unidad 2 bioenergetica

Fctad. Química FarmacéuticaDpto de Farmacia

Cátedra de BioquímicaProfesor: Rafael Salamanca F.

Spbre 28 de 2012

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIACurso de Bioquímica UNIDAD 2:

Tema(s) a desarrollar 1. Bioenergética.2. Ciclo de los ácidos tricarboxílicos.3. Cadena transportadora de electrones.

Subtemas Conceptos fundamentales de metabolismo. Relaciones Termodinámicas,

compartimentalización mitocondrial y compuestos ricos en energía. Estructura y funcionamiento del ciclo de los ácidos tricarboxílicos. Control

metabólico del ciclo. Inhibidores enzimáticos. Fosforilación a nivel del sustrato. Reacciones anapleróticas. Procesos anfibólicos

Estructura y fundamentación del transporte de electrones. Fosforilación oxidativa. Inhibidores, desacopladores y aceptores artificiales del transporte de electrones. ATP sintetasa. Citocromo P450 y metabolismo de xenobióticos. Sistemas de Lanzadera. Radicales libres. Mecanismos antioxidantes.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS (Competencias, unidad 2)Al finalizar esta unidad, el estudiante estará capacitado para:

1. Describir procesos endergónicos, exergónicos y su importancia biológica.2. Citar y describir mecanismos biológicos para la producción de ATP.3. Describir la fosforilación a nivel de sustrato4. Describir la fosforilación oxidativa – teoría quimiosmótica.5. Escribir la estructura química del ATP, describir su importancia y función

termodinámicas6. Representar el ATP y otros nucleótidos mediante modelo de barras y letras. Dibujar la

mitocondria, indicando el nombre de cada uno de sus compartimientos y las características de permeabilidad y transporte de sus membranas

7. Respecto a la cadena transportadora de electrones: indicar su localización, organización, función y constituyentes.

8. Escribir la acción e importancia de citocromos intra y extramitocondriales.9. Relacionar el ATP con el trabajo biológico.10. Describir la acción e importancia biológica de oxidasas, mono y dioxigenasas,

peroxidasas y catalasas11. Describir la importancia biológica del oxígeno, mencionar especies reactivas derivadas

del oxígeno, mencionar oxidantes vs antioxidantes biológicos, describir el stress oxidativo y mencionar procesos biológicos con los cuales esta relacionado.

12. Describir algunas características generales del metabolismo: anabolismo, catabolismo, oxidación , y relacionarlo con las moléculas combustibles

13. Describir el TCA, y su importancia metabólica

TRABAJO DE ACOMPAÑAMIENTO: Bioenergética.

Nota: Tener en cuenta el “documento cero” Estudie la sesión de diapositivas que acompañan esta unidad. Ud debe asignarle el

título a cada una de éllas.

TRABAJO DE ACOMPAÑAMIENTO: Bioenergética

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Nota: Estudie la sesión de diapositivas que acompañan esta unidad. Ud debe asignarle el título a cada una de éllas.

1- Mediante esquemas:A- Para sistemas autótrofos, represente cómo obtiene energía B- Idem para sistemas heterótrofos

Debe aparecer, fuentes de energía, procesos para ‘cosechar energía, para que se utiliza esa energía’

1. “..sistemas heterótrofos como el hombre, se alimentan con moléculas orgánicas –carbohidratos, lípidos, proteínas- que son metabolizadas para obtener energía, la cual utilizan en diferentes procesos…”Mediante un esquema, -omitir reacciones-, ilustre la afirmación anterior.Asumir condiciones de aerobiosisAsumir condiciones de anaerobiosis

2. Hacer una tabla de ordenada compuestos de importancia biológica “ricos en energía”, explicarla y subrayar los más ricos y los menos ricos. Explique.

3. Mediante un esquema, represente la relación entre el TCA, y la FOX Hacer una tabla ordenada de potenciales de reducción para compuestos de importancia biológica, explicarla y subrayar los más oxidantes y los más reductores. Explique.

