Bioquimica II - Parte 2 - Repaso PDF

Preview

Summary

Ciclo de Krebs - Metabolismo de la glucosaRespiración celular, proceso donde las células producen energía.Las células son la unidad básica de la vida y se hace realidad cuando vemos que tiene todas las organelas que son necesarias para producir la vida, así igual como la mitocondrias que necesitan a...

Description

Respiración celular, proceso donde las células producen energía. Las células son la unidad básica de la vida y se hace realidad cuando vemos que tiene todas las organelas que son necesarias para producir la vida, así igual como la mitocondrias que necesitan aire y producen más energía. Hay células que no poseen mitocondrias. Mitocondrias su principal función es la respiración celular. La principal función de la respiración celular es producir energía. Y esa energía se produce en forma de ATP. Acetyl-CoA: es un metabolito de encrucijada e interconector, este permite la conexión del metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas. Todos estos metabolismos pueden convertir acetil Coa. No podemos olvidar que el acetil CoA es el principal alimentador de la respiración celular y del ciclo de krebs.

Es el conjunto de procesos moleculares que consumen O2 y forman CO2 en las células.

Ciclo de krebs Cadena respiratoria Fosforilación oxidativa

CADA UNO DE ESTOS PROCESOS DEPENDEN DEL OTRO. porque? En el ciclo se producen compuestos que después se convierten en energía para la fosforilación oxidativa y el mismo ciclo creará moléculas de agua que servirán en la cadena respiratoria. Eso significa que en el ciclo de krebs se produce energía al igual que se produce agua.

La matriz. (donde ocurre el ciclo de krebs.) Membrana mitocondrial interna. (Ocurre la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa) Membrana externa.(Tiene una función aislante, no se lleva a cabo ningún proceso de la respiración celular) espacio hidrogeniones.)

intermembranoso

(está

lleno

de

La respiración celular se nutren de carbohidratos, lípidos y proteínas. ●

degradación

(macromoléculas se vuelven precursores). ● formación del acetil coA y la entrada en el ciclo de krebs. ● El Acetyl CoA, pierde el grupo CoA producción de Co2, electrones y entran a la fosforilación oxidativa. ● Esos electrones se convierten en agua y ATP.

Alimentador: Acetil-CoA Producto final: Co2 + H2 + ATP

Ace - CoA -> Co2 + H2 + AT Ruta común y la ruta final de la degradación de glúcidos, lípidos y aminoácidos. Se lleva a cabo sólo en células con mitocondrias ósea células aeróbicas. NO PUEDE OCURRIR EN GLÓBULOS ROJOS POR SU FALTA DE MITOCONDRIA. C2 = Acetil-CoA C4= Oxalacetato EL OXALACETATO VUELVE Y SE GENERA, POR ESO SE LE LLAMA CICLO, Y POR ESO ES QUE EL ACETIL COA ES EL PRINCIPAL ALIMENTADOR PORQUE CADA VEZ QUE SE QUIERA SEGUIR CON EL CICLO SE DEBE DE AGREGAR UN ACETIL COA AL MISMO. NADH(Nicotinamida adenina dinucleótido) = cada uno produce 2.5 ATP Y UNA MOLÉCULA DE AGUA (hay 3 NADH en cada ciclo de Krebs). En cada vuelta se produce 7.5 ATP solamente mediante el NADH (porque en cada vuelta hay 3 y 3x2.5 = 7.5) FADH2 (Flavín adenín dinucleótido) = 1.5 ATP Y UNA MOLÉCULA DE AGUA

GTP( trifosfato de guanosina) = 1 ATP (no produce agua) CO2 =

10 AT 2 Co2 4 H2O

La principal fuente de Acetil-CoA es la glucosa.

Glu → Piro →Ace-CoA -

Cuando hay lisis de glucosa su producto final es el piruvato (se crean 2 piruvato). De piruvato a Acetyl-CoA, como hay 2 piruvatos se forman 2 Acetyl-CoA. En todo ese proceso se producen 2 NADH. -

2 Acetyl CoA tiene un total de 20 ATP. (debido a que 1 Acetyl CoA produce 10 ATP) 2 NADH tiene un total de 5 ATP. Y la lisis de la glucosa hasta piruvato forma 7 ATP. En la oxidación completa de la glucosa hasta el ciclo de krebs se forman 32 ATP. : En la glucólisis aerobia se producen 7 ATP y 2 ATP en la anaeróbica.

El paso de piruvato a Acetyl-CoA es gracias a la enzima:

.

