muy
negativo, las cuales se oxidan a otras progresivamente de poder reductor más positivo que
se reducen. Para aceptar nuevos electrones es necesario que antes sean cedidos a otras
moléculas, por eso, cada pareja de transportadores (par rédox) sólo puede aceptarelectrones de otra pareja rédox de poder reductor más negativo.
Los electrones procedentes del NADH, que se oxida, entran en la cadena y son
transferidos al FMN, el cual se reduce. El FMN cede los electrones a la CoQ. La CoQ los
cede al complejo de citocromos b-c1.; éstos los ceden al complejo citocromo oxidasa a3-a1.
Este proceso de transporte descendente termina cuando los electrones son cedidos al
oxí geno, que al aceptarlos forma agua.
La fosforilación oxidativa es un proceso quimiosmótico. Cuando los electrones se
transfieren de un dador a otro receptor, se libera energí a que es aprovechada para
bombear protones desde la matriz al espacio intermembranal, generando un elevado
gradiente electroquí mico.
El gradiente de protones se utiliza para fabricar ATP a partir de ADP y P gracias a
la bomba de protones ATP-sintetasa, situada en las partí culas elementales de las crestas
mitocondriales, la cual bombea los protones desde el espacio intermembranal a la matriz
mitocondrial a favor de un gradiente, con la consiguiente liberación de energia que
permite fosforilar el ADP a ATP. A este proceso se le conoce como fosforilación oxidativa.
Por cada dos electrones que son transportados desde el NADH +H+ hasta el oxí geno se
fabrican dos moléculas de ATP. Por cada dos electrones procedentes del FADH2 hasta el
oxí geno se fabrican dos moléculas de ATP.
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13. Define organismo aerobio y organismo anaerobio y pon un ejemplo de cada uno.
Según cual sea el último aceptor de los hidrógenos (electrones) del NADH
procedentes del sustrato oxidado y de la energí a metabólica en forma de ATP que
se forme durante el proceso de oxidación del sustrato y del lugar donde se lleven a
cabo los procesos se tienen dos tipos de organismos:
- Aerobios: cuando el oxí geno molecular es el último aceptor formando agua. Esteproceso libera una gran cantidad de energí a (38 moléculas de ATP por molécula de
glucosa) y se realiza en sus etapas finales en el interior de la mitocondria en
presencia de oxí geno en un proceso que comprende varias etapas: Glicólisis
(citosol), ciclo de Krebs (matriz mitocondrial), cadena transportadora de
electrones y fosforilación oxidativa (en la membrana mitocondrial interna y
partí culas fundamentales).
Los productos finales de este proceso son el dióxido de carbono y agua.
La mayor parte de los seres vivos son aerobios entre ellos los animales y las
plantas.
- Anaerobios: Cuando es una molécula orgánica todaví a reducida la que finalmente acepta
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los electrones del NADH. Se producen tan solo dos moléculas de ATP por molécula de
glucosa además de moléculas todaví a reducidas con alto nivel energético como el etanol
(fermentación alcohólica) y el ácido láctico (fermentación láctica).
El proceso se lleva a cabo en condiciones anaerobias (sin oxí geno) y se realiza en el
citosol. Ejemplos de organismos anaerobios: bacterias como el Sacharomyces,
Lactobacillus, Streptococus, levaduras, etc.
Existen organismos anaerobios facultativos, capaces de producir ambos tipos de
procesos catabólicos dependiendo de las condiciones ambientales. En presencia de oxí geno
se completa la respiración aerobia dando lugar a CO2, H2O y 38 moléculas de ATP. Si las
condiciones ambientales son de falta de oxí geno (músculo en actividad con deficiente
ventilación) pueden utilizarse rutas alternativas como la de la glicólisis para producir
energí a por ví a anaerobia (ácido láctico y dos moléculas de ATP).
14. Nombra las etapas de la oxidación total de la glucosa en condiciones aerobias.
Indica los sustratos iniciales y los productos finales de cada una de ellas.
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- Glicólisis: a partir de una molécula de glucosa en ausencia de oxí geno y dos moléculas de
ADP y de P y otras dos de NAD oxidado se obtienen dos moléculas de ácido pirúvico, dos
moléculas de ATP y otras de NADH +H+
- Oxidación del ácido pirúvico a acetil-CoA: Por cada molécula de ácido pirúvico se utiliza
una molécula de CoA y otra de NAD oxidado y se obtiene una molécula de acetil-CoA,
otra de dióxido de carbono y un NADH +H+
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- Ciclo de Krebs: Por cada molécula de acetil-CoA que se oxida totalmente a CO2, se
obtienen una molécula de CoA, tres moléculas de NADH +H+, otra de FADH2 y una
molécula de ATP.
- Cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa: Por cada molécula de NAD
reducido se obtienen tres moléculas de ATP (excepto los NAD reducidos del citosol que
sólo forman dos moléculas de ATP) y por cada molécula de FAD reducido se obtienen dosmoléculas de ATP.
Los electrones transportados por la cadena respiratoria son aceptados por seis
moléculas de oxí geno formando seis moléculas de agua.
15. Indica en qué orgánulos de la célula eucariota se realizan los siguientes procesos
metabólicos e indica el lugar donde se realiza.
a) Captación de la luz por el complejo antea: en las membranas tilacoidales de los
cloroplastos.
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b) Ciclo de Calvin: En el estroma del cloroplasto.
c) Glicólisis: Citosol.
d) Fosforilación oxidativa: En las partí culas elementales de las crestas
mitocondriales.
e) Transporte activo: Membrana plasmática. Bomba sodio-potasio.
f) Ciclo de Krebs: Matriz mitocondrial.
g) Sí ntesis de proteí nas de secreción: Sistema de endomembranas formado por el
retí culo endoplasmático rugoso y el aparato de Golgi .
h) Sí ntesis del ARNr: Nucleolo.
16. ¿Qué ruta metabólica representa esta imagen y en qué lugar de la célula se
realiza?. Indica cuáles son los productos que se obtienen de la ruta y que aparecen
con las letras A, B, C y D en la ecuación global del proceso.
Se trata del ciclo de Krebs y tiene lugar en la matriz mitocondrial.
De esta ruta se obtienen: dos moléculas de dióxido de carbono, tres de NAD reducido,
dos de Fad reducido, una de ATP y otra de coenzima A.
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A: 2 CO2
B: 3 NADH
C: 1 ATP
D: 1 FADH2
Ecuación global:
17. ¿Cuál es el objetivo principal del ciclo de Krebs y cuál es su localización intracelular?
El ciclo de Krebs (también llamado ciclo del ácido cí trico o ciclo de
los ácidos tricarboxí licos) es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones
quí micas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas.
En células eucariotas se realiza en la matriz de la mitocondria.
En las procariotas, el ciclo de Krebs se realiza en el citoplasma, concretamente en el
citosol.
En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de la ví a catabólica que realiza la
oxidación de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO2, liberando energí a
en forma utilizable (poder reductor (NADH y FADH y GTP).
El metabolismo oxidativo de glúcidos, grasas y proteí nas frecuentemente se divide en
tres etapas, de las cuales, el ciclo de Krebs supone la segunda.
En la primera etapa, los carbonos de estas macromoléculas dan lugar a moléculas
de acetil-CoA de dos carbonos, e incluye las ví as catabólicas de aminoácidos (p. ej.
desaminación oxidativa), la beta oxidación de ácidos grasos y la glucólisis.La tercera etapa es la fosforilación oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y
FADH2) generado se emplea para la sí ntesis de ATP según la teorí a del acoplamiento
quimiosmótico.
El ciclo de Krebs también proporciona precursores para muchas biomoléculas, como
ciertos aminoácidos. Por ello se considera una ví a anfibólica, es decir, catabólica y
anabólica al mismo tiempo.
