Repaso examen 3 - Apuntes 8-12 PDF

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Repaso examen numero tres biologia general uno ...

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Lección 8ª: El metabolismo: El metabolismo: ya sabes que metabolismo es la suma de las reacciones químicas que ocurren en una célula como organismo, sabes que el metabolismo incluye numerosísimas rutas metabólicas que se solapan y se intersecan igual que las calles y carreteras tienen muchas intersecciones, sabes que cada ruta metabólica incluye una serie de reacciones metabólicas encadenadas en las que el producto de cada reacción es 1 de los reactivos de la siguiente y sabes que cada reacción metabólica requiere una enzima específica sin las cuales esa reacción y las rutas metabólicas y el metabolismo en general serían demasiado lento para sustentar la vida. La energía: la ciencia que estudia la energía y su transformación se llama la termodinámica y existen dos leyes termodinámicas que tienen relevancia en sistemas biológicos se llaman sencillamente la primera ley de termodinámica y la segunda ley de termodinámica.  La primera ley de termodinámica: dice que la energía no se crea ni se destruye solamente se transforma y hay montones de evidencias cotidianas que evidencian que en efecto un tipo de energía se puede convertir en otra. o Como cuando por ejemplo energía eléctrica se convierte energía lumínica en una bombilla o se convierte en la calorífica en una hornilla o cuando la energía mecánica o cinética que significa energía del movimiento se convierte en energía eléctrica el caso de una planta hidroeléctrica sería el movimiento de agua. En el caso de una planta eólica sería el movimiento del viento en que se está convirtiendo en electricidad, otro ejemplo es la conversión de la energía química de la gasolina energía de movimiento cinética en carro o en la conversión de energía potencial que significa energía almacenada en energía de movimiento cuando por ejemplo una montaña sufre algún deslizamiento. o Ahora como conectar esta ley con sistema biológico pues sencillo como el metabolismo incluye muchas reacciones que requieren energía y como la energía no se crea ni se destruye para que esas reacciones ocurran primero van a tener que ocurrir por lo menos simultáneamente van a tener que ocurrir otras reacciones que produzcan esa energía por suerte el metabolismo incluye ambos tipos de reacciones en las que requieren energía que producen energía.  Las que requieren energía se llaman reacciones endergonicas y las que producen energía se llama reacciones exergonicas y ese dúo de reacciones de reacciones exergonicas produciendo la energía que la reacciones endergonicas necesitan es lo que se llama reacciones acopladas. Ahora las reacciones endergonicas y exergonicas no se acoplan directamente, sino que se acoplan a través de lo que se llama el ciclo de ATP, como habíamos dicho es un nucleótido modificado por qué en vez de consistir de una base nitrogenada, una pentosa y un fosfato conociste adenina, una pentosa y 3 fosfatos, la pentosa ribosa y ese dúo adenina ribosa es lo que se llama adenosina y las moléculas de adenosina trifosfato nada por razones obvias porque tiene conectado tres fosfatos. Los enlaces entre fosfato adyacentes son de alta energía y por eso es por lo que ATP pues sirve para transportar energía de una reacción a otra. De hecho, ATP es descrito en inglés como the energy currency esta es la

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moneda con la cual la célula paga todas sus cuentas. El cuerpo fabrica cantidades tremendas de ATP de hecho se estima que una persona promedio en reposo produce como 40 kg que esos son más de 88 libras de ATP al día y eso evidencia dos cosas primero lo importante que es, lo mucho que se necesitan para todos y segundo evidencia también de que no se almacena porque nadie aumenta 88 libras un día , el ATP no se puede almacenar porque es una molécula bien inestable o se usa en el momento o se pierde. El ATP como también ya se sabía se fabrica a partir ADP adenosina difosfatada, cuando esta molécula se fosforila es decir cuando adquieren fosfato inorgánico y la reacción como también sabe el reversible pues a