Esta enzima convierte el piruvato en Acetyl-CoA ● 3 Enzimas: ○ POR DHASA:cataliza la reacción de descarboxilación oxidativa del piruvato utilizando como cofactor la tiamina difosfato. ○ DIHIDROLIPOIL TRANSACETILASA:

○ ●

DIHIDROLIPOIL DHASA:cataliza la reacción de oxidación del NADH a NAD +.

5 cofactores que se generan de las vitaminas: (Si un paciente tiene deficiencia de una de estas vitaminas que originen a estos cofactores el proceso se inhiben y no se formará Acetyl-CoA) ○ PPT (vitamina b1) ○ LIPOATO (ácido lipoico) ○ CoA (vitamina b5 o ácido pantoténico) ○ FAD (vitamina b2 ) ○ NAD+ (vitamina b3 o niacina)

Metabolitos iniciales el ciclo de krebs ● Acetil CoA. ● Oxalacetato. Condensación: se condensa el Acetyl-CoA y el oxalacetato. Esto ocurre por la enzima

Esa ra rión om  cit. ; Isomerización: la enzima (utiliza hierro y azufre). El citrato se convierte en isocitrato. (aquí el citrato se deshidrata). AQUI EXISTE UN METABOLITO INTERMEDIARIO QUE SE LLAMA , este se forma en el intermedio antes de llegar al isocitrato. Ocurre en dos partes: 1. Primero ocurre una la aconitasa le saca agua al citrato y se forma el cis-aconitato. 2. Luego la misma aconitasa le introduce agua al cis-aconitato lo hidrata ( ), caundo se le introduce el agua se convierte en isocitrato.

La sda ción om isra. D del isocitrato se descarboxilación oxidativa 1:grada por el , esta enzima va a permitir que entre NAD y salga NADH. ES LA PRIMERA REACCIÓN QUE genera un NADH. SE FORMA UN METABOLITO INTERMEDIARIO Esto ocurre porque hay una oxidación y una descarboxilación (primero se oxida el compuesto y después se descarboxila). Cuando se le quita hidrogeniones al isocitrato osea que se oxida. Esos hidrogeniones que se le quitaron se los pasan al NAD, por eso es que se vuelve un NADH. Al final el compuesto que se oxida es el isocitrato (pierde hidrogeniones) y el compuesto que se reduce es el NAD (gana hidrogeniones)].

Al final de esta reacción se crea el primer NADH y el primer Co2 del ciclo.

La tra ción om  al tota.

Enzima más importante del proceso, principal enzima reguladora: Isocitrato deshidrogenasa. Descarboxilación oxidativa 2: Se degrada el alfa ketoglutarato gracias a la enzima Entra NAD y sale como NADH y una molécula de Co2. También entra CoA. El alfa-ketoglutarato se convierte en succinyl CoA. Cuando se le quita hidrogeniones al alfa cetoglutarato se oxida. Esos hidrogeniones que se le quitaron se los pasan al NAD, por eso es que se vuelve un NADH. Al final el compuesto que se oxida es el alfa ketoglutarato (pierde hidrogeniones) y el compuesto que se reduce es el NAD (gana hidrogeniones)].

La ca rión om  sun CA. Fosforilación a nivel del sustrato (FNS): se convierte en succinato gracias la enzima

Entra GDP (Guanosin DiFosfato) y Pi (fosfato inorgánico). El GDP se convierte en GTP(Guanosin TriFosfato). LO QUE PASA AQUÍ ES QUE EL GDP AL UNIRSE CON EL FOSFATO INORGÁNICO SE FOSFORILA, ESTO SIGNIFICA QUE SE LE AGREGA UN FOSFATO POR ESO SE CONVIERTE EN GTP. Esa energía pasa de GDP a GTP gracias al succinyl CoA (por eso a este compuesto se le considera macroergico).

La qa rión om  suno. Oxidación: el succinato se oxida y pasa a fumarato gracias a la enzima (utiliza hierro y azufre) Entra FAD y sale FADH2

La s reón om  futo. Hidratación: El fumarato se hidrata, osea que recibe una molécula de agua y se convierte en malato. La enzima que ayuda es la

La sépi raón om  ma. Oxidación: El malato se convierte en oxalacetato gracias a la enzima

Entra un NAD y sale como NADH.

La ca rión om  oxet. FIN. :)

El ATP que se produce en el ciclo es mediante dos procesos: 1. (Son los ATP que se producen por los NADH y el FADH2). Al final se forman 9 ATP por este mecanismo. 2. (Es el ATP que se produce por el GDP). Al final se forma 1 ATP por este mecanismo.

Relación del ciclo de Krebs con otras vías metabólicas

Objetivo: explicar cómo los NADH y FADH se convierten en agua y ATP. En la cadena respiratoria se producen las moléculas de agua. En la fosforilación oxidativa se producen los ATP. Los NADH y el FADH se intercambian por H2O y ATP en estos dos procesos.

