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BIOQUÍMICA
RESPIRACION CELULAR
Las macromoléculas son la fuente de energía y de Carbono CHONPS. Nos bridan energía mediante la oxidación, por lo que es una reacción exergónica. Se regula mediante la homeostasis. El ATP es la moneda energética porque: Tiene alta energía: la unión de los grupos fosfatos por enlace fosfodiester, lo que hace que os O2 queden juntos. Al tener la misma carga (negativa) se van a repeler, esa energía de querer repelerse y no poder hacerlo queda conservada y cuando se rompe el enlace se libera la energía de repulsión. ATP tiene energía alta pero no tanto: hay moléculas con mayor energía pero no las usamos porque necesitamos más energía para sintetizarlos No se hidroliza espontáneamente: tiene energía de activación alta por lo que la velocidad de a reacción es lenta METABOLISMO Catabolismo: degradación de macromoléculas. Libera energía Anabolismo: sintetiza macromoléculas a partir de unas más pequeñas. Realiza trabajo por lo que necesita energía. Ej: enzimas y cofactores, NAD y NADH La adaptación del metabolismo depende del: ambiente comportamiento, organismo y señalización RUTAS METABOLICAS Y SU REGULACION La regulación enzimática determina la ruta. La velocidad del catabolismo viene controlada no por las concentraciones de de los elementos nutritivos adquesibles en el entorno celular sino por las necesidades instantáneas. Si aumento la actividad enzimática para promover una molécula en la que se define que ruta se toma, hago que tome dicha ruta y no la otra. RESPIRACIÓN Se puede hacer sin glicolisis. Es un proceso de oxidación llevado a cabo en la mitocondria (por su doble membrana interna muy impermeable y externa permeable) Etapas de extracción de energía mediante alimentos
Grasas: acidos grasos, glicerol Polisacáridos: glucosa y otros azucares Proteínas: aminoacidos Estos tres conllevan al Acetil CoA y de aquí se adentra a la respiración celular El organismo tiene múltiples formas de obtener el Acetil CoA, puede ser de lípidos o carbohidratos, y se pueden sintetizar muchos (generalmente lípidos) moléculas a partir de la misma. Ej: glucosa --- almidón--- glucosa --- piruvato--- Acetil CoA (catabolismo) --- Acetoacetil CoA --- Ac grasos --- triglicéridos (anabolismo) Metabolito alimentador: Acetil CoA. Empieza el ciclo La hidrolisis del Acetil CoA es mayor por su enlace tioester (mayor que el éster) por su capacidad energética y contenido de carbonos. Resonancia? Importa . ETAPAS DE RESPIRACION AEROBIA
- Producción de Acetil CoA: a partir de aminoácidos, ácidos grasos (de una vez producen ACA) o glucosa (primero pasa la glicolisis para producir piruvato, de ahí con una enzima pir deshid. sale CO2 y luego ACA)
- Oxidación de Acetil CoA: de ACA a citrato, libera CO2, se liberan electrones, y produce oxalacetato
- Transferencia de electrones y fosforilación oxidativa: se introduce NADH, FADH y electrones. Hay transferencia de electrones y de la fosforilación de ADP se produce ATP CICLO DE KREBS
- Se condensa (endergónica) el Acetil CoA + oxaloacelato a citrato. (se rompe el enlace tioester del Acetil CoA) Enzima: citrato sintasa ELG: -32.2 J/mol
- Citrato a isocitrato (libera H2O en el proceso) Enzima: aconitasa ELG: 13.3 endergónica (se nivela con la reacción muy exergónica de antes) Sale y entra agua
- Isotrato a Alfa ketoglutarato Enzima: isocitrato deshidrogenasa ELG: -20. Decarboxilación oxidativa (pierde C en forma de CO2). NAD(P) se reduce a NADPH
- Ketoglutarato a Succinil CoA Enzima: ketoglutarato deshidrogenasa ELG: -33. Descaboxilación oxidativa pierde COO¨ en forma de CO2. Entra CoA-SH, entra NAD y se reduce a NADH
Componentes 4 elementos fijos (complejo proteico) E elementos móviles: Ubiquinona (Q) y Citocromo C Pasos
1. El sustrato reducido se oxida, por lo que dona electrones 2. Los electrones se mueven para crear energía y así mover los H+ en contra del gradiente (hacia afuera) 3. esa energía se almacena como potencial electroquímico 4. ATP sintasa usa ese potencial para sintetizar ATP. Fosforila ADP a ATP Flujo de protones : ocurre del espacio intermembrana a la matriz, a favor de su gradiente y mediado por canales proteicos específicos. Genera la energía libro necesario para la síntesis del ATP. Se acopla a la fosforilación de ADP
El ciclo de Krebs genera dos factores reducidos FADH Y NADH.