El Ciclo de Krebs fue descubierto por el alemán Hans Adolf Krebs, quien obtuvo el
Premio Nobel.
http://www.monografias.com/trabajos5/aciba/aciba.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/aciba/aciba.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tdequim/tdequim.shtml#REACChttp://www.monografias.com/trabajos11/tdequim/tdequim.shtml#REACChttp://www.monografias.com/trabajos11/tdequim/tdequim.shtml#REACChttp://www.monografias.com/trabajos11/tdequim/tdequim.shtml#REACChttp://www.monografias.com/trabajos11/tdequim/tdequim.shtml#REACChttp://www.monografias.com/trabajos11/tdequim/tdequim.shtml#REACChttp://www.monografias.com/trabajos12/embrio/embrio.shtml#respihttp://www.monografias.com/trabajos12/embrio/embrio.shtml#respihttp://www.monografias.com/trabajos12/embrio/embrio.shtml#respihttp://www.monografias.com/trabajos/celula/celula.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/celula/celula.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/celula/celula.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/el-poder/el-poder.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/metabolismo/metabolismo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/metabolismo/metabolismo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/metabolismo/metabolismo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos28/grasas-en-la-alimentaciom/grasas-en-la-alimentaciom.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/compo/compo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/compo/compo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/compo/compo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/sipro/sipro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/sipro/sipro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/sipro/sipro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/sipro/sipro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/sipro/sipro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/aciba/aciba.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tdequim/tdequim.shtml#REACChttp://www.monografias.com/trabajos11/tdequim/tdequim.shtml#REACChttp://www.monografias.com/trabajos12/embrio/embrio.shtml#respihttp://www.monografias.com/trabajos/celula/celula.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/el-poder/el-poder.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/metabolismo/metabolismo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos28/grasas-en-la-alimentaciom/grasas-en-la-alimentaciom.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/compo/compo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/sipro/sipro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtml
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18. ¿De dónde procede el acetil-CoA con el que se inicia el ciclo de Krebs?
El Acetil-CoA es un metabolito intermedio que se forma cuando el acido pirúvico de 3
átomos de C (producto final de la Glucólisis) entra al espacio intermembranoso de las
mitocondrias, es decir, la cámara externa comprendida entre las dos membranas
biológicas. Gracias a la acción de un primer Complejo Multienzimático, la pirúvicodescarboxilasa "Descarboxila"(quita una molécula de CO2 del Ácido Pirúvico)
reduciendo al ácido pirúvico en grupos o radicales acetilos de 2 átomos de C.
Posteriormente se une a estos radicales acetilos la CoA formando Acetil-CoA.
La reducción del ácido pirúvico en Radicales Acetilos que posteriormente se combinan
con la CoA formando Acetil-CoA se realiza en la "Cámara externa de las mitocondrias o
espacio intermembranoso"
Al ingresar en la matrí z mitocondrial (Ciclo de Krebs) la Acetil-CoA se combina con el
Ácido Oxalac
ético de 4
átomos de C formando
Ácido C
í trico de 6
átomos de C.
La reducción del ácido pirúvico en Acetil-CoA es el "Eslabón común que une Glucólisis
con el Ciclo de Krebs".
El acetil-CoA es el metabolito de conexión de todas las rutas catabólicas: oxidación de
glúcidos, lí pidos y proteí nas:
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19. En el siguiente esquema se representan algunas ví as metabólicas de la glucosa:
¿Qué procesos están representados?
1. Glucogenogénesis.
2. Glucogenolisis.
3. Fermentación láctica.
4. Respiración aerobia (ciclo de Krebs y cadena respiratoria).
5. Respiración aerobia (glucólisis, ciclo de Krebs y cadena respiratoria).
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Anabólicos: 1. Catabólicos: 2, 3, 4 y 5.
¿Cuáles son las diferencias principales entre la ruta 4 y 5?
La ruta 4 ocurre en condiciones aerobias. El pirúvico entra en el ciclo de Krebs y
continúa su oxidación hasta CO2. El último aceptor de los electrones es, en este caso, el
oxí geno, y se obtiene el máximo rendimiento energético debido a la oxidación total de la
molécula de glucosa: 38 ATP.Cuando no hay aporte de oxí geno se da la ruta 3. El ácido pirúvico es reducido y no se
libera toda la energí a contenida en la molécula de glucosa, ya que el último aceptor de los
electrones es un compuesto orgánico. El rendimiento energético neto es de 2 ATP.
La primera fase del proceso, la glicólisis, es común a ambas y se produce en el
citoplasma en condiciones anaerobias.
Define qué son procesos catabólicos y anabólicos. Pon algún ejemplo de cada proceso.
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En los seres vivos hay dos tipos principales de procesos metabólicos, como dos caminos
diferentes; en uno se construye y en el otro se destruye, se degrada. Estos procesos se
llaman anabolismo y catabolismo, y están relacionados entre sí .
Los procesos anabólicos son procesos metabólicos de construcción, en los que se
obtienen moléculas grandes a partir de otras más pequeñas. En estos procesos se consume
energí a. Los seres vivos utilizan estas reacciones para formar, por ejemplo, proteí nas apartir de aminoácidos. Mediante los procesos anabólicos se crean las moléculas necesarias
para formar nuevas células.
Los procesos catabólicos son procesos metabólicos de degradación, en los que las
moléculas grandes, que proceden de los alimentos o de las propias reservas del organismo,
se transforman en otras más pequeñas. En los procesos catabólicos se produce
energí a. Una parte de esta energí a no es utilizada directamente por las células, sino que se
almacena formando unas moléculas especiales. Estas moléculas contienen mucha energí a y
se utilizan cuando el organismo las necesita.
En el catabolismo se produce, por ejemplo, la energí a que las células musculares
utilizan para contraerse, la que se emplea para mantener la temperatura del cuerpo, o la
que se consume en los procesos anabólicos.
20. Di qué proceso es el representado en la figura y descrí belo brevemente.
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El proceso representado es la fosforilación oxidativa, parte de la respiración celular que
tiene lugar en las crestas mitocondriales.
Se trata de un proceso quimiosmótico, el cual, después de que los electrones se hayan
transportado a la cadena transportadora de electrones, éstos saltan a niveles energéticos
inferiores, liberándose así energí a. Esta energí a se utiliza para fabricar ATP a partir de
ADP y fosfato inorgánico, en el proceso que hemos dicho anteriormente, fosforilación
oxidativa.
Los componentes de la cadena transportadora de electrones forman tres complejos
enzimáticos que son auténticas bombas de protones. Cuando los electrones pasan de un
nivel energético a otro inferior, los complejos enzimáticos utilizan la energí a liberada para
bombear los protones desde la matriz mitocondrial al espacio intermembranal.
Como la membrana mitocondrial interna es impermeable a los protones, el bombardeo
de estos consigue que se establezca un gradiente electroquí mico entre la matriz y el espacio
intermembranal. Éste es capaz de producir una fuerza protomotriz que proporciona
energí a aprovechable para hacer funcionar a cualquier proceso que esté acoplado a un
canal por el cual puedan circular los protones a favor del gradiente hacia la matriz.
Las partí culas F forman estos canales, a través de los cuales pueden fluir los protones.
Cada partí cula F es un complejo enzim
ático ATP sintetasa con una porci
ón F0, anclada en
la membrana de la cresta, y otra F1, que sobresale hacia la matriz.
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Cuando el flujo de protones pasa a través de esta compleja estructura hacia la matriz, de
produce una rotación en la partí cula F y cataliza la sí ntesis del ATP en el lado de la matriz
mitocondrial, a partir de ADP y Pi (hipótesis quimiosmótica)
21. ¿Qué orgánulo aparece en la fotograf í a?. Realiza un dibujo basado en él e indica sus
componentes estructurales y moleculares.
Se trata de una mitocondria, la cual está formada por dos membranas:
La membrana externa, una bicapa lipí dica que contiene un 40% de lí pidos, donde el
colesterol es más abundante que en la membrana interna, y un 60% de proteí nas, entre las
cuales encontramos las porinas, que permiten la permeabilidad de la membrana externa.
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La membrana mitoncondrial interna está formada por las crestas mitocondriales, en las
cuales encontramos una serie de proteinas hidrófobas, como el ATP sintetasa, proteí nas de
la cadena respiratoria, enzimas de la B-oxidación de los ácidos grasos, enzimas de la
fosforilación oxidativa y tranferasas.
Después encontramos las partí culas F elementales, en la cara externa de las crestas. Son
complejos de ATP sintetasa y tienen una cabeza esf érica o complejo F que es una proteí na
globular que podemos encontrar también en la membrana de los tilacoides de los
cloroplastos y en la membrana plasmática de las bacterias.
En cuanto a la matriz mitocondrial, tiene una concentración elevada de proteí nas
hidrosolubles, ya que el 50% es agua, y contiene:
- Moléculas de ADN mitocondrial.
- Moléculas de ARN mitocondrial.
- Enzimas necesarios para la replicación, transcripci
ón y traducci
ón del ADN
mitocondrial.
- Enzimas implicados en el ciclo de Krebs y en la B-oxidación de los ácidos grasos.
- Iones de calcio, fosfato y ribonucleoproteí nas.
Por último, el espacio intermembranal, entre las membranas interna y externa, contiene
enzimas que utilizan el ATP para fosforilar AMp u otros nucleótidos.
