Metabolismo: Catabolismo
#(fuente propia)
Se denomina metabolismo al conjunto de reacciones químicas que ocurren en el interior de la célula y causan transformaciones de las biomoléculas y a su vez se obtienen energía y materia.
Dentro de este proceso se distinguen dos tipos de procesos denominados anabolismo y catabolismo, en el primero las moléculas complejas se sintetizan a partir de moléculas más pequeñas, gastando energía; en cambio, el segundo es un proceso de transformación de moléculas complejas en moléculas más sencillas, se libera energía que ese almacena en forma de ATP.
CATABOLISMO
#(fuente propia)
-En esta imagen resumo brevemente que el catabolismo son reacciones de degradación y oxidación, se desprende energía tras estás reacciones, a partir de muchos sustratos diferentes se forman casi siempre los mismos productos, principalmente CO2, ácido pirúvico y etanol. Se desarrolla en un conjunto de vías metabólicas convergentes.
Todos los seres vivos necesitan aportar a sus células muchos tipos diferentes de átomos. Según la fuente de carbono pueden distinguirse dos tipos de metabolismo:
-M. autótrofo. Si la fuente de carbono es el CO2.
-M.heterótrofo. Si la fuente es la misma materia orgánica, como glucosa, proteínas o triglicéridos, es decir carbono orgánico.
Con respecto a las distintas fuentes de energía en las reacciones metabólicas podemos encontrar dos procesos distintos:
-Fotosíntesis. Si la fuente de energía es la luz.
-Quimiosíntesis. Si se trata de la energía desprendida en reacciones químicas.
ATP
#(fuente propia)
El adenosín-trifosfato o ATP es un nucleótido que actúa en el metabolismo como molécula energética, almacena y cede energía, se considera la < moneda energética > , interviene en todas las reacciones metabólicas de biosíntesis de moléculas. Este compuesto se puede sintetizar de dos formas:
-Fosforilación a nivel de sustrato. Ocurre en la glucólisis y en el ciclo de Krebs, los enlaces de esta biomolécula se rompen liberando energía.
-Reacción enzimática con ATP-sintetasa. Ocurre en las crestas de las mitocondrias y en los tilacoides de los cloroplastos, estas enzimas sintetizan ATP cuando los protrones se mueven por el interior de ésta.
Además si esta molécula no se necesita inmediatamente, se puede almacenar otras biomoléculas como el almidón, glucógeno y triglicéridos.
CINÉTICA ENZIMÁTICA
#(fuente propia)
-En las células se producen numerosas reacciones químicas, en unas se sintetizan y en otras se degradan, las sustancias que intervienen para controlar este tipo de reacciones se denominan biocatalizadores o enzimas.
La energía, expresada en calorías, necesaria para llevar un mol de molécula de una sustancia hasta el estado de transición, a una determinada temperatura se denomina energía de activación.
Se pueden distinguir dos tipos de catabolismo:
RESPIRACIÓN CELULAR
#(fuente propia)
-En esta imagen esquematizo la respiración celular que ocurre en una célula a través de una mitocondria.
El primer proceso que ocurre es la glucólisis en esta ruta se introducen 2 glucosas y 2 ATP , y se obtiene ácido pirúvico y 2 ATP, en el caso de las eucariotas se transforma en AcetilCoA y se introduce en la mitocondria; en cambio, en las procariotas ocurre todo el proceso en el citosol.
Tras esto el AcetilCoA se dirige a la matriz mitocondrial para introducirse al ciclo de Krebs en este proceso en AcetilCoA se une al ácido oxalacético y comienza el ciclo obteniendo 1ATP por vuelta y otros grupos químicos
#(fuente propia)
El último proceso de esta respiración celular es la cadena transportadora de electrones donde se obtiene la mayoría de la energía. Primero ocurre el transporte de los electrones en la cadena respiratoria compuesta por una serie de complejos proteicos que ayudan a transportar. Tras esto ocurre la quimiosmosis donde la energía perdida por los electrones se utiliza en tres puntos concretos de la cadena (ATP-sintetasa). Por último la fosforilación oxidativa donde gracias a las ATP-sintetasas se generan grupos fosfato (ATP).
FERMENTACIÓN
#(fuente propia)
La fermentación es un proceso catabólico en el que, a diferencia de la respiración, no interviene la cadena respiratoria ni el ciclo de Krebs. Es un proceso en el que el último aceptor de electrones es un compuesto orgánico y la síntesis de ATP ocurre a nivel de sustrato. Se pueden distinguir entre anaerobio facultativo y estricto. Existen cuatro tipos de fermentación, alcohólica, láctica, butírica y pútrida. También decir, que es un proceso donde se consiguen 2ATP sinónimo de poca energía.