Estan la dos membranas: 1. Membrana interna: Aquí está la cadena respiratoria. 2. Membrana externa:

Están lo que son los complejos(los complejos son proteínas): El objetivo de los complejos es que los NADH y los FADH que lleguen se transporten hacia el oxígeno, que es el aceptor final de electrones porque es el más electronegativos, por eso todos los elementos van hacia él. El NADH entra por el complejo 1. 1.

NADH Dhasa. El NADH viene del ciclo de Krebs entra al complejo 1 y sale como NAD. El NADH se oxida y deja sus hidrógenos y electrones en el complejo 1. Aquí comienza el transporte de los hidrógenos y los electrones. 2. Succinato Dhasa. La coenzima Q es la que transporta los hidrógenos y electrones que fueron dejados por el NADH hasta el complejo 3. Los NADH ya no pasan por el complejo 2. [El FADH entra por el complejo 2 y se

convierte en FAD osea que se oxida y pasa todo igual(el FADH no pasa por el complejo 1 y el NADH no pasa por el complejo 2] 3. Complejo Cit c reductasa. El citocromo C solo transporta electrones hacia el complejo 4. 4.

Citocromo Oxidasa. Lleva esos electrones hacia el oxígeno y va a formar una molécula de agua.

5.

(solo participa en la fosforilación oxidativa); ATP Sintasa

Diferencia de Citocromo C y la coenzima Q. - La coenzima Q: transporta hidrógenos y electrones. - El citocromo C: transporta electrones. El complejo 1,3 y 4 son proteínas de transmembrana o proteínas integrales, osea que atraviesan la membrana. Comunica el espacio intermembranoso con la matriz. El espacio intermembranoso está lleno de hidrogeniones. Estos complejos transportan protones hacia la matriz. El complejo 2 es una proteína periférica. Ellos no participan en el transporte de protones. Hay un transporte de electrones y de protones(en la imagen se marca con una flecha azul). Esto produce agua (H20). Esto se transporta desde el complejo 1 por la ubiquinona al complejo 3, del 3 al citocromo c del c al complejo 4 y de ahí se produce agua.

1. 2.

que transporta los electrones desde los complejos I y II al complejo III que transporta los electrones desde el complejo III al complejo IV.

Conjunto de reacciones de oxidación reducidas que tiene como objetivo producir agua. Se alimentan de NADH y FADH2. ● Membrana Mitocondrial Interna (MMI). ● son los hidrogeniones que vienen con el NADH y FADH2. ● Agua (H2O).

● ● ● ● ●

NADH Dhasa → FMN (derivado de vitaminico, proviene de la vitamina b2) Succinato Dhasa → FAD (proviene de la vitamina b2) Citocromos → con sus isotipos = b, c1, c ,a-a3. Ubiquinona o CoQ O2

Se manejan dos terminaciones cuando se habla de NADH y FADH2: oxidado o reducido.

NADH y NAD : ● NADH: Reducida gana hidrogeniones. ●

NAD: Oxidada pierde hidrogeniones.

El ciclo de Krebs envía los componentes en su forma reducida.

En rojo es donde se transportan los electrones para unirse al oxígeno y producir agua. Este proceso va a lo que es la fosforilación oxidativa. Bombeo de protones, el movimiento de electrones de un lado a otro es lo que da energía para que se puedan bombear los protones. Si el NADH no llega, esas bombas no se activan. Lo que hace que se active la bomba es el movimiento de electrones. Si se para la cadena respiratoria se para la fosforilación oxidativa. VA DESDE LA MATRIZ HASTA EL ESPACIO INTERMEMBRANOSO.

Hacia afuera hay más protones y hacia afuera es más negativo.

Síntesis de ATP acoplada a la cadena respiratoria. ● Localización: Membrana Mitocondrial Interna ● Alimentador: Energía oxidativa (CR), Esa energía liberada ● Producto final: ATP 3 teorías: ● Conformacional: Trabajo muscular así se produce el ATP. ● Química: Intermediario Rico en Energía ● Quimio - osmótica: Fuerza protomotriz.

● ● ●

● ●

La Membrana Mitocondrial Interna debe de estar intacta osea no puede estar rota. La Membrana Mitocondrial Interna debe de ser impermeable a los protones. Porque los protones no tendrían cómo cruzar la matriz. Gradiente electroquímico o fuerza protomotriz (fuerza que tiene los protones de querer pasar hacia la matriz, pero la membrana es impermeable y necesitan la proteína ATP sintasa) , ósea debe de existir una mayor concentración de protones en el espacio intermembranoso. Los complejos de la cadena respiratoria son bombas de protones. ATP Sintasa: se encarga de forma ATP.