4. Hacer un dibujo de la mitocondria, ubicar en él los diferentes compartimentos, y el lugar donde se llevan acabo los siguientes procesos: Transporte de electrones, síntesis de ATP, transporte mediado de metabolitos

5. A. Mediante un dibujo, represente el TCA, y su función –evite estructuras químicas- Sea precisoB. En un dibujo represente los compartimientos mitocondriales y dónde de realiza TCA, y FOX

6. Mediante un dibujo, represente la FOSFORILACION OXIDATIVA (asuma teoría quimio-osmótica). Se debe apreciar claramente en su dibujo: compartimentalización, orientación, localización, estequiometría, origen y meta de electrones, componentes, producción y exportación de ATP.

7. Mediante un dibujo, represente la producción de ATP en la mitocondria, la exportación de ATP, su uso biológico, la generación de ADP, Pi y su importación.

8.a. Con base en un ejemplo real (una reacción biológica), y mediante un diagrama de

energía potencial (G vs Progreso de la reacción), donde se identifiquen los componentes ender y exergónicos, represente la producción de ATP, por “fosforilación a nivel de sustrato” (diferente a Piruvato cinasa). Adicionalmente escriba la reacción total, – que debe incluir el nombre de la enzima implicada-, (diferente a Piruvato cinasa).

b. Idem, para la FOSFORILACION OXIDATIVA.9. Escriba solo 5 diferencias entre la FOSFORILACION OXIDATIVA y la “fosforilación a

nivel de sustrato” (Máximo 6 renglones.10. Respecto a la C.T.E. mitocondrial, (FALSO O VERDADERO). Si falso, corregir en el

espacio ofrecido__ En ella no encontramos sustancias lipídicas.________________________________________________________________________________________________________________________________________ El flujo de los electrones es del sector electronegativo hacia el electropositivo.________________________________________________________________________________________________________________________________________ En ella encontramos proteínas conjugadas que cuando tienen Fe, siempre esta en forma hémica, como es el caso de los citocromos.___________________________________________________________________

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__ El citocromo c transfiere electrones al oxígeno.___________________________________________________________________

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__ Tiene como FUNCIÓN ÚNICA, la transferencia de electrones desde coenzimas reducidas hasta O2.______________________________________________________________________________________________________________________________________

__ SIEMPRE transfiere 2 electrones al O2

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11. Las reacciones catalizadas por hidroxilasas de función mixta se diferencian de las catalizadas por deshidrogenasas en que (sólo 2 diferencias)_____________________________________________________________________________________________________________________________.

12. Mencione SOLO tres características comunes a las reacciones catalizadas por hidroxilasas de función mixta, Presente 2 ejemplos de esas reacción, indicando en qué procesos biológicos están comprometidas

1__________________________________________________________________2.__________________________________________________________________3.__________________________________________________________________

15. Referido a especies reactivas derivadas del O2 (ROS):

a- Consisten en: ______________________________(2 renglones)b- Cuatro de èllas son (nombre y estructura qca.): ___________________________c- Escribir la reacción de Haber-Weis, la de Fenton, y la mediada por la superóxido

dismutasa, y citar en un renglón respectivamente, su importancia.d- Se consideran nocivas para la salud porque están implicadas en procesos patológicos

tales como; (mencione sólo cuatro).También se consideran benéficas porque están implicadas en procesos biológicos tales como: (Mencione 1).e. La acción antioxidante de ferritina y seruloplasmina es explicable porque: (2 renglones)

e. Para protegerse de la acción deletérea de ROS, el organismo dispone de las siguientes herramientas: (mencione solo 6)

16. RESPECTO AL TCA- Desde el punto de vista termodinámico es importante porque: (2 renglones)-Para que marche a plenitud, requiere del funcionamiento correcto de la fosforilación oxidativa porque (2 renglones).- Por revolución, se consume__ mol de ACoA, se produce__mol de FADH, __ mol de GTP, __ mol de NADH, lo que por fosforilación oxidativa –y si GTP=ATP-, representaría __ ATP producidos en total

17. La membrana interna de la mitocondria es selectiva para el paso de muchas sustancias, incluidos los protones, las coenzimas reducidas y los metabolitos iónicos. Mediante un dibujo en el cual se pueda observar localización y función (qué transportan y en qué dirección), mencionar 6 tipos de traslocasas e indique qué transportan (dirección).Igualmente represente las lanzaderas malato-aspartato y glicerol-P deshidrogenasa, e indique para qué sirven, y por qué razón una es más eficiente que la otra-cuál?- en cuanto a producción de ATP se refiere.18. Escribir la estructura del complejo MgATP1-, y señalar los fosfatos α, β, γ.

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