OTRAS RUTAS CATABÓLICAS
#(fuente propia)
Catabolismo de lípidos: gran importancia ya que es un combustible orgánico, principal vía metabólica de obtención de energía es la oxidación de ácidos grasos (lipasas, fosfolipasas, glicerina).
Hélice de Lynen se obtiene energía a partir de los ácidos grasos.
Catabolismo proteínas: aminoácido acumulados si tienen función energética, ocurre un proceso, separación grupos aminos (transaminación y desanimación oxidativa), eliminación de los grupos aminos y transformación del resto resultante en ácido pirúvico, aceite-coenzima A o en algún compuesto del ciclo de Krebs.
Catabolismo por respiración de ácidos nucleicos: degradados hasta nucleótidos, posteriormente otras enzimas rompen los nucleótidos en moléculas pentosas, base nitrogenada y grupo fosfato, éstos aportan otros productos energéticos.
ENZIMAS
#(fuente propia)
Las enzimas o biocatalizadores , es decir, los catalizadores de las reacciones biológicas, la mayoría de ellas son proteínas globulares, éstas cumplen una serie de características, aceleran la reacción, no se consumen durante la reacción; además se diferencian de los catalizadores biológicos en la alta especificidad, la alta actividad y presentan una masa molecular muy elevada.
La actividad enzimática, explica como las enzimas aceptan sustancias denominadas sustratos, se unen mediante enlaces débiles formando complejos enzima-sustrato, según el número de sustratos que se unen a la enzima se diferencia entre reacciones con un solo sustrato y reacciones con dos sustratos.Este complejo se une debido a los radicales de algunos aminoácidos, esta región de la enzima que se une al sustrato se denomina centro activo. Constituye una parte muy pequeña, tiene una estructura tridimensional, formados por aminoácidos (de fijación y catalizadores) y algunos presentan afinidad química por el sustrato.
Entre la enzima y el sustrato existe una alta especificidad. Esta especificidad puede presentarse de distintas formas:
-Modelo de complementariedad: sustrato se complementa con la enzima.
-Modelo de ajuste inducido: enzima modifica su forma para poder adaptarse al sustrato.
-Modelo de apretón de manos: enzima y sustrato modifican su forma para adaptarse.
-Estopuede ocurrir en varios grados. E.absoluta (enzima sobre sustrato), E.de grupo (enzima reconoce grupo de moléculas) y E. de clase (enzima actúa depende tipo de enlace y no tipo de molécula).
- En este proceso se puede medir la velocidad con la que ocurre ( cinética enzimática).
#(url)
Ha esta actividad enzimática le afectan una serie de factores:
-Temperatura: se suministra energía calorífica, esto aumenta la movilidad de las moléculas y ,por tanto, la velocidad de reacción.
-pH: contrala el nivel de las enzimas, si se sobrepasa ese límite éstas se desnaturalizan.
-Inhibidores: sustancias que disminuyen la actividad de una enzima o bien impiden completamente su actuación. Tipos: irreversibles, reversible competitiva, reversible no competitiva y bloqueo complejo.
-Las coenzimas son cofactores (no proteína) orgánicos, que actúan como transportadoras de grupos químicos (ATP, NADH), y se pueden distinguir dos tipos, de oxidación y reducción y de transferencia.
-Las vitaminas también tienen función de coenzima, se dividen en v. liposolubles (A, D, E, K) y v. hidrosolubles (complejo B, C)
-Las enzimas se pueden clasificar en seis grupos, según la función que ejercen:
-Oxidoreductoras: canalizan reacciones de oxidación o reducción del sustrato.
-Transferasas: transfieren radicales de sustrato a otros.
-Hidrolasas: rompen enlaces con la adición de una molécula de agua que se esciende.
-Liasas: separan grupos sin intervención de agua.
-Isomerasas: canalizan reacciones de cambio de posición, de una parte a otra de la misma molécula.
-Ligasas y sintetasas: canalizan la unión de moléculas o grupos, con la energía proporcionada por la desfosforilación del ADN.
Preguntas: Catabolismo
Se denomina metabolismo al conjunto de reacciones químicas que ocurren en el interior de la célula y causan transformaciones de las biomoléculas y a su vez se obtienen energía y materia.
Dentro de este proceso se distinguen dos tipos de procesos denominados anabolismo y catabolismo, en el primero las moléculas complejas se sintetizan a partir de moléculas más pequeñas, gastando energía; en cambio, el segundo es un proceso de transformación de moléculas complejas en moléculas más sencillas, se libera energía que ese almacena en forma de ATP.