- El NADH va a ser oxidado por el complejo 1. Transfiere electrones a la Ubiquinona (Q) y 4 H+ al espacio intramenbranal
- El complejo 2 que tiene el Succinato Deshidrogenasa oxida el FADH2 y transfiere sus electrones a la coenzima Q del complejo 3
- Los electrones que llegan del complejo 1 y 2 pasan por la Q al complejo 3. Este complejo oxida la Q y transporta 4 H al espacio intramembranal. Los electrones los treansfiere al Citocromo C.
- El Citocromo C transfiere los electrones al complejo 4. So oxida y transfiere electrones al O2, formando H2O y mandando 2 H al espacio intramenbranal REGULACION DE RESPIRACION Complejo proteico V o ATP sintasa: Tiene 3 pares de subunidades: alfa, beta y gama. Fsub0: genera energía mecánica mediante los giros. Esohace que la subunidad Gama (Y) rota, lo que le da energía a Fsub Fsub1: sintetiza ATP mediante fosforilazación. La enzima necesita cambiar conformación para que suelte ATP. Necesito fosfato (molécula inorgánica), ADP (sustrato) y energía La glicolisis produce cofactores (NAD) dependiente de O AGENTES QUE INTERVIENEN EN LA FOSFORILACION OXIDATIVA Inhibidores: moléculas que se pegan al sito activo. Ej: ATP sintasa Competitivos Acompetitivos Ejemplo: succinato
neutralizada por las proteínas histonas, iones metálicos y poliaminas. Enlace tioester: ompuestos que resultan de la unión de un sulfuro con un grupo acilo con la fórmula general R-S-CO-R'. Son un producto de la esterificación entre un ácido carboxílico y un tiol (en analogía a un grupo alcohol en los ésteres regulares). En bioquímica un tioéster conecta los grupos acetilo del acetil-CoA y malonil-CoA. El Grupo Acilo es un Grupo Funcional orgánico que posee la estructura (R-CO-). El Grupo Acilo deriva de los oxoácidos por eliminación de los Hidroxilos (-OH). cofactor es un componente de tipo no proteico que complementa a una enzima (que es una sustancia proteica). El cofactor tiene que estar presente en cantidades adecuadas para que la enzima pueda actuar, catalizando una reacción bioquímica. Son cofactores las coenzimas y los iones metálicos ∆G = ‒ 7,5 Kcal /mol (≡ 31,4 KJ /mol) La hidrólisis del acetil~CoA (el signo ~ indica que se trata de un enlace de alta energía) tiene un valor de ∆G (variación de energía libre de Gibbs) negativo elevado. ¿Por qué la selección natural ha elegido un enlace tioéster en lugar de un éster?.