22. Supongamos que en una célula existe una mitocondria defectuosa ¿qué proceso utiliza
la célula para eliminarla?. Describe el proceso y los orgánulos implicados.
Utiliza la autofagia, que es un proceso catabólico altamente conservado en eucariotas,
en el cual el citoplasma, incluyendo el exceso de orgánulos o aquellos deteriorados o
aberrantes, son secuestrados en vesí culas de doble membrana y liberados dentro del
lisosoma/vacuola para su descomposición y eventual reciclado de las macromoléculas
resultantes.
Durante la autofagia se forman, como se ha dicho, vesí culas de doble membrana
llamadas autofagosomas que capturan material citoplasmático y lo transportan hasta los
compartimentos (vacuola en el caso de levaduras o lisosomas en el caso de células de
mamí fero), donde son degradados por enzimas hidrolí ticos. Una vez que losautofagosomas se han fusionado con los lisosomas, las vesí culas resultantes (ya de
membrana simple) pasan a denominarse autolisosomas.
En mamí feros, la autofagia es un evento constitutivo que regula el crecimiento celular,
desarrollo y homeostasis. Mientras que en levaduras, la autofagia es inducida bajo
condiciones de estrés celular, tales como falta de nutrientes, incremento de temperatura
o estrés oxidativo. Los estudios más recientes apuntan que la autofagia, además de
constituir un proceso reparativo, está implicado en fenómenos de muerte celular.
http://es.wikipedia.org/wiki/Catabolismohttp://es.wikipedia.org/wiki/Catabolismohttp://es.wikipedia.org/wiki/Catabolismohttp://es.wikipedia.org/wiki/Catabolismohttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_eucariotahttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_eucariotahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ves%C3%ADcula_(biolog%C3%ADa_celular)http://es.wikipedia.org/wiki/Ves%C3%ADcula_(biolog%C3%ADa_celular)http://es.wikipedia.org/wiki/Ves%C3%ADcula_(biolog%C3%ADa_celular)http://es.wikipedia.org/wiki/Ves%C3%ADcula_(biolog%C3%ADa_celular)http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Autofagosoma&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Vacuolahttp://es.wikipedia.org/wiki/Lisosomashttp://es.wikipedia.org/wiki/Lisosomashttp://es.wikipedia.org/wiki/Lisosomashttp://es.wikipedia.org/wiki/Crecimiento_celularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Crecimiento_celularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Homeostasishttp://es.wikipedia.org/wiki/Estr%C3%A9s_oxidativohttp://es.wikipedia.org/wiki/Estr%C3%A9s_oxidativohttp://es.wikipedia.org/wiki/Estr%C3%A9s_oxidativohttp://es.wikipedia.org/wiki/Estr%C3%A9s_oxidativohttp://es.wikipedia.org/wiki/Estr%C3%A9s_oxidativohttp://es.wikipedia.org/wiki/Catabolismohttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_eucariotahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ves%C3%ADcula_(biolog%C3%ADa_celular)http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Autofagosoma&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Vacuolahttp://es.wikipedia.org/wiki/Lisosomashttp://es.wikipedia.org/wiki/Crecimiento_celularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Homeostasishttp://es.wikipedia.org/wiki/Estr%C3%A9s_oxidativo
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23. Identifica los orgánulos de la fotograf í a. Haz un esquema de estos orgánulos e indica
la estructura de cada uno de ellos.
Mitocondria Cloroplasto
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24. Cita las funciones asociadas a cada uno de estos orgánulos y localí zalas en sus
estructuras.
¿Estos orgánulos tienen ADN y ribosomas?. ¿Qué significado tiene este hecho?
Los orgánulos representados son las mitocondrias y los cloroplastos. Ambos tienen
ADN propio y ribosomas puesto que proceden de las relaciones de simbiosis con la célula
primitiva depredadora eucariota (teoria de Lyn Margulis).
Estos orgánulos eran bacterias (células procariotas) que fueron ingeridas pero no
digeridas por estas células primitivas eucariotas. Así , ambas especies establecieron una
relación de beneficio mútuo y por eso tanto mitocondrias como cloroplastos tienen doble
membrana, genoma propio que les permite sintetizar sus propias proteí nas (ribosomas).
En cuanto a la mitocondria, observamos:
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Las funciones de los diferentes complejos de la mitocondria, son:
1. El Ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz mitocondrial, perteneciente al catabolismo
celular.
2. De la cadena respiratoria, en el ciclo de Krebs se desprenden una serie de electrones.
Los transportadores de electrones se localizan en la membrana interna y se organizan en
tres complejos NADH deshidrogenasa, complejo enzimático citocromo B i C1, y el
complejo citocromo oxidasa.
3. La fosforilación oxidativa, tiene lugar en las partí culas elementales F situadas sobre
las crestas mitocondriales. La cabeza esf érica o complejo F1 de esta partí cula formada por
ATP sintetasa, permite fosforilar el ADP y transformarlo en ATP.
4. La B-oxidación de los ácidos grasos, los enzimas de la cual se encuentran en la matriz
mitocondrial.
5. Concentración de sustancias en la cámara interna, como proteí nas, lí pidos, colorantes,
calcio, fosfatos y partí culas virales.
En cuanto al cloroplasto, observamos:
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Vemos que está formado por una membrana externa e interna, los tilacoides (donde se
realizan todos los procesos de fotosí ntesis que requieren luz, la formación de ATP i de
NADPH) y la matriz interna amorfa, donde encontramos los platoribosomas y los enzimas
encargados de la fijación del carbono, como es el caso de la Rubisco.
Las principales funciones de los cloroplastos por tanto son:
1. La fotosí ntesis, para la fijación del CO2 y la formación de glúcidos.
2. La biosí ntesis de los ácidos grasos.
3. La reducción de nitratos a nitritos.
25. Compara la fosforilación oxidativa con la fosforilación fotosintética.
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La fosforilación oxidativa parte de la respiración celular que tiene lugar en las crestas
mitocondriales. Se trata de una proceso quimiosmótico, el cual, después de que los
electrones se hayan transportado por la cadena transportadora de electrones, éstos saltan
a niveles energéticos inferiores, liberándose así energí a. Esta energí a se utiliza para
fabricar ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico.
Los componentes de la cadena transportadora de electrones forman tres complejos
enzimáticos que son auténticas bombas de protones: el complejo NADH, complejo
citocromob-c y el complejo citocromos a1-a3 . Cuando los electrones pasan de un nivel
energético a otro inferior, los complejos enzim
áticos utilizan la energ
í a liberadapara bombear los protones desde la matriz mitocondrial al espacio intermembranal.
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Como la membrana mitocondrial interna es impermeable a los protones, el bombardeo
de éstos consigue que se establezca un gradiente electroquí mico entre la matriz y el espacio
intermembranal. Éste es capaz de producir una fuerza protomotriz que proporciona
energí a aprovechable para hacer funcionar a cualquier proceso que esté acoplado a un
canal por el cual puedan circular los protones a favor del gradiente hacia la matriz.
Las partí culas F forman estos canales, a través de los cuales pueden fluir los protones.
Cada partí cula F es un complejo enzimático ATP sintetasa con una porción F0, anclada en
la membrana de la cresta, y otra F1, que sobresale hacia la matriz.
Cuando el flujo de protones pasa a través de esta compleja estructura hacia la matriz, de
produce una rotación en la partí cula F y cataliza la sí ntesis del ATP en el lado de la matriz
mitocondrial, a partir de ADP y Pi.
En cuanto a la fotofosforilación, hay de dos tipos, cí clica y ací clica, y el mecanismo de la
sí ntesis de ATP es prácticamente idéntico al que se produce en la mitocondria: depende de
la existencia, en la cara estromática de la membrana tilacoidal, de un complejo
enzimático- el ATP sintetasa- parecido a las partí culas F0F1 de las crestas mitocondriales.
El bombardeo de protones al interior del tilacoide, que lo hacen diversos complejos
proteicos que intervienen en la fase lumí nica, genera un gradiente electroquí mico que crea
la fuerza protomotriz necesaria para la sí ntesis de cada ATP en el estroma, catalizada por
la porción F1, que está asociada al flujo de cuatro protones a través de la partí cula. Como
la energí a procede, en último término de la luz, este proceso recibe el nombre de
fotofosforilación, en el cual se obtiene oxí geno molecular, NADPH + H y ATP.
26. Dibuja un esquema de la mitocondria, localiza e identifica sus componentes
estructurales. Indica las funciones asociadas a cada componente.
Explicados anteriormente.
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27. Explica el papel del ciclo de Krebs en la respiración aeróbica (4 puntos).