CATABOLISMO
-En esta imagen resumo brevemente que el catabolismo son reacciones de degradación y oxidación, se desprende energía tras estás reacciones, a partir de muchos sustratos diferentes se forman casi siempre los mismos productos, principalmente CO2, ácido pirúvico y etanol. Se desarrolla en un conjunto de vías metabólicas convergentes.
Todos los seres vivos necesitan aportar a sus células muchos tipos diferentes de átomos. Según la fuente de carbono pueden distinguirse dos tipos de metabolismo:
-M. autótrofo. Si la fuente de carbono es el CO2.
-M.heterótrofo. Si la fuente es la misma materia orgánica, como glucosa, proteínas o triglicéridos, es decir carbono orgánico.
Con respecto a las distintas fuentes de energía en las reacciones metabólicas podemos encontrar dos procesos distintos:
-Fotosíntesis. Si la fuente de energía es la luz.
-Quimiosíntesis. Si se trata de la energía desprendida en reacciones químicas.
ATP
El adenosín-trifosfato o ATP es un nucleótido que actúa en el metabolismo como molécula energética, almacena y cede energía, se considera la < moneda energética > , interviene en todas las reacciones metabólicas de biosíntesis de moléculas. Este compuesto se puede sintetizar de dos formas:
-Fosforilación a nivel de sustrato. Ocurre en la glucólisis y en el ciclo de Krebs, los enlaces de esta biomolécula se rompen liberando energía.
-Reacción enzimática con ATP-sintetasa. Ocurre en las crestas de las mitocondrias y en los tilacoides de los cloroplastos, estas enzimas sintetizan ATP cuando los protrones se mueven por el interior de ésta.
Además si esta molécula no se necesita inmediatamente, se puede almacenar otras biomoléculas como el almidón, glucógeno y triglicéridos.
CINÉTICA ENZIMÁTICA
-En las células se producen numerosas reacciones químicas, en unas se sintetizan y en otras se degradan, las sustancias que intervienen para controlar este tipo de reacciones se denominan biocatalizadores o enzimas.
La energía, expresada en calorías, necesaria para llevar un mol de molécula de una sustancia hasta el estado de transición, a una determinada temperatura se denomina energía de activación.
Se pueden distinguir dos tipos de catabolismo:
RESPIRACIÓN CELULAR
-En esta imagen esquematizo la respiración celular que ocurre en una célula a través de una mitocondria.
El primer proceso que ocurre es la glucólisis en esta ruta se introducen 2 glucosas y 2 ATP , y se obtiene ácido pirúvico y 2 ATP, en el caso de las eucariotas se transforma en AcetilCoA y se introduce en la mitocondria; en cambio, en las procariotas ocurre todo el proceso en el citosol.
Tras esto el AcetilCoA se dirige a la matriz mitocondrial para introducirse al ciclo de Krebs en este proceso en AcetilCoA se une al ácido oxalacético y comienza el ciclo obteniendo 1ATP por vuelta y otros grupos químicos
El último proceso de esta respiración celular es la cadena transportadora de electrones donde se obtiene la mayoría de la energía. Primero ocurre el transporte de los electrones en la cadena respiratoria compuesta por una serie de complejos proteicos que ayudan a transportar. Tras esto ocurre la quimiosmosis donde la energía perdida por los electrones se utiliza en tres puntos concretos de la cadena (ATP-sintetasa). Por último la fosforilación oxidativa donde gracias a las ATP-sintetasas se generan grupos fosfato (ATP).
FERMENTACIÓN
La fermentación es un proceso catabólico en el que, a diferencia de la respiración, no interviene la cadena respiratoria ni el ciclo de Krebs. Es un proceso en el que el último aceptor de electrones es un compuesto orgánico y la síntesis de ATP ocurre a nivel de sustrato. Se pueden distinguir entre anaerobio facultativo y estricto. Existen cuatro tipos de fermentación, alcohólica, láctica, butírica y pútrida. También decir, que es un proceso donde se consiguen 2ATP sinónimo de poca energía.
OTRAS RUTAS CATABÓLICAS
Catabolismo de lípidos: gran importancia ya que es un combustible orgánico, principal vía metabólica de obtención de energía es la oxidación de ácidos grasos (lipasas, fosfolipasas, glicerina).
Hélice de Lynen se obtiene energía a partir de los ácidos grasos.
Catabolismo proteínas: aminoácido acumulados si tienen función energética, ocurre un proceso, separación grupos aminos (transaminación y desanimación oxidativa), eliminación de los grupos aminos y transformación del resto resultante en ácido pirúvico, aceite-coenzima A o en algún compuesto del ciclo de Krebs.