La hidrólisis de un enlace tioéster es más favorable termodinámicamente que la de un éster de oxígeno, porque el enlace C=O no puede formar estructuras resonantes estables con el enlace C‒S; pero sí en sentido contrario: los electrones del enlace C‒S pueden formar estructuras resonantes con el enlace C=O. En consecuencia, el Acetil~CoA tiene un elevado potencial de transferencia de grupos acilo (la reacción es exergónica). El Acetil~CoA transporta grupos acilo de modo similar a como el ATP transporta grupos fosfato. http://www.info-farmacia.com/bioquimica/coenzima-a-funcion-b BIOMOLECULAR TRANSCRIPCION EN PROCARIOTAS De ADN a ARN en el núcleo. El gen es circular El ARNt es la que tiene forma de cruz. Hay una relación directa entre secuencia, forma y función. Se lee 3’ a 5’ y se polimeriza 5’ a 3’. ESTRUCTUTA GEN BACTERIANO Región reguladora (blanco ARN polimerasa), región estructural (lo que se transcribe) y región terminal. Es poli sincrónica: produce varias proteínas Es regulada por dos regiones: Upstream: contiene el promotor. Estos se les da números negativos porque van del promotor hacia la izquierda. PROMOTOR: tiene dos secuencias específicas: Secuencia consenso -10: caja TATATT Secuencia consenso -35: caja TAGACA Reconocidas por la RNA polimerasa. La fuerza de un promotor depende de cuánto se conserve la secuencia del consenso Subunidad flotante Sigma: reconoce las dos secuencias Subunidad Central: síntesis de RNA ARN Polimerasa en procariotas: Tiene dos subunidades Beta, Alfa y una Sigma
La caja TATA se considera parte de la región promotora, de -30 a 1 Inr (estala región 5’UTR), se le llaman elementos basales. Los elementos proximales incluyen la caja CCAAT y la caja rica en GGCGG, de -200 a -100. Unidad de transcripción: La región 3’ UTR tiene la secuencia de reconocimiento PoliA Proceso Inciacion: depende de factores de inciacion, se unen entre si y la ARNpol para producir complejo funcional, estas son las TFIID, TFII A&B. TFFIIA es necesario la estabilidad de TFIID. Enhancer Elongación: defosforilacion de la ARNpol. Se madura el Terminación maduración: splicing, se cortan los intron para dejar solo exones, ahí sale al citoplasma TRADUCCION El ARNt tiene secuencia de anticodonque se unen al ARNme en los ribosomas. Los ribosomas tienen 3 sitios donde el ARNt puede encontrar sus codones correspondientes: A (corriente arriba, codón de terminación UGA), P (AUG inicio), E (corriente abajo). Inicacion: sitio P, metimetiona como primer anticodon de ARNt Elongación: la cadena polipeptidica se ectiende Terminación: sitio A CONTINUACION REPASO RESPIRACION Primer paso: producción de acetil coa Según paso: fase oxidativa por medio de ciclo de Krebs. Tercer paso: fosforilación oxidativa. Objetivo. Sintetizar ATP por cadena de trasporte de electrones. Estos con el ciclo de Krebs generan NADH. En el primer complejo se oxida a NAD. Los electrones pasan de complejo a complejo hasta llegar al cuarto, ahí el ultimo aceptor es el O2. Con ese transporte de e se formó un gradiente de hidrogeniones, que pasan de afuera hacia adentro por el complejo ATP sintasa. ¿Cómo funciona? Hidrogeniones de afuera hacia adentro por los complejos transportes Modulación alostérica. Diferentes sito activo con interaccion débiles. Mayor, menor actividad enzimtica Inh: CO
Vías alternas DNP: se desprotona. No atp sintasa Proteínas desacopladoras. No atp sintasa termigenina. Todo lo que afecte gradiente de electrones es descaopladror En amnas la energía la disipo en forma de calor, temp corporal aumenta Malonato parecido al succinato. Inh competitivo. Km disminuye, ck disminuye velocidad METABOLISMO CARB POST INGESTA: Alta: glucosa, insulina, (vías dependeienres de insulina). La glucosa entra a la celula de los tejidos musculae, hepático y adiposo. Tejido muscular y adiposo: GLUT 4modula act por insulina. Hepático: km alto. Solo en hiperglicemia entra gluc.primero, toca fosforizar con hexoquinasa 4 Diesino:
- via pentosa fostasto. Produce ribosa 5 fos… nuceotidos. G6PD. INDIRECTAMENTE FAV POR INSUINA. NAD. ATP. MAS CONCEN MITROCONDIAL NADPH. MOLECULAS MAYOR CONCEN CITOSILOCA
- glucogeno (glucogenogenesis). Neceisto UDP glucosa (la formo a partir de UTP y glucosa 1 fosfato). Enz glucógeno sintasa y ramificante activa isnulna desforsfor por fosfatasa. Glucafon forma activa fosfo por quinasas.
- Glicolisis. Fase preparatoria. De fruc 6p a fruc 1, 6 bisp es PFK 1 (ATP a ADP). La enz regulada alosterica positiva o activada por (no regulación covante, genómica ni energética) la F26BP. Neg para la otra rac De fruc 1, 6 bisp a fruc 6p es FBasa 1 (ADP a ATP). Triosas la primera (dhap) va pa lípidos. La segunda (glice 3 p)va pa piruvato con facteres reduc y atp. Entonces, oxidación y fosfor inor, Final glico 2 adp y nadph Primer punto de control