Se explicará que en el ciclo de Krebs se oxida el acetil-CoA produciéndose GTP/ATP y los
cofactores NADH y FADH2 que pasan a la cadena de transporte electrónico donde se
sintetizará ATP.
OTROS ENLACES CON PREGUNTASRELACIONADAS:
$re%untas selecti!idad &alencia. Or%'nulos con (e(brana
$re%untas i(portantes selecti!idad. )iste(as y or%'nulos de (e(branas
Mitocondrias y metabolismo celular
Metabolismo de la glucosa
*iferencias entre respiración y fer(entación
http://biologiacampmorvedre.blogspot.com.es/search/label/ORG%C3%81NULOS%20CON%20MEMBRANAhttps://mega.co.nz/#!UQYUXToC!DbyZVRrI9nooahiN8z1W91A0FcQLVH3QblwDRsTZq9whttp://www.selectividad.tv/S_B_1_4_3_S_mitocondrias_y_ciclo_de_krebs.htmlhttp://www.selectividad.tv/S_B_1_4_4_S_metabolismo_de_la_glucosa.htmlhttp://www.selectividad.tv/S_B_1_4_5_S_diferencias_entre_respiracion__fermentacion.htmlhttp://biologiacampmorvedre.blogspot.com.es/search/label/ORG%C3%81NULOS%20CON%20MEMBRANAhttps://mega.co.nz/#!UQYUXToC!DbyZVRrI9nooahiN8z1W91A0FcQLVH3QblwDRsTZq9whttp://www.selectividad.tv/S_B_1_4_3_S_mitocondrias_y_ciclo_de_krebs.htmlhttp://www.selectividad.tv/S_B_1_4_4_S_metabolismo_de_la_glucosa.htmlhttp://www.selectividad.tv/S_B_1_4_5_S_diferencias_entre_respiracion__fermentacion.html
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METABOLISMO
BLOQUE II. Metabolis(o. +licólisis. "nabolis(o. atabolis(o. Balance
ener%-tico.
1. ¿De dónde procede el acetil-CoA con el que se inicia el Ciclo de Krebs?
El Acetil-CoA es un metabolito intermedio que se forma cuando el Ácido Pirúvico de 3
átomos de C (producto final de la Glucólisis) entra al espacio intermembranoso de las
mitocondrias, es decir, la cámara externa comprendida entre las dos membranas
biológicas. Gracias a la acción de un primer Complejo Multienzimático, la Pirúvico
descarboxilasa "Descarboxila"(quita una molécula de CO2 del Ácido Pirúvico) convierte
al ácido pirúvico en grupos o radicales acetilos de 2 átomos de C. Posteriormente se une a
estos radicales acetilos la CoA formando Acetil-CoA.
La reducción del ácido pirúvico en Radicales Acetilos que posteriormente se combinan
con la CoA formando Acetil-CoA se realiza en la "Cámara externa de las mitocondrias oespacio intermembranoso".
Al ingresar en la Matrí z mitocondrial (Ciclo de Krebs) la Acetil-CoA se combina con el
Ácido Oxalacético de 4 átomos de C formando Ácido Cí trico de 6 átomos de C.
La reducción del ácido pirúvico en Acetil-CoA es el "Eslabón común que une Glicólisis
con el Ciclo de Krebs".
El acetil-CoA es el metabolito de conexión de todas las rutas catabólicas: oxidación de
glúcidos, lí pidos y proteinas:
http://biologiacampmorvedre.blogspot.pe/2013/03/blog-post.htmlhttp://biologiacampmorvedre.blogspot.pe/2013/03/blog-post.html
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2. Define qué son procesos catabólicos y anabólicos. Pon algún ejemplo de cada proceso.
Catabolismo: es el metabolismo de degradación oxidativa de moléculas muy reducidas y
cargadas de energí a, las cuales al romper sus enlaces liberan energí a (reacciones
exergónicas) y permiten formar ATP y compuestos inorgánicos sencillos. Ejemplo:
catabolismo de la glucosa (glicólisis, oxidación del pirúvico, Ciclo de Krebs, cadena
respiratoria y fosforilación oxidativa).
Anabolismo: es el metabolismo de sí ntesis de compuestos orgánicos complejos que
requieren energí a suministrada por el ATP obtenido en los procesos catabólicos
(anabolismo heterótrofo) o la fuente primaria de energí a (solar, reacciones redox), del
medio (anabolismo autótrofo). Ejemplo: Gluconeogénesis, biosí ntesis de proteinas, sí ntesis
deácidos grasos.
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2. En el siguiente esquema se representan algunas ví as metabólicas de la glucosa.
¿Qué procesos están representados?
1. Glucogenogénesis.
2. Glucogenolisis.
3. Fermentación l
áctica.
4. Respiración aerobia (Ciclo de Krebs y cadena respiratoria).
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5. Respiración aerobia (glucólisis, Ciclo de Krebs y cadena respiratoria).
Anabólicos: 1. Catabólicos: 2, 3, 4 y 5.
¿Cuáles son las diferencias principales entre la ruta 4 y 5?
La ruta 4 ocurre en condiciones aerobias. El pirúvico entra en el ciclo de Krebs y
continúa su oxidación hasta CO2. El último aceptor de los electrones es, en este caso, el
oxí geno, y se obtiene el máximo rendimiento energético debido a la oxidación total de la
molécula de glucosa: 38 ATP.
Cuando no hay aporte de oxí geno se da la ruta 3, el ácido pirúvico es reducido y no se
libera toda la energí a contenida en la molécula de glucosa, ya que el último aceptor de los
electrones es un compuesto orgánico. El rendimiento energético neto es de 2 ATP.
La primera fase del proceso, la glicólisis, es común a ambas y se produce en el citoplasma
en condiciones anaerobias.
Define qué son procesos catabólicos y anabólicos. Pon algún ejemplo de cada proceso.
En los seres vivos hay dos tipos principales de procesos metabólicos, como dos caminos
diferentes; en uno se construye y en el otro se destruye, se degrada.
Estos procesos se llaman anabolismo y catabolismo, y están relacionados entre sí .
Los procesos anabólicos son procesos metabólicos de construcción, en los que se obtienen
moléculas grandes a partir de otras más pequeñas. En estos procesos se consume
energí a. Los seres vivos utilizan estas reacciones para formar, por ejemplo, proteí nas a
partir de aminoácidos. Mediante los procesos anabólicos se crean las moléculas necesarias
para formar nuevas células.
Los procesos catabólicos son procesos metabólicos de degradación, en los que las
moléculas grandes, que proceden de los alimentos o de las propias reservas del organismo,
se transforman en otras más pequeñas. En los procesos catabólicos se produce
energí a. Una parte de esta energí a no es utilizada directamente por las células, sino que se
almacena formando unas moléculas especiales. Estas moléculas contienen mucha energí a y
se utilizan cuando el organismo las necesita. En el catabolismo se produce, por ejemplo, la
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energí a que tus células musculares utilizan para contraerse, la que se emplea para
mantener la temperatura de tu cuerpo, o la que se consume en los procesos anabólicos.
3. ¿Qué es la glicólisis?. ¿Cuál es su localización intracelular?
La glucólisis o glicólisis (del griego glycos, azúcar y lysis, ruptura), es la ví a
metabólica encargada de oxidar la glucosa en condiciones anaeróbias con la finalidad de
obtener energí a para la célula. Consiste en 10 reacciones enzimáticas consecutivas que
convierten a la glucosa en dos moléculas de piruvato, el cual es capaz de seguir otras ví as
metabólicas y así continuar entregando energí a al organismo. También se la conoce
como ví a de Embden-Meyerhof.
Durante la glucólisis se obtiene un rendimiento neto de dos moléculas de ATP y dos
moléculas de NADH; el ATP puede ser usado como fuente de energí a para realizar
trabajo metabólico, mientras que el NADH puede tener diferentes destinos. Puede usarse
como fuente de poder reductor en reacciones anabólicas; si hay ox
í geno, puede oxidarse enla cadena respiratoria, obteniéndose cuatro ATPs (dos por cada NADH); si no hay
oxí geno, se usa para reducir el piruvato a lactato (fermentación láctica), o a
CO2 y etanol (fermentación alcohólica), sin obtención adicional de energí a.
La glucólisis es la forma más rápida de conseguir energí a para una célula y, en el
metabolismo de carbohidratos, generalmente es la primera ví a a la cual se recurre.
La glucólisis es una de las ví as más estudiadas, y generalmente se encuentra dividida en
dos fases: la primera, de gasto de energí a y la segunda fase, de obtención de energí a.