Catabolismo por respiración de ácidos nucleicos: degradados hasta nucleótidos, posteriormente otras enzimas rompen los nucleótidos en moléculas pentosas, base nitrogenada y grupo fosfato, éstos aportan otros productos energéticos.
ENZIMAS
#(fuente propia)
Las enzimas o biocatalizadores , es decir, los catalizadores de las reacciones biológicas, la mayoría de ellas son proteínas globulares, éstas cumplen una serie de características, aceleran la reacción, no se consumen durante la reacción; además se diferencian de los catalizadores biológicos en la alta especificidad, la alta actividad y presentan una masa molecular muy elevada.
La actividad enzimática, explica como las enzimas aceptan sustancias denominadas sustratos, se unen mediante enlaces débiles formando complejos enzima-sustrato, según el número de sustratos que se unen a la enzima se diferencia entre reacciones con un solo sustrato y reacciones con dos sustratos.Este complejo se une debido a los radicales de algunos aminoácidos, esta región de la enzima que se une al sustrato se denomina centro activo. Constituye una parte muy pequeña, tiene una estructura tridimensional, formados por aminoácidos (de fijación y catalizadores) y algunos presentan afinidad química por el sustrato.
Entre la enzima y el sustrato existe una alta especificidad. Esta especificidad puede presentarse de distintas formas:
-Modelo de complementariedad: sustrato se complementa con la enzima.
-Modelo de ajuste inducido: enzima modifica su forma para poder adaptarse al sustrato.
-Modelo de apretón de manos: enzima y sustrato modifican su forma para adaptarse.
-Estopuede ocurrir en varios grados. E.absoluta (enzima sobre sustrato), E.de grupo (enzima reconoce grupo de moléculas) y E. de clase (enzima actúa depende tipo de enlace y no tipo de molécula).
- En este proceso se puede medir la velocidad con la que ocurre ( cinética enzimática).
Ha esta actividad enzimática le afectan una serie de factores:
-Temperatura: se suministra energía calorífica, esto aumenta la movilidad de las moléculas y ,por tanto, la velocidad de reacción.
-pH: contrala el nivel de las enzimas, si se sobrepasa ese límite éstas se desnaturalizan.
-Inhibidores: sustancias que disminuyen la actividad de una enzima o bien impiden completamente su actuación. Tipos: irreversibles, reversible competitiva, reversible no competitiva y bloqueo complejo.
-Las coenzimas son cofactores (no proteína) orgánicos, que actúan como transportadoras de grupos químicos (ATP, NADH), y se pueden distinguir dos tipos, de oxidación y reducción y de transferencia.
-Las vitaminas también tienen función de coenzima, se dividen en v. liposolubles (A, D, E, K) y v. hidrosolubles (complejo B, C)
-Las enzimas se pueden clasificar en seis grupos, según la función que ejercen:
-Oxidoreductoras: canalizan reacciones de oxidación o reducción del sustrato.
-Transferasas: transfieren radicales de sustrato a otros.
-Hidrolasas: rompen enlaces con la adición de una molécula de agua que se esciende.
-Liasas: separan grupos sin intervención de agua.
-Isomerasas: canalizan reacciones de cambio de posición, de una parte a otra de la misma molécula.
-Ligasas y sintetasas: canalizan la unión de moléculas o grupos, con la energía proporcionada por la desfosforilación del ADN.
Preguntas: Catabolismo
7.- ¿Qué es el ATP? ¿Qué misión fundamental cumple en los organismos? ¿En qué se
parece(químicamente a los ácidos nucleicos? ¿Cómo lo sintetizan las células (indicar
dos procesos).
El ATP es un nucleótido que actúa en el metabolismo como molécula energética, almacena y cede energía. Químicamente se parece a los ácidos nucleicos principalmente porque está compuesto por una base adenina. La síntesis de ATP se puede realizar de dos formas distintas, por fosforilación a nivel de sustrato o por reacción enzimática con ATP-sintetasas.
El ATP es un nucleótido que actúa en el metabolismo como molécula energética, almacena y cede energía. Químicamente se parece a los ácidos nucleicos principalmente porque está compuesto por una base adenina. La síntesis de ATP se puede realizar de dos formas distintas, por fosforilación a nivel de sustrato o por reacción enzimática con ATP-sintetasas.
12.- Define en no más de cinco líneas el concepto de "Metabolismo", indicando su fun-
ción biológica.
El metabolismo se define como el conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de las células que conducen a la transformación de unas biomoléculas en otras con el fin de obtener materia y energía para llevar acabo las funciones vitales (nutrición, relación y reproducción).
