Ciclo de Krebs

Energía,catálisis y biosíntesis

El orden biológico es posible por la liberación de energía calórica desde las células.
En la célula se producen dos corrientes opuestas de reacciones químicas. Vía catabólica-degrada nutrientes en mol. pequeñas-liberando energía + moléculas pequeñas como precursores para la biosíntesis.
Vía anabólica-utiliza energía del catabolismo para dirigir la síntesis de las moléculas celulares.
El movimiento hacia el desorden es un proceso espontáneo que exige un esfuerzo espontáneo para revertirlo.
2º Ley de la termodinámica-
Los sistemas se modifican espontáneamente hacia configuraciones de mayor entropía. La energía se puede transformar e una forma a otra, pero no puede ser creada ni destruida.
Acoplamiento de producción de calor y aumento del orden molecular= metabolismo-
1ª Ley de la termodinámica. Las células utilizan enzimas para catalizar la oxidación de las mol. orgánicas en pequeñas etapas.
En una secuencia de reacciones se aprovecha la energía utilizable.
Las enzimas disminuyen las barreras que bloquean las reacciones químicas.
El aumento del desorden molecular se expresa
ediante el concepto de energía libre=G(Kcal/mol)
Reacciones acopladas
Glucosa+fructosa ---------- Sacarosa+5.5kcal/mol Resultado neto Reacción acoplada Glucosa+ATP --------- Glucosa 1P+ADP Glucosa 1P+ Fructosa ------ Sacarosa+P
-1.8kcal/mol Resultado neto- síntesis de sacarosa impulsada por hidrólisis del ATP Por energía calorica, las mol. están en mov. constante.
Exploran el espacio intracelular con mucha eficiencia, en distancias cortas.
Se desplazan en forma aleatoria en un proceso de difusión.
La constante de equilibrio gobierna todas las asociaciones o disociaciones que se producen dentro de las células.
Cuanto mayor sea la energía de enlace entre dos moléculas, mayor será la K de equilibrio y la probabilidad de que estas moléculas se unan.
MOLÉCULAS TRANSPORTADORAS
ATP-------transferencia de fosfatos
NADH Y NADPH-------transferencia de H
Acetil CoA------acetilo
Biotina carboxilo-------Grupo carboxilo
S-adenosilmetionina------Grupo metilo
Uridindifosfatoglucosa------Glucosa EL ATP (adenosintrfosfato)
El principal portador de energía de las células.
Acopla reacciones que necesitan E con otras que la liberan.
Prepara moléculas para reaccionar transfiriéndoles un grupo foLas enzimas.
Las enzimas incrementan considerablemente la velocidad de reacción de las células. Los transportadores transfieren electrones e H que se liberan en reacciones hacia otros sitios.
Secuencia ordenada de reacciones-VÍAS METABÓLICAS.
Existen mecanismos de regulación o control ordenado de las vías metabólicas. Energía de activación-Es la energía necesaria para alinear los grupos químicos reactivos, desestabilizar las cargas eléctricas brevemente reordenar, formar y romper enlaces.
Impulsa a los sustratos a estado de transición.
Mecanismos de reducción de la energía de activación-
Aumento de la C de un sustrato
0rientación molecular
Exclusión de agua
Modificación de las formas de la enzima y el sustrato
Mecanismos de control rigen la síntesis de enzimas y estimulan o inhiben la actividad de las existentes.
La función depende de la Temperatura ,pH y equilibrio salino.
Rutas metabólicas celulares-
Citosol-Glucólisis, glucogénesis, ruta del fosfogluconato, activación de aminoácidos, síntesis de ac. grasos
Ribosomas-Síntesis de proteínas RE-Síntesis de lípidos y esteroides, distribución de productos biosintéticos
Mitocondrias-Ciclo del ac.cítrico, fosforilacion oxidativa, oxidación de ac. grasos,catabolismo de aminoácidos
Microcuerpos-Sitio de las aminoácidoxidasas, catalasas
Complejo de Golgi-Formación de membranas y vesículas secretoras
Nucleolo-Síntesis del RNA ribosómico
Lisozomas-Enzimas hidrolíticas-fosfatasa ácida, ribonucleasa
Núcleo- Replicación de DNA, síntesis de RNA y proteínas nucleares
Membranas-Sistemas de transporte

RETÍCULO ENDOPLÁSMICO

El contenido de proteínas y lípidos de cada tipo de RE está bien caracterizado.