La primera fase consiste en transformar una molécula de glucosa en dos moléculas de
gliceraldehido (una molécula de baja energí a) mediante el uso de 2 ATP. Esto permiteduplicar los resultados de la segunda fase de obtención energética.
http://es.wikipedia.org/wiki/Ruta_metab%C3%B3licahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ruta_metab%C3%B3licahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ruta_metab%C3%B3licahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ruta_metab%C3%B3licahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ruta_metab%C3%B3licahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ruta_metab%C3%B3licahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ruta_metab%C3%B3licahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ruta_metab%C3%B3licahttp://es.wikipedia.org/wiki/Oxidaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Oxidaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Glucosahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lulahttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lulahttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lulahttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lulahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Piruvatohttp://es.wikipedia.org/wiki/Adenos%C3%ADn_trifosfatohttp://es.wikipedia.org/wiki/Adenos%C3%ADn_trifosfatohttp://es.wikipedia.org/wiki/NADHhttp://es.wikipedia.org/wiki/Poder_reductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Anabolismohttp://es.wikipedia.org/wiki/Anabolismohttp://es.wikipedia.org/wiki/Anabolismohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cadena_respiratoriahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cadena_respiratoriahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cadena_respiratoriahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fermentaci%C3%B3n_l%C3%A1cticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fermentaci%C3%B3n_l%C3%A1cticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fermentaci%C3%B3n_l%C3%A1cticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fermentaci%C3%B3n_l%C3%A1cticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fermentaci%C3%B3n_l%C3%A1cticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Etanolhttp://es.wikipedia.org/wiki/Etanolhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fermentaci%C3%B3n_alcoh%C3%B3licahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fermentaci%C3%B3n_alcoh%C3%B3licahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fermentaci%C3%B3n_alcoh%C3%B3licahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fermentaci%C3%B3n_alcoh%C3%B3licahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fermentaci%C3%B3n_alcoh%C3%B3licahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ruta_metab%C3%B3licahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ruta_metab%C3%B3licahttp://es.wikipedia.org/wiki/Oxidaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Glucosahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lulahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Piruvatohttp://es.wikipedia.org/wiki/Adenos%C3%ADn_trifosfatohttp://es.wikipedia.org/wiki/NADHhttp://es.wikipedia.org/wiki/Poder_reductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Anabolismohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cadena_respiratoriahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fermentaci%C3%B3n_l%C3%A1cticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Etanolhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fermentaci%C3%B3n_alcoh%C3%B3lica
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En la segunda fase, el gliceraldehido se transforma en un compuesto de alta energí a,
cuya hidrólisis genera una molécula de ATP, y como se generaron 2 moléculas de
gliceraldehido, se obtienen en realidad dos moléculas de ATP. Este acoplamiento ocurre
una vez más en esta fase, generando dos moléculas de piruvato. De esta manera, en la
segunda fase se obtienen 4 moléculas de ATP.
4. ¿Qué és una fermentación?. Indica la localización intracelular de los procesos
fermentativos.
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Cuando el catabolismo ocurre en condiciones anaerobias, es decir, cuando el último
aceptor no es el oxí geno sino una molécula orgánica simple, la ruta de degradación de la
glucosa se denomina fermentación. En los organismos pluricelulares, pueden darse rutas aerobias o anaerobias dependiendo
de las condiciones en las que se encuentre la célula. Existen dos tipos, la etí lica y la láctica,
y ambas se llevan a cabo en el citosol.
La fermentación alcohólica se produce a partir d'una molècula de glucosa dos de etanol,
dos de dióxido de carbono i dos moléculas de ATP.
La fermentación etí lica (alcohólica) tiene un gran interés industrial porque produce pan
y bebidas alcohólicas gracias a bacterias como el Saccharomyces cerevesiae cuando actúa
sobre los azúcares de la uva. El vino, independientemente del color de la uva, es de color
blanco. Los vinos negros se obtienen fermentando también la piel de la uva negra.
Otros productos alcohólicos son la cerveza, el sake obtenido de la fermentación del
hongo Aspergillus. El pan es un amasado de harina de trigo, arroz, maí z, sal y levaduras.
Las levaduras fermentan el almidón. El dióxido de carbono que resulta de la
fermentación queda atrapado entre la masa, produciendo la masa hueca del pan. El
alcohol etí lico producido, se volatiliza durante la cocción.
La fermentación láctica se produce a partir de una molécula de glucosa, dos de ácido
láctico y dos moléculas de ATP.
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Algunas bacterias homofermentativas llevan a cabo fermentaciones lácticas que
producen alimentos lácticos de consumo habitual como los quesos, yogures, etc. a partir
del azúcar (lactosa) de la leche. Las bacterias más utilizadas son de los géneros
Streptococus, Lactobacillus, etc. que hacen descender el pH, proceso que desnaturaliza las
proteí nas formando la cuajada.
A partir de la cuajada se fabrica el queso, que fermenta por acción de bacterias y hongos
del género Penicillium, que hidrolizan las proteí nas liberando distintos tipos de
aminoácidos.
El yogur es producido por bacterias de las mencionadas anteriormente.
Todos estos productos tienen gran interés económico e industrial.
6. Compara el metabolismo autótrofo y el metabolismo heterótrofo.
Metabolismo autótrofo: Se consideran organismos autótrofos aquellos
que son capaces de sintetizar moléculas orgánicas a partir de la energí a
de los fotones de la radiación luminosa (fotoautótrofos) o de la energí a de
enlace contenida en las moléculas inorgánicas (quimiautótrofos) a partir
de compuestos inorgánicos simples como CO2, agua y sales minerales.
Metabolismo heterótrofo: Los organismos heterótrofos son aquellos que
obtienen la energí a de la rotura de enlaces de las moléculas orgánicas,
que constituyen su alimento, las cuales son transformadas en productos
inorgánicos u orgánicos más sencillos.
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El metabolismo es el conjunto de reacciones quí micas que se produce en
el interior de las células y que conduce a la transformación de unas
biomoléculas en otras. Todas las reacciones metabólicas están reguladas
por enzimas especí ficos.
Metabolismo
autótrofo
Metabolismo
heterótrofo
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7. ¿Qué proceso metabólico se representa en la imagen?. ¿En qué condiciones se da?. ¿En
qué lugar de la célula ocurre?. ¿De dónde procede el ácido pirúvico?. Cita usos
industriales de este proceso.
Este proceso metabólico es la fermentación alcohólica.
Se da en condiciones anaerobias.
Ocurre en el citoplasma.
El ácido pirúvico procede de la degradación de la glucosa, es decir, de la glucólisis.
Sus usos industriales son, principalmente, la elaboración de pan y de bebidas alcohólicas.
8. Relaciona estos procesos metabólicos con la estructura celular en la que ocurren.
Ensamblaje del ARNr y proteí nas ribosomales nucleolo Glicólisis
citosol
Beta oxidación de los ácidos grasos matriz mitocondrial
Reducción CO2 atmosf érico estroma cloroplastoGlucosilación de proteí nas aparato de Golgi
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Fosforilación oxidativa membrana interna
mitocondrial
Oxidación del ácido pirúvico a CO2 peroxisoma
Reparación del ADN nucleoplasma
9. Define organismo aerobio y organismo anaerobio y pon un ejemplo de cada uno.
Según cuál sea el último aceptor de los hidrógenos (electrones) del NADH procedentes
del sustrato oxidado y de la energí a metabólica en forma de ATP que se forme durante el
proceso de oxidación del sustrato y del lugar donde se lleven a cabo los procesos, se tienen
dos tipos de organismos:
- Aerobios: cuando el oxí geno molecular es el último aceptor formando agua. Este proceso
libera una gran cantidad de energí a (38 moléculas de ATP por molécula de glucosa) y se
realiza en sus etapas finales en el interior de la mitocondria, en presencia de oxí geno, en
un proceso que comprende varias etapas: Glicólisis (citosol), ciclo de Krebs (matriz
mitocondrial), cadena transportadora de electrones y fosforilación oxidativa (en la
membrana mitocondrial interna y partí culas fundamentales). Los productos finales de este
proceso son el dióxido de carbono y agua. La mayor parte de los seres vivos son aerobios
entre ellos los animales y las plantas.
- Anaerobios: Cuando es una molécula orgánica todaví a reducida la que finalmente acepta
los electrones del NADH. Se producen tan solo dos moléculas de ATP por molécula de
glucosa, además de moléculas todaví a reducidas con alto nivel energético como el etanol
(fermentación alcohólica) y el ácido láctico (fermentación láctica). El proceso se lleva a
cabo en condiciones anaerobias (sin oxí geno) y se realiza en el citosol. Ejemplos de
organismos anaerobios: bacterias como el Sacharomyces, Lactobacillus, Streptococus,
levaduras, etc.