13.- Indique qué frases son ciertas y cuáles son falsas. Justifique la respuesta:
17.- Explica brevemente si la proposición que sigue es verdadera o falsa. El ATP es una molécula dadora de energía y de grupos fosfatos.
La afirmación es verdadera, ya que el ATP es un nucleótido que almacena y cede energía, cuando se hidroliza y sufre una desfosforilación cediendo fósforos.
20.- Esquematiza la glucólisis:
a) Indica al menos, sus productos iniciales y finales.
La glucólisis es un proceso que comienza con la glucosa (2) que se esciende en dos moléculas de ácido pirúvico y la energía liberada se utiliza para formar dos moléculas de (2) ATP.
b) Destino de los productos finales en condiciones aerobias y anaerobias. c) Localización del proceso en la célula.
En condiciones anacrónicas los productos se desplaza al citosol. En condiciones aeróbicas los productos se desplazan hacia el ciclo de Krebs.
21.- Una célula absorbe en moléculas de glucosa y las metaboliza generando 6n molécu- las de CO2 y consumiendo O2 .¿ Está la célula respirando ? ¿Para qué? ¿participa la
matriz mitocondrial? ¿Y las crestas mitocondriales?.
Sí, para conseguir energía en forma de ATP y realizar funciones, sí interviene la matriz mitocondrial porque es una respiración y en ella ocurre el ciclo de Krebs. Las crestas mitocondriales también actúan ya que el último paso que interviene es la cadena transportadora de electrones que se realiza en las crestas mitocondriales.
22.- ¿Qué ruta catabólica se inicia con la condensación del acetil-CoA y el ácido oxala- cético, y qué se origina en dicha condensación? ¿De dónde provienen fundamentalmente cada uno de los elementos? ¿Dónde tiene lugar esta ruta metabólica?.
Se comienza el ciclo de Krebs, en dicha condensación se obtiene más energía y se obtiene más ATP. El acetil CoA proviene del paso intermedio entre la glucólisis y el ciclo de Krebs tras atravesar las membranas, y el ácido oxalacético se obtiene del ciclo de Krebs. Esta ruta metabólica tiene lugar en la matriz mitocondrial.
27.- Describa el proceso de transporte electrónico mitocondrial y el proceso acoplado de fosforilación oxidativa. Resuma en una reacción general los resultados de ambos procesos acoplados. A la luz de lo anterior, ¿Cuál es la función metabólica de la cadena respiratoria? ¿Por qué existe la cadena respiratoria? ¿Dónde se localiza?.
El transporte de electrones o también denominado cadena respiratoria está constituida por una serie de moléculas, básicamente proteicas, englobadas de forma ordenada en la membrana interna de las mitocondrias de las células eucariotas. Cada una de estas moléculas acepta electrones de la molécula anterior, por lo que se oxida, estos electrones proceden de los NADH y los FADH2 que al ceder esos electrones pasan a ser coenzinas oxidadas.
En el proceso de fosforilación oxidativa las ATP sintetasas están constituidas por cuatro partes, cada una de ellas está formada por varias subunidades polipeptídicas. Cuando los protones fluyen por su canal interior estas se mueven, provocando cambios en tres lugares que producen la unión de un ADP y un grupo fosfato generando así ATP.
ción biológica.
El metabolismo se define como el conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de las células que conducen a la transformación de unas biomoléculas en otras con el fin de obtener materia y energía para llevar acabo las funciones vitales (nutrición, relación y reproducción).
13.- Indique qué frases son ciertas y cuáles son falsas. Justifique la respuesta:
a) Una célula eucariótica fotoautótrofa tiene cloroplastos pero no tiene mitocondrias. -Falso, ya que todas las células eucariotas ya sean animales o vegetales poseen mitocondrias independientemente de que procesos de energía se empleen.
b) Una célula eucariótica quimioheterótrofa posee mitocondrias pero no cloroplastos. -Verdadera, ya que la forma de obtener energía es a partir de la energía desprendida en reacciones químicas, por lo que no necesitarian cloroplastos que obtienen energía a partir de fotosíntesis.
c) Una célula procariótica quimioautótrofa no posee mitocondrias ni cloroplastos. -Verdadero, ya que es una célula procariota.
d) Las células de las raíces de los vegetales son quimioautótrofas. -Verdadero, ya obtienen la energía de la energía desprendida en reacciones y son capaces de crear su propio alimento.
17.- Explica brevemente si la proposición que sigue es verdadera o falsa. El ATP es una molécula dadora de energía y de grupos fosfatos.
La afirmación es verdadera, ya que el ATP es un nucleótido que almacena y cede energía, cuando se hidroliza y sufre una desfosforilación cediendo fósforos.