R.E.LISO-
proteínas específicas: hormonas esteroideas, citocomo 950-oxidación,
GLUCÓGENO---fosforilasa-GLUCOSA-1-FOSFATO--- glucosa-6-fosfatasa--GLUCOSA

R.E.RUGOSO-
Ensamble de ribosomas-proteínas secretadas por la célula,proteínas integrales de membrana y proteínas de organelos_A.G.,Lisozomas,, endosomas, vacuolas.
Ribosomas libres-proteínas del citoplasma,proteínas periféricas de la M.PP.y proteínas de mitocondrias o cloroplastos.
SECUENCIA DE SEÑALES EN EL N TERMINAL-Hipótesis de la señal
SÍNTESIS DE POLIPÉPTIDO- ENLACE DE RNAm A RIBOSOMA LIBRE
Polipéptido naciente--- se halla en proceso de síntesis
Reconocimiento de secuencia de señales por PRS=PARTÍCULA PARA RECONOCIMIENTO DE SEÑALES-actúa como etiqueta que permite al complejo -PRS-RIBOSOMA-POLIPÉPTIDO NACIENTE enlazarse a un receptor de PRS localizada en la sup. citoplasmática de la membrana celular.
Liberación de la PRS de la secuencia de señales- enlace GTP de la proteína enlazada e hidrólisis del GTP-
EL POLIPÉPTIOD NACIENTE ELIMINA EL N TERMINAL QUE CONTIENE EL PÉPTIDO SEÑAL -----Enzima proteolítica-"peptidasa señal"
-PEPTIDASA SEÑAL-Oligotransferasa-añade carbohidratos a la proteína naciente.
Proteíndisulfuro isomerasa-reacciones apropiadas de plegamiento.

TÉCNICAS DE ESTUDIO DE LAS CITOMEMBRANAS

Autorradiografía-Incubación de tej. pancreático en sol. con aminoácidos radiactivos.Incorporación de AA a enzimas digestivas ensambladas a los ribosomas.
Las proteínas sintetizadas se determinaron mediante autorradiografía- El R.E. es el sitio donde se sintetizan las proteínas.
Seguimiento de pulsos-
Pulso -breve periodo de incubación con material radiactivo que se incorpora a las proteínas.
Seguimiento-observación de movimientos de moléculas recién sintetizadas-ondas de material radiactivo.Resultado: definición de la vía biosintética secretoria reuniendo en una función integrada compartimientos membranosos aparentemente separados.
Aislamiento de fracciones subcelulares-
Homogeneización de células y aislamiento de tipos particulares de organelos mediante fraccionamiento.-MICROSOMAS
Las vesículas aisladas de la fracción microsómica son capaces de añadir diferentes azúcares al extremo de una cadena de carbohidratos en crecimiento de una glucoproteína o de un glucolípidos.
Mutantes genéticos- Células cultivadas con cromosomas diferentes.Estudio en levaduras que tiene menor número de genes.Ingeniería genética-proteínas intercambiables.

SISTEMAS DE MEMBRANA CITOPLASMÁTICA

Largos canales enlazados por membranas se ramifican a través del citoplasma para formar una red interconectada de conductos y sacos aplanados rodeados de membranas llamados cisternas.
Las estructuras membranosas del citoplasma forman organelos identificables en todas las células, desde levaduras hasta plantas y animales evolutivamente desarrollados.
La mayor parte de los vehículos que llevan materiales entre organelos son vesículas de transporte que se forman por gemación a partir de un compartimiento membranoso.
Estas vesículas se mueven en el citoplasma de manera dirigida, en vías formadas por elementos del citoesqueleto. Luego se fusionan con la membrana de un compartimiento diferente que acepta la carga soluble de la vesícula como su envoltura membranosa.
Se identifican diversas vías _ vía biosintética ,vía secretoria, vía endocítica-.
Secreción elemental- proceso de formación de la matriz extracelular y de la membrana plasmática.
Secreción regulada-gránulos secretorios rodeados de membrana.Se descargan en respuesta a un estímulo apropiado.
Vía endocítica-Opera en dirección opuesta transportando materiales del exterior de la célula a compartimientos en el interior( endosomas, lisOzomas)
SEÑALES SELECCIONADORAS Y CLASIFICACIÓN DE PROTEÍNAS POR RECEPTORES RESIDENTES-MAPEO

MEMBRANA PLASMÁTICA-BICAPA LIPÍDICA

Las células eucariotas tienen membranas internas que limitan compartimentos intracelulares.
Todas las membranas celulares están compuestas por lípidos y proteínas y comparten una estructura fundamental
Independientemente de su loalización.
Estructura-
Bicapa lipídica-espesor 50nm=50 a
Fosfolípidos-fosfatidilcolina
Las estructuras cerradas impiden la exposición de las colas hidrófobas con el agua.
1972-Modelo Mosaico Fluido
Las proteínas le confieren propiedades especiales.
Las tres clases de moléculas lipídicas son:
FOSFOLÍPIDOS
ESTEROLES
GLUCOLÍPIDOS