Existen organismos anaerobios facultativos, capaces de producir ambos tipos de
procesos catabólicos dependiendo de las condiciones ambientales. En presencia de oxí geno
se completa la respiración aerobia dando lugar a CO2, H2O y 38 moléculas de ATP.
Si las condiciones ambientales son de falta de oxí geno (músculo en actividad con
deficiente ventilación), pueden utilizarse rutas alternativas como la de la glicólisis para
producir energí a por ví a anaerobia (ácido láctico y dos moléculas de ATP).
10. ¿Qué es el ATP?. Explica su estructura e indica algunos procesos en los que esta
molécula es imprescindible.
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El trifosfato de adenosina (adenosin trifosfato), es un nucleótido fundamental en la
obtención de energí a celular. Está formado por una base nitrogenada (adenina) unida al
carbono 1 de un azúcar de tipo pentosa, la ribosa, que en su carbono 5 tiene enlazados
tres grupos fosfato.
Las reacciones endergónicas se manifiestan durante los procesos anabólicos que
requieren energí a para convertir los reactivos sencillos (sustratos)
en productos (moléculas orgánicas complejas).
Por otro lado, en las reacciones exergónicas se libera energí a como resultado de los
procesos quí micos (ejemplo: el catabolismo de macromoléculas). Las reacciones
exergónicas pueden estar acopladas con reacciones endergónicas. Reaccionesde oxidación-reducción (redox) son ejemplos de reacciones exergónicas y endergónicas
acopladas.
La masa molecular del ATP es de 507,181 g/mol . Es una molécula inestable y tiende a
ser hidrolizada en el agua. La hidrólisis de ATP en la célula libera una gran cantidad de
energí a. Al ATP se le llama a veces "molécula de alta energí a". El ATP contiene "enlaces
de alta energí a" (ricoenergéticos) en los enlaces fosfodiéster que se encuentran entre el
primer y segundo fosfato y el segundo y tercer fosfato.
El ATP es la principal fuente de energí a para la mayorí a de las funciones celulares. Esto
incluye la sí ntesis de macromol
éculas como el ADN, el ARN y las prote
í nas. Tambi
én
desempeña un papel fundamental en el transporte de macromoléculas a través de las
http://es.wikipedia.org/wiki/Nucle%C3%B3tidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Nucle%C3%B3tidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Nucle%C3%B3tidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Nucle%C3%B3tidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Nucle%C3%B3tidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Adeninahttp://es.wikipedia.org/wiki/Pentosahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ribosahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ribosahttp://es.wikipedia.org/wiki/Grupo_fosfatohttp://es.wikipedia.org/wiki/Grupo_fosfatohttp://es.wikipedia.org/wiki/Grupo_fosfatohttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_enderg%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_enderg%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_enderg%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_enderg%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reactivohttp://es.wikipedia.org/wiki/Producto_(qu%C3%ADmica)http://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_exerg%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_exerg%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_exerg%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_exerg%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reducci%C3%B3n-oxidaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reducci%C3%B3n-oxidaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reducci%C3%B3n-oxidaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reducci%C3%B3n-oxidaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reducci%C3%B3n-oxidaci%C3%B3nhttp://www.muydelgada.com/wiki/Prote%C3%ADnas/http://www.muydelgada.com/wiki/Prote%C3%ADnas/http://www.muydelgada.com/wiki/Prote%C3%ADnas/http://es.wikipedia.org/wiki/Nucle%C3%B3tidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Adeninahttp://es.wikipedia.org/wiki/Pentosahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ribosahttp://es.wikipedia.org/wiki/Grupo_fosfatohttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_enderg%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reactivohttp://es.wikipedia.org/wiki/Producto_(qu%C3%ADmica)http://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_exerg%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reducci%C3%B3n-oxidaci%C3%B3nhttp://www.muydelgada.com/wiki/Prote%C3%ADnas/
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membranas celulares, es decir, en la exocitosis y endocitosis.
Debido a la presencia de enlaces ricos en energí a (entre los grupos fosfato son los enlaces
anhí drido del ácido), esta molécula se utiliza en los seres vivos para proporcionar la
energí a que se consume en las reacciones quí micas. De hecho, la reacción de hidrólisis de
la adenosina trifosfato en adenosina difosfato y fosfato es una reacción exergónica dondela variación de entalpí a libre estándar es igual a -30,5 kJ/mol:
Por el contrario, la reacción de sí ntesis de la adenosina trifosfato a partir de adenosina
difosfato y fosfato es una reacción endergónica donde la variación de entalpí a libre
estándar es igual a +30,5 kJ/mol:
La reacción de hidrólisis del ATP en adenosí n monofosfato (y pirofosfato) es una
reacción exergónica donde la variación de entalpí a libre estándar es igual a -42 kJ/mol:
La energí a se almacena en los enlaces entre los grupos fosfato. El ADP puede ser
fosforilado por la cadena respiratoria de las mitocondrias y los procariotas, o por los
cloroplastos de las plantas, para restaurar el ATP.
Es la principal fuente de energí a directamente utilizable por la célula.
En los seres humanos, el ATP constituye la única energí a utilizable por el músculo.
11. ¿Qué ruta metabólica se representa en la imagen?. ¿Se trata de una ruta anabólica o
catabólica?. Razona la respuesta. ¿De dónde proceden el ATP y el NADPH?
Ciclo de Calvin que se realiza en la fase oscura o nocturna de la fotosí ntesis.
Explicado anteriormente.
Ruta anabólica porque se forman enlaces al reducir el dióxido de carbono a glucosa.
Proceso endergónico que requiere grandes cantidades de ATP y NADPH + H.
El ATP y NADPH + H procede de la fase diurna o luminosa de la fotosí ntesis explicada
también anteriormente.
http://www.secrecion.com/la_secrecin_celular_o_exocitosishttp://www.secrecion.com/la_secrecin_celular_o_exocitosishttp://www.secrecion.com/la_secrecin_celular_o_exocitosis
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/. Indica las for(as de obtención de ener%0a en los or%anis(os autótrofos y
1eterótrofos.
Los or%anis(os autótrofos fabrican sus propias bio(ol-culas (ediante la :
• 2otos0ntesis: al%as, plantas y al%unas bacterias fotosint-ticas.
• Qui(ios0nteis: bacterias del ), del 2e, del (etano, del 1idró%eno, etc.
Los or%anis(os 1eterótrofos necesitan to(ar las bio(ol-culas 3ue necesitan
para reali4ar sus funciones de otros seres !i!os. "l%unas bacterias, proto4oos,1on%os y ani(ales.
5. 6o(bra y eplica la clasificación de los seres !i!os se%7n la naturale4a
3u0(ica de la (ateria y la fuente de ener%0a 3ue utili4an en su (etabolis(o 89
puntos.
El alu(no 1ar' referencia a los dos tipos de (etabolis(o: autótrofo y
1eterótrofo. Los autótrofos utili4an co(o fuente de (ateria sustancias
inor%'nicas para construir bio(ol-culas or%'nicas. )e%7n la fuente de ener%0a,los autótrofos son:
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fotosint-ticos 8fuente de ener%0a la lu4 solar y fuente de carbono el O/ o
3ui(iosint-ticos 8fuente de ener%0a la (ateria inor%'nica. Los seres !i!os
1eterótrofos utili4an co(o fuente de (ateria sustancias or%'nicas 3ue contienen
la ener%0a disponible en sus enlaces.
;. Respecto al ciclo de Krebs, indica:
a En 3u- or%'nulo celular y en 3u- estructura de -ste tiene lu%ar 8 puntos.
b El ori%en del acetilEn 3u- condiciones se dan? d >" 3u- sustancias
corresponden las letras ", B, y *? 8; puntos.
El alu(no responder' 3ue: a )e trata de la cadena de transporte de electrones y
la fosforilación oidati!a. b y c )e produce en la (itocondria en presencia de
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o0%eno. d La letra " corresponde a 6"*=, B corresponde a 6"*@ , es
o0%eno (olecular y * a%ua.
A. *efine anabolis(o y catabolis(o citando un ee(plo de cada uno. >ó(o seclasifican los or%anis(os se%7n su for(a de obtener carbono y la fuente de
ener%0a 3ue utili4an? 8; puntos.