20.- Esquematiza la glucólisis:
a) Indica al menos, sus productos iniciales y finales.
La glucólisis es un proceso que comienza con la glucosa (2) que se esciende en dos moléculas de ácido pirúvico y la energía liberada se utiliza para formar dos moléculas de (2) ATP.
b) Destino de los productos finales en condiciones aerobias y anaerobias. c) Localización del proceso en la célula.
En condiciones anacrónicas los productos se desplaza al citosol. En condiciones aeróbicas los productos se desplazan hacia el ciclo de Krebs.
21.- Una célula absorbe en moléculas de glucosa y las metaboliza generando 6n molécu- las de CO2 y consumiendo O2 .¿ Está la célula respirando ? ¿Para qué? ¿participa la
matriz mitocondrial? ¿Y las crestas mitocondriales?.
Sí, para conseguir energía en forma de ATP y realizar funciones, sí interviene la matriz mitocondrial porque es una respiración y en ella ocurre el ciclo de Krebs. Las crestas mitocondriales también actúan ya que el último paso que interviene es la cadena transportadora de electrones que se realiza en las crestas mitocondriales.
22.- ¿Qué ruta catabólica se inicia con la condensación del acetil-CoA y el ácido oxala- cético, y qué se origina en dicha condensación? ¿De dónde provienen fundamentalmente cada uno de los elementos? ¿Dónde tiene lugar esta ruta metabólica?.
Se comienza el ciclo de Krebs, en dicha condensación se obtiene más energía y se obtiene más ATP. El acetil CoA proviene del paso intermedio entre la glucólisis y el ciclo de Krebs tras atravesar las membranas, y el ácido oxalacético se obtiene del ciclo de Krebs. Esta ruta metabólica tiene lugar en la matriz mitocondrial.
27.- Describa el proceso de transporte electrónico mitocondrial y el proceso acoplado de fosforilación oxidativa. Resuma en una reacción general los resultados de ambos procesos acoplados. A la luz de lo anterior, ¿Cuál es la función metabólica de la cadena respiratoria? ¿Por qué existe la cadena respiratoria? ¿Dónde se localiza?.
El transporte de electrones o también denominado cadena respiratoria está constituida por una serie de moléculas, básicamente proteicas, englobadas de forma ordenada en la membrana interna de las mitocondrias de las células eucariotas. Cada una de estas moléculas acepta electrones de la molécula anterior, por lo que se oxida, estos electrones proceden de los NADH y los FADH2 que al ceder esos electrones pasan a ser coenzinas oxidadas.
En el proceso de fosforilación oxidativa las ATP sintetasas están constituidas por cuatro partes, cada una de ellas está formada por varias subunidades polipeptídicas. Cuando los protones fluyen por su canal interior estas se mueven, provocando cambios en tres lugares que producen la unión de un ADP y un grupo fosfato generando así ATP.
Ambos procesos intervienen en la cadena transportadora de electrones.
La función metabólica de la cadena respiratoria es la obtención de obtener energía en forma de ATP, en este último proceso es donde más energía se genera en toda la respiración celular. Ésta es por la cual la célula genera energía a partir de materia y así poder realizar funciones metabólicas. Esta cadena respiratoria se localiza en las células procariotas en el citosol y en las células procariotas entre el citosol y las mitocondrias.
29.- ¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones en la membrana mitocondrial interna?
El gradiente electroquímico se genera gracias a la quimiósmosis en la cual la energía perdida por los protones se utiliza en tres puntos concretos de la cadena, para bombear protones (H+) al exterior, que en el caso de las mitocondrias pasan de la matriz mitocondrial al espacio intermembranoso. Allí se acumulan y cuando su concentración es elevada, los protones vuelven a la matriz mitocondrial a través de unos canales internos con enzimas englobadas en la membrana, llamadas ATP sintetasas.
32.- Existe una clase de moléculas biológicas denominadas ATP, NAD, NADP:
a) ¿Qué tipo de moléculas son ? (Cita el grupo de moléculas al que pertenecen) ¿For- man parte de la estructura del ADN o del ARN?.
b) ¿Qué relación mantienen con el metabolismo celular? (Explícalo brevemente).
La molécula de ATP es un nucleótido considerado coenzima de transferencia, el NAD y el NADP se consideran coenzimas de oxidación y reducción. NAD y NADP forman parte de la estructura ARN y el ATP forma parte de la estructura ADN.
34.- Balance energético de la degradación completa de una molécula de glucosa.
(no de ellos).
#(fuente propia)
La función metabólica de la cadena respiratoria es la obtención de obtener energía en forma de ATP, en este último proceso es donde más energía se genera en toda la respiración celular. Ésta es por la cual la célula genera energía a partir de materia y así poder realizar funciones metabólicas. Esta cadena respiratoria se localiza en las células procariotas en el citosol y en las células procariotas entre el citosol y las mitocondrias.
29.- ¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones en la membrana mitocondrial interna?
El gradiente electroquímico se genera gracias a la quimiósmosis en la cual la energía perdida por los protones se utiliza en tres puntos concretos de la cadena, para bombear protones (H+) al exterior, que en el caso de las mitocondrias pasan de la matriz mitocondrial al espacio intermembranoso. Allí se acumulan y cuando su concentración es elevada, los protones vuelven a la matriz mitocondrial a través de unos canales internos con enzimas englobadas en la membrana, llamadas ATP sintetasas.
32.- Existe una clase de moléculas biológicas denominadas ATP, NAD, NADP:
a) ¿Qué tipo de moléculas son ? (Cita el grupo de moléculas al que pertenecen) ¿For- man parte de la estructura del ADN o del ARN?.
b) ¿Qué relación mantienen con el metabolismo celular? (Explícalo brevemente).
La molécula de ATP es un nucleótido considerado coenzima de transferencia, el NAD y el NADP se consideran coenzimas de oxidación y reducción. NAD y NADP forman parte de la estructura ARN y el ATP forma parte de la estructura ADN.
34.- Balance energético de la degradación completa de una molécula de glucosa.
(no de ellos).
37.- Indique el rendimiento energético de la oxidación completa de la glucosa y compárelo con el obtenido en su fermentación anaerobia. Explique las razones de esta diferencia.
El rendimiento energético de la oxidación completa de la glucosa es de 36 ó 38 ATp, dependiendo de si se produce en células eucariotas o procariotas, a diferencia de la fermentación anaerobia que produce en total 2 ATP. Esta diferencia se debe, porque en la respiración intervienen a parte de la glucólisis, el ciclo de Krebs y la arena transportadora de electrones; a diferencia de la fermentación en la cual solo interviene la glucólisis.
38.- ¿En qué orgánulos celulares tiene lugar la cadena de transporte de electrones , uno de cuyos componentes son los citocromos? ¿Cuál es el papel del oxígeno en dicha cadena? ¿Qué seres vivos y para qué la realizan?.
En los orgánulos donde se produce la cadena transportadora de electrones y cuyos componentes son los citocromos, son las mitocondrias y cloroplastos. El O2 tiene la función de último aceptor de electrones. Las células eucariotas y procariotas y lo realizan para obtener energía.
39.- En el ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos: -¿Qué tipos principales de reacciones ocurren?. ¿Qué rutas siguen los productos liberados?.
En este ciclo las principales reacciones que intervienen son de tipo catabólico, por ejemplo, al ácido oxalacético se le une un AcetilCoA y H2O, los cuales reaccionan para formar ácido cítrico, pasando de 4 carbonos a 6 carbonos. En general ocurren reacciones de oxidación y de reducción para obtener 3NADH, 1FADH2 y 1GTP equivalente a 1ATP. Estos productos obtenidos excepto el ATP se dirigen hacia la cadena transportadora de electrones.
42. Importancia de los microorganismos en la industria. Fermentaciones en la prepara-
El rendimiento energético de la oxidación completa de la glucosa es de 36 ó 38 ATp, dependiendo de si se produce en células eucariotas o procariotas, a diferencia de la fermentación anaerobia que produce en total 2 ATP. Esta diferencia se debe, porque en la respiración intervienen a parte de la glucólisis, el ciclo de Krebs y la arena transportadora de electrones; a diferencia de la fermentación en la cual solo interviene la glucólisis.
38.- ¿En qué orgánulos celulares tiene lugar la cadena de transporte de electrones , uno de cuyos componentes son los citocromos? ¿Cuál es el papel del oxígeno en dicha cadena? ¿Qué seres vivos y para qué la realizan?.
En los orgánulos donde se produce la cadena transportadora de electrones y cuyos componentes son los citocromos, son las mitocondrias y cloroplastos. El O2 tiene la función de último aceptor de electrones. Las células eucariotas y procariotas y lo realizan para obtener energía.
39.- En el ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos: -¿Qué tipos principales de reacciones ocurren?. ¿Qué rutas siguen los productos liberados?.
En este ciclo las principales reacciones que intervienen son de tipo catabólico, por ejemplo, al ácido oxalacético se le une un AcetilCoA y H2O, los cuales reaccionan para formar ácido cítrico, pasando de 4 carbonos a 6 carbonos. En general ocurren reacciones de oxidación y de reducción para obtener 3NADH, 1FADH2 y 1GTP equivalente a 1ATP. Estos productos obtenidos excepto el ATP se dirigen hacia la cadena transportadora de electrones.
