MITOCONDRIAS eucariota

8/18/2019 MITOCONDRIAS eucariota

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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.

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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:


26/79

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:


27/79

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.


42/79

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


46/79

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�

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MITOCONDRIAS eucariota