Cuando llega en NADH al complejo 1 1. NADH Dhasa. le quita los hidrogeniones al NADH y se convierte (sale) como NAD (llegó reducido y se oxido). Esto hace que se libere energía y se liberan protones. 2. Entran 4 hidrógenos (protones) hacia la membrana. (complejo 1) 3. Entran 4 hidrógenos (protones) hacia la membrana. (complejo 3) 4. Entran 2 hidrógenos (protones) hacia la membrana. (complejo 4). Solo se bombean 2 hidrógenos porque no llegan electrones la energía que se libera es menor. Cada vez que entra un NADH se bombean 10 hidrogeniones. La bomba ATP Sintasa es la que controla

1. 2.

Pasan los protones Se forma el ATP. Aquí lo que ocurre es que hay ADP y P1, pero falta la energía para completar el enlace y estos forman ATP. En este canal se fosforila en ADP.

Por cada 4 protones que cruza por el canal F0 en el canal F1 se produce un ATP. ● ● ●

Cuando pasa 4 hidrogeniones por el complejo 1 y luego pasa al canal F0, sale por el canal F1 una molécula de ATP (=1). Cuando pasa 4 hidrogeniones por el complejo 3 y luego pasa al canal F0, sale por el canal F1 una molécula de ATP (=1). Cuando pasa 2 hidrogeniones por el complejo 4 y luego pasa al canal F0, sale por el canal F1 una molécula de ATP (=0.5).

Por  e q a vés e  NA se en di 2.5 AT. Cuando entra el FADH al complejo 2 1. Cómo entra en el complejo 2 este no actúa como bomba, así que pasan sus hidrógenos y electrones directamente al complejo 3. 2. En el complejo 3 pasan 4 hidrogeniones a la membrana. 3. En el complejo 4 pasan 2 hidrogeniones a la membrana. Por eso es que se llegan a bombear 6 hidrogeniones con el FADH. Entonces cuando pasa por el ATP Sintasa: ● ●

Cuando pasa 4 hidrogeniones por el complejo 3 y luego pasa al canal F0, sale por el canal F1 una molécula de ATP (=1). Cuando pasa 2 hidrogeniones por el complejo 4 y luego pasa al canal F0, sale por el canal F1 una molécula de ATP (=0.5).

Por  e q a vés e  FA se en di 1.5 AT.

● ●

●

"En el servicio de emergencia de su hospital es recibida Massiel, joven de 28 años, encontrada inconsciente por un amigo. El mismo refiere que la paciente, en el último año, ha perdido familiares cercanos y ha estado internada en Psiquiatría por trastornos de conducta y presentar ideas suicidas, y en estos momentos tiene tratamiento ambulatorio con psicofármacos, entre ellos el fenobarbital.. Al examen médico se constata midriasis, bradipnea, hipotensión arterial, congestión de la piel y las mucosas, aumento del tono muscular y pérdida de los reflejos, y encuentran entre sus pertenencias un frasco vacío de fenobarbital.

Paciente con tratamiento psiquiátrico, que con el consumo excesivo de fenobarbital puede producir inhibición en la cadena respiratoria. AL frasco estar vacío puede ser que se bebió todas las pastillas. Puede ser que la paciente llegue a un estado de coma y hasta la muerte. - bloquean proteínas específicas ● ●

Producen una disminución del consumo de oxígeno. Aumenta los niveles intracelulares de NADH y FADH, osea que si se inhibe la cadena estos no se pueden consumir esto significa que no se pueden oxidar. NO SE VUELVEN ATP. ○ La acumulación de esta hace que se inhiba el ciclo, gracias a la enzima reguladora del isocitrato deshidrogenasa.

●

Disminuye la síntesis de ATP.

- sustancias que impiden la fosforilación oxidativa pero aumentan la velocidad de la cadena respiratoria. ● ●

Liberan energía en forma de calor Aumentan el consumo de O2.

● ●

Disminuyen la síntesis de ATP. Como aumenta la cadena = Aumentan la oxidación de NADH y FADH2

El desacoplante actúa haciendo orificios en la membrana mitocondrial interna, osea la rompe, si se rompe la membrana los protones no van a pasar por los complejos y por eso no se crea mucho ATP. Como no se están produciendo ATP aumenta el ciclo de Krebs y aumenta la cadena respiratoria se bombean más protones pero no pasan por la ATP sintasa debido a que los protones se salen por los orificios que crearon los desacopladores. Si se rompe la membrana se elimina el gradiente y la función protomotriz. Aumenta el metabolismo - Aumenta la cadena respiratoria - bloquea la fosforilación oxidativa - por eso disminuye la producción de ATP.f...