42. Importancia de los microorganismos en la industria. Fermentaciones en la prepara-
ción de alimentos y bebidas. Fermentaciones en la preparación de medicamentos.
43.Fermentaciones y respiración celular. Significado biológico y diferencias.
La fermentación es un proceso catabólico en el que, a diferencia de la respiración, no interviene cadena transportadora de electrones, este proceso se da en el citosol y tiene función de degradación. Por otro lado, la respiración celular es un proceso de obtención de energía, en el que a diferencia de la fermentación, interviene el ciclo de Krebs y la cadena transportadora de electrones. No obstante estos procesos poseen más diferencias como, el balance energético, en la respiración celular se obtiene entre 36 y 38 ATP, mientras que en la fermentación solo 2 ATP. Además en la respiración el último aceptor de electrones es el O2 y en la fermentación el último aceptor es una sustancia orgánica.
45.A) La figura representa esquemáticamente las actividades más importantes de una mito- condria. Identifique las sustancias representadas por los números 1 a 6.
1- Ácido pirúvico, 2- AcetilCoA, 3- ADP, 4-ATP, 5-NADH y 6- O2.
B) La utilización de la energía liberada por la hidrólisis de determinados enlaces del compuesto 4 hace posible que se lleven a cabo reacciones energéticamente desfavorables. Indique tres procesos celulares que necesiten el compuesto 4 para su realización
El compuesto 4 se necesita para la contracción muscular, la fosforilación a nivel de sustrato y para la reacción enzimática con ATP-sintetasa.
C) En el esquema, el compuesto 2 se forma a partir del compuesto 1 , que a su vez, proviene de la glucosa. ¿Sabría indicar otra sustancia a partir de la cual se pueda originar el compuesto 2?
43.Fermentaciones y respiración celular. Significado biológico y diferencias.
La fermentación es un proceso catabólico en el que, a diferencia de la respiración, no interviene cadena transportadora de electrones, este proceso se da en el citosol y tiene función de degradación. Por otro lado, la respiración celular es un proceso de obtención de energía, en el que a diferencia de la fermentación, interviene el ciclo de Krebs y la cadena transportadora de electrones. No obstante estos procesos poseen más diferencias como, el balance energético, en la respiración celular se obtiene entre 36 y 38 ATP, mientras que en la fermentación solo 2 ATP. Además en la respiración el último aceptor de electrones es el O2 y en la fermentación el último aceptor es una sustancia orgánica.
45.A) La figura representa esquemáticamente las actividades más importantes de una mito- condria. Identifique las sustancias representadas por los números 1 a 6.
1- Ácido pirúvico, 2- AcetilCoA, 3- ADP, 4-ATP, 5-NADH y 6- O2.
B) La utilización de la energía liberada por la hidrólisis de determinados enlaces del compuesto 4 hace posible que se lleven a cabo reacciones energéticamente desfavorables. Indique tres procesos celulares que necesiten el compuesto 4 para su realización
El compuesto 4 se necesita para la contracción muscular, la fosforilación a nivel de sustrato y para la reacción enzimática con ATP-sintetasa.
C) En el esquema, el compuesto 2 se forma a partir del compuesto 1 , que a su vez, proviene de la glucosa. ¿Sabría indicar otra sustancia a partir de la cual se pueda originar el compuesto 2?
Este compuesto puede obtenerse a partir del acil-coenzimaA en la hélice de Lynen.
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48.a) El esquema representa un a mitocondria con diferentes detalles de su estructura.
Identifique las estructuras numeradas 1 a 8.
1- Matriz mitocondrial, 2- Crestas mitocondriales, 3- Mitorribosomas, 4- Membrana interna, 5- Membrana externa, 6- Espacio intermembranoso, 7- ATP- sintetasa, 8- Complejos
b) Indique dos procesos de las células eucariotas que tengan lugar exclusivamente
en las mitocondrias y para cada uno de ellos establezca una relación con una de
las estructuras indicadas en el esquema.
Uno proceso puede ser el ciclo de Krebs el cual se da en la matriz mitocondrial y otro proceso puede ser la cadena transportadora de electrones en la cual se obtiene ATP, se desarrolla en las crestas mitocondriales y además actúan los complejos.
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c) Las mitocondrias contienen ADN. Indique dos tipos de productos codificados
por dicho ADN.
Los tipos de productos codificados por el ADN en las mitocondrias son 13 proteínas.
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