El alu(no definir' anabolis(o co(o procesos de bios0ntesis 3ue re3uieren
ener%0a 8por ee(plo %luconeo%-nesis, ciclo de al!in, etc. y catabolis(o co(o
procesos de de%radación 3ue liberan ener%0a 8%lucólisis, C
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Lo que permite predecir que una reacción transcurra espontáneamente o no es la
variación de la energí a libre ( G). Si G < 0, la reacción es exergónica y transcurre
espontáneamente. Si G > 0, la reacción es endergónica y no transcurre espontáneamente;
ocurrirá en sentido contrario. Si G = 0, el sistema está en equilibrio y no hay cambios.
3.- ¿Cómo se forma el ATP en las células?
El ATP se forma al unirse al ADP una molécula de fosfato; este proceso se denomina
fosforilación. Este es un proceso endergónico, no espontáneo, que requiere un aporte
energético para producirse. Ocurre en el interior de las células acoplado a procesos muy
exergónicos. ADP + Pi + Energí a ATP + H2O Existen dos mecanismos para sintetizar el
ATP: la fosforilación a nivel de sustrato y la fosforilación debida al transporte de
electrones. Fosforilación a nivel de sustrato: Este proceso consiste en transferir un grupo
fosfato de alta energí a desde una molécula fosforilada hasta el ADP, formándose ATP. En
este proceso se aprovecha la energí a que se libera al hidrolizarse el grupo fosfato de lamolécula fosforilada, para transferir dicho grupo fosfato al ADP y formar ATP. Este tipo
de fosforilación se da en la glucólisis y, también, en alguna de las etapas del ciclo de Krebs.
Fosforilación debida al transporte de electrones: En este caso, la fosforilación del ADP
para formar ATP se realiza gracias a la energí a que se libera al transportar electrones a
través de una serie de proteí nas situadas en la membrana mitocondrial o en la de los
cloroplastos. Esta energí a es aprovechada por el complejo enzimático ATP-sintetasa para
fosforilar el ADP y formar ATP. Existen dos procesos de este tipo: la fosforilación
oxidativa ocurre en las mitocondrias, y la fotofosforilación tiene lugar en los cloroplastos.
4.- Principales mecanismos de la regulación metabólica.
La regulación del metabolismo celular se produce principalmente a tres niveles que son los
siguientes: Controlando la cantidad de los enzimas. Los enzimas, al igual que otras
moléculas celulares, sufren recambio metabólico y, por consiguiente, se degradan y se
sintetizan continuamente. Esto permite regular la cantidad de un enzima que hay en un
momento dado. La velocidad de sí ntesis enzimática dependerá de la velocidad de
transcripción del gen que la codifica. Controlando la actividad enzimática. Los organismos
disponen de varios mecanismos para modificar la actividad enzimática. Uno de los más
importantes es la regulación por retroinhibición. En este mecanismo intervienen los
enzimas alostéricos, los cuales catalizan reacciones que están localizadas en puntos clave
de una ruta metabólica, como puede ser la primera reacción de una ruta metabólica o el
punto de ramificación de una ruta. En este tipo de control, el producto final de la ruta
actúa como inhibidor del enzima alostérico. Otros mecanismos de regulación son: la
regulación por isoenzimas y la regulación por modificación covalente reversible del
enzima. Controlando la cantidad de sustrato. Otro mecanismo que permite regular el
metabolismo es controlar la cantidad de sustrato que llega al interior de un orgánulo a
través de la membrana.
5.- ¿Qué son las rutas metabólicas?
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Se denomina ruta metabólica a una secuencia de reacciones encadenadas en las que el
producto de una de ellas es el sustrato de la siguiente. Cada una de las reacciones de una
ruta está catalizada por un enzima especí fico. Las rutas metabólicas pueden ser de muchos
tipos: Lineales: el sustrato inicial no coincide con el producto de la última reacción. Un
ejemplo de estas rutas lo constituye la glucólisis Cí clicas: el sustrato inicial coincide con el
producto de la última reacción. Un ejemplo es el ciclo de Krebs. Atendiendo al tipo de
proceso metabólico, las rutas pueden ser: anabólicas, como el ciclo de Calvin, y
catabólicas, como las fermentaciones. Las rutas metabólicas no suelen estar aisladas, sino
que suelen conectar unas con otras, formando redes complejas. A los compuestos
intermedios que intervienen en una ruta metabólica se los denomina metabolitos. Un
ejemplo: el ácido cí trico en el ciclo de Krebs o el fosfoenolpirúvico en la glucólisis. Hay
rutas que pueden ser catabólicas y anabólicas, a estas se las denomina anfibólicas; el
ejemplo más caracterí stico lo constituye el ciclo de Krebs. En el metabolismo hay rutas
centrales donde confluyen otras rutas metabólicas. Un ejemplo es el ciclo de Krebs.
6.- ¿A qué se llama sistema termodinámico? Señala los principales sistemas
termodinámicos que conozcas.
Un sistema termodinámico es cualquier región macroscópica del universo, formada por el
conjunto de materia en estudio, que se separa del resto mediante una superficie cerrada
denominada superficie termodinámica. Principalmente, se diferencian tres tipos de
sistemas: Sistema cerrado. Un sistema es cerrado cuando puede intercambiar energí a con
el entorno, pero no materia. Sistema abierto. Un sistema es abierto cuando puede
intercambiar materia y energí a con el entorno. Sistema aislado. Un sistema es aislado
cuando no intercambia ni materia ni energí a con el entorno. Sistema adiabático. Un
sistema es adiabático cuando no intercambia materia ni energí a en forma de calor con el
entorno, pero sí intercambia energí a en forma de trabajo.
7.- ¿Cuáles son los principales compuestos que intervienen como transportadores de
electrones en el metabolismo?
En el metabolismo los procesos de óxido-reducción tienen una enorme importancia;
muchas de las reacciones catabólicas son reacciones de oxidación, en las que se liberan
electrones, mientras que muchas de las reacciones anabólicas son reductoras, en las que se
requieren electrones. En los procesos biológicos de óxido-reducción, la pérdida y ganancia
de electrones suele ir acompañada de pérdida y ganancia de H+, por lo que estos procesos
son deshidrogenaciones e hidrogenaciones. Los electrones, desprendidos en las oxidaciones
catabólicas, son recogidos por un coenzima y transportados, a veces, hasta procesos
anabólicos reductores donde se requieren. En otras ocasiones son encaminados hasta una
cadena transportadora (cadena respiratoria) que los conducirá hasta el O2, que será su
aceptor final. Los coenzimas que se encargan de recoger y transportar los electrones que
se liberan en las oxidaciones metabólicas son: NAD+, NADP+ y FAD. Los tres son
dinucleótidos de adenina. Estos coenzimas se reducen al captar los electrones y,
posteriormente, cuando los ceden, se regeneran y se oxidan de nuevo. NAD+ (nicotinamí nadení n dinucleótido). Está formado por dos ribonucleótidos: el de la adenina y el que tiene
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por base la nicotinamida (vitamina PP). En las oxidaciones en las que interviene este
coenzima, el sustrato pierde dos electrones y dos protones; los dos e-; junto con un H+ se
unen al NAD+ y se forma NADH, mientras que el otro H+ queda en el medio; por ello, la
forma reducida de este coenzima se debe escribir NADH+H+ aunque también está
permitido NADH. Este coenzima suele intervenir en reacciones de deshidrogenación de
alcoholes. La forma reducida (NADH) suele ceder los electrones a una cadena de
transporte de e- que los hará llegar hasta el oxí geno. En este transporte se forma ATP.
NADP+ (nicotinamí n adení n dinucleótido fosfato). Es similar al NAD+, salvo que en el
carbono 3 de la ribosa del nucleótido de la adenina lleva un grupo fosfato. La forma
reducida (NADPH) actúa aportando electrones en los procesos de biosí ntesis (anabólicos).
FAD (flaví n adení n dinucleótido). Está formado por dos ribonucleótidos: el de la
riboflavina (vitamina B2) y el de la adenina. Interviene en reacciones de deshidrogenación
con formación de enlaces dobles. Su forma reducida (FADH2), al igual que el NADH, cede
los electrones a una cadena transportadora de estos que los lleva hasta el O2; en este
transporte se forma ATP.
8.- Señala cinco compartimentos celulares e indica los procesos metabólicos que ocurren
en ellos.
Mitocondrias. Los procesos metabólicos que ocurren son: ciclo de Krebs o ciclo de los
ácidos tricarboxí licos, transporte electrónico y fosforilación oxidativa, -oxidación de los
ácidos grasos o hélice de Lynen, descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico.
Cloroplasto. El proceso metabólico que ocurre es la fotosí ntesis (fase luminosa y oscura).