FUNCIONES-
Compartimentación
Barreras selectivamente permeables
Transporte de sust. con gradientes iónicos
Respuesta a señales externas-ligandos
Interacción intercelular
Andamiaje para reacciones químicas
Transducción de energía

COMPORTAMIENTO-La bicapa se comporta como un fluido bidimensional. FLEXIBILIDAD.
Flip-flop=salto de una capa a la otra de las proteínas, difusión lateral ,rotación de mol. lipídicas.
Grado de fluidez__Grado de compactación de las colas hidrocarbonadas (long. e insaturación)
Colesterol-endurece la capa lipídica, la torna más rígida y menos permeable

ASIMETRÍA-Se origina en la síntesis de sus compuestos en el RE.Enzimas de membrana expuestas al citosol.
Catalización por las flipasas-transferencia a la otra monocapa.
Cada monocapa concentra distintos tipos de moléculas.
Glucolípidos-mitad no citosólica-Aparato de Golgi.
Las células cuentan con dispositivos para confinar ciertas proteínas en dominios
específicos de la membrana.
LAS PROTEÍNAS DE MEMBRANA ACTÚAN COMO :
TRANSPORTADORES
ANCLAJE DE MOLÉCULAS A LA MEMBRANA
RECEPTORES
ENZIMAS

LOCALIZACIÓN DE LAS PROTEÍNAS DE MEMBRANA-
Transmembrana
Asociadas a la membrana
Unidas a lípidos por oligosacárido corto, por fuera de la membrana
Unidas a otras proteínas de la membrana
Proteínas del citosol

PORO HIDRÓFILO TRANSMEMBRANA=5 HÉLICES ALFA O LÁMINA BETA DE 16 CADENAS

CORTEZA CELULAR-
Red de proteínas fibrosas
Espectrina
Proteínas de unión intracelulares
Proteínas transmembranas específicas
Actina

LOS H. DE C. DE LA MEMBRANA-
Protegen la superficie celular de las agresiones mecánicas y químicas.
Adhesión y reconocimiento.
Oligosacáridos, glucoproteínas y proteoglucanos.
Lado no citosólico
Aspecto rugoso por absorción de agua.
Lecitinas-adherencia de neutrófilos

PARA EL CURSO DE QUÍMICA-CRONOGRAMA

4 de junio- Organización celular y niveles d estructuración: tisular, celular. subcelular y molecular.Origen de la célula eucariota.Evolución en el estudio de la Biología.
11 de junio-Microscopía -óptica, electrónica de trasmisión, electrónica de barrido.
18 de junio- Membrana celular-Estructura, composición, transporte a través e la membrana.
25 de junio-Transporte de iones y moléculas pequeñas, transporte regulado, transporte vesicular.Conceptualización.
16 de julio-Sistema de endomembranas-Retículo endoplásmico.
23 de julio-Aparato de Golgi. Vías de secreción constitutiva y regulada. Lizosomas. Vacuolas.
30 de julio-Conceptualización.
6 de agosto-Organelos transductores de energía-Mitocondria. Estructura y función.
13 de agosto-Citoplasto. Estructura y función.
20 de agosto-Fotosíntesis. Comparación entre fosforilación oxidativa y fotosíntesis.
27 de agosto- Conceptualización.
3 de setiembre-Citosol.Compartimentación celular.
10 de setiembre-Filamentos intermedios, microtúbulos, microfilamentos.Dinámica intracelular y comportamiento celular.
17 de setiembre-Comunicación intercelular y señales intracelulares. Receptores intracelulares.
24 de setiembre-Señalización de las plantas.
1 de octubre-Núcleo-ADN.Composición, estructura, duplicación y transcripción.
8 de octubre-El ciclo celular.Interfase y división.Mitosis y citocinesis
15 de octubre-Breves nociones sobre regulación del ciclo celular. Meiosis en el proceso de gametogénesis humana.
22 de octubre-Componentes del control celular. Control intracelular. Muerte celular programada.
29 de octubre-La célula como organismo y como parte de organismos.Clasificación de los seres vivos. Criterios de clasificación y relaciones evolutivas.Reinos y dominios.
5 de noviembre-Relojes moleculares.Proteínas y ácidos nucleicos.
12 de noviembreOrganización ecológica.Ecosistema. Flujo e energía.