Hialoplasma. Algunos de los procesos que ocurren son: la glucólisis, muchas etapas de la
gluconeogénesis, sí ntesis de ácidos grasos, sí ntesis de algunos aminoácidos, sí ntesis de
nucleótidos, etc. Núcleo. Los principales procesos metabólicos son: la replicación del ADN
y la transcripción del ADN para formar ARN. Retí culo endoplasmático. Los procesos que
ocurren son: sí ntesis de lí pidos, sí ntesis de esteroides, etc.
9.- ¿Cuántos tipos de células se diferencian atendiendo a la fuente de carbono que
utilizan?
Además de energí a, las células necesitan una fuente de carbono para poder construir las
moléculas que la forman. Según cual sea esta fuente de carbono que utilicen, podemos
dividir las células en dos grandes grupos: autótrofas y heterótrofas. Autótrofas: son
células que utilizan el CO2 atmosf érico como fuente de carbono para construir sus
moléculas orgánicas. A este grupo pertenecen las células fotótrofas, entre las que se
encuentran muchas de las células vegetales que realizan la fotosí ntesis, y también las
quimiosintéticas, que realizan el proceso de quimiosí ntesis, entre las que se encuentran
bacterias como, por ejemplo, las bacterias incoloras del azufre. Heterótrofas son células
que utilizan como fuente de carbono las moléculas orgánicas. A este grupo pertenecen las
células animales, las de los hongos, etc. Estas células utilizan los compuestos orgánicos no
solo como fuente de carbono, sino también como fuente de energí a, por ello se las
denomina quimioheterótrofas.
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10.- ¿Cuáles son los principales intermediarios que participan en el metabolismo y qué
papel desempeñan?
En el metabolismo intervienen una serie de intermediarios cuyo papel es el de transportar
electrones, energí a y otros grupos quí micos activados desde unos procesos donde se
desprenden hasta otros en los que se requieren. Los principales intermediarios son: ATP
(adenosí n trifosfato): actúa como intermediario energético, transfiriendo energí a desde
unos procesos en los que se desprende (procesos catabólicos) hasta otros procesos en los
que se requiere (procesos anabólicos). Aunque el ATP es el compuesto que más se utiliza
en la transferencia de energí a, no es el único; hay otros nucleótidos que también se
emplean, como el GTP o el UTP. Dinucleótidos de adenina: entre los cuales destacan
principalmente: el NAD+, el NADP+ y el FAD. Estos coenzimas actúan transfiriendo
electrones e hidrogeniones desde los procesos en los que se desprenden hasta los procesos
en los que se requieren. Al captar los electrones y los protones que se desprenden en los
procesos catabólicos de oxidación, se reducen y, posteriormente, cuando los ceden, seoxidan. Coenzima A: actúa transportando cadenas hidrocarbonadas y, más
concretamente, radicales de ácidos orgánicos (acilos). El radical acilo se une mediante un
enlace tioéster con el azufre del grupo sulfhidrilo del CoA; este enlace es de alta energí a, y
su hidrólisis es muy exergónica.
11.- ¿Qué condiciones debe cumplir la regulación metabólica?
En las células se producen simultáneamente una enorme cantidad de reacciones
metabólicas (anabólicas y catabólicas), que están catalizadas por diferentes enzimas. Estas
reacciones están organizadas en rutas metabólicas. Cada una de estas rutas posee uno o
varios puntos de control, que se encargan de asegurar las necesidades que en cada instante
posee la célula. La regulación debe cumplir dos condiciones: Debe ajustarse a las
necesidades de la célula en cada instante. La célula produce la energí a, las macromoléculas
y los eslabones estructurales que necesita en cada momento, con independencia de la
abundancia en el medio. Es decir, lo que determina la velocidad del catabolismo es la
necesidad de ATP. Debe ser flexible con las variaciones de nutrientes que presenta el
medio en diferentes momentos.
12.- ¿Qué se entiende por metabolismo? ¿Qué procesos comprende?
El metabolismo es el conjunto de reacciones quí micas que se producen en las células y
mediante las cuales se transforman los nutrientes que llegan a ellas desde el exterior. El
metabolismo tiene dos finalidades: Que la célula obtenga energí a quí mica utilizable, que se
almacena en forma de ATP. Que la célula fabrique a partir de esos nutrientes sus propios
compuestos, que serán utilizados para fabricar sus estructuras celulares o para
almacenarlos como reserva. Por consiguiente, dentro del metabolismo se diferencian dos
tipos de procesos: el anabolismo y el catabolismo. El catabolismo comprende la fase
destructiva del metabolismo. Consiste en la oxidación de moléculas orgánicas reducidas,
que se convierten en otras más simples y oxidadas. Estas transformaciones desprendenenergí a, recogida en moléculas intermediarias de energí a como el ATP, o en forma de
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poder reductor en moléculas transportadoras de electrones (NADH, NADPH). El
anabolismo es la fase constructiva del metabolismo; mediante él se sintetizan moléculas
orgánicas. Esta sí ntesis se realiza a partir de moléculas simples y oxidadas, que se reducen
utilizando la energí a del ATP y el poder reductor (NADH, NADPH) que se obtuvieron en
el catabolismo.
13.- Enuncia los dos principios fundamentales de la termodinámica.
Los dos principios de la termodinámica son: El primer principio de la termodinámica es el
principio de la conservación de la energí a. Este principio establece que la energí a puede
ser convertida de una forma a otra, pero no se puede crear o destruir. En otras palabras:
la energí a total del universo es constante. El segundo principio de la termodinámica es el
aumento de la entropí a. Este principio establece que la entropí a del universo se
incrementa en un proceso espontáneo y se mantiene constante en un proceso que se
encuentra en equilibrio. Como universo = sistema + entorno, para cualquier proceso elcambio de entropí a del universo es la suma de los cambios de entropí a del sistema y de su
entorno. Matemáticamente este principio se puede expresar de la siguiente forma: Suniv.
= Ssist. + Sent. Si el proceso es espontáneo Suniv 0, para un proceso en equilibrio Suniv =
0
14.- ¿Qué caracterí sticas tienen en común los intermediarios transportadores que
intervienen en el metabolismo?
Todos los intermediarios transportadores que intervienen en el metabolismo presentan
una serie de caracterí sticas comunes, entre las cuales destacan las siguientes: Ocupan un
papel central en el metabolismo. Son muy versátiles e intervienen en numerosas reacciones
quí micas metabólicas. Son comunes a todos los organismos vivos. Son todos
ribonucleótidos de adenina. Es probable que su origen se encuentre en los comienzos de la
vida; posiblemente deriven de las primeras moléculas con capacidad catalí tica y de
duplicación: las ribozimas (ARN). Debido a su eficacia y versatilidad, se han mantenido
como coenzimas de los enzimas actuales (proteí nas).
15.- ¿Qué ventajas representa la compartimentación celular en el metabolismo?
La compartimentación celular se presenta en las células eucariotas, no así en las
procariotas, en las que no hay orgánulos membranosos diferenciados. En las células
eucariotas la existencia de sistemas de endomembranas permite compartimentar en
múltiples cavidades el volumen celular, con ello se logra que las numerosas reacciones
metabólicas, que se producen continuamente, y los enzimas que las catalizan no se
interfieran entre sí , teniendo cada una un lugar especí fico de acción. La
compartimentación es ventajosa, ya que permite separar rutas metabólicas, algunas de
ellas incompatibles, lo que favorece su control. Así por ejemplo, una célula puede realizar
al mismo tiempo la oxidación de ácidos grasos de cadena larga hasta acetil, y el proceso
inverso de reducción del acetil para formar ácidos grasos de cadena larga. Estos procesos,que son quí micamente incompatibles, se pueden realizar porque ocurren en diferentes
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lugares de la célula: la oxidación en las mitocondrias y la reducción en el hialoplasma. En
las células eucariotas los distintos orgánulos celulares (mitocondrias, núcleo, lisosomas,
etc) pueden ser considerados como compartimentos especializados, donde se encuentran
confinados enzimas relacionados funcionalmente, que realizan tareas especí ficas.
16.- Según cual sea la fuente de energí a que utilicen, ¿cuántos tipos de células se pueden
diferenciar? Pon algún ejemplo.
Atendiendo a la fuente de energí a que utilicen las células, las podemos dividir en dos
grupos: fototrofas y quimiotrofas. Fotótrofas son aquellas células que utilizan como fuente
de energí a la luz solar y la transforman en energí a quí mica. A este grupo pertenecen
muchas de las células vegetales, aquellas que realizan la fotosí ntesis. Quimiótrofas son las
que utilizan como fuente de energí a la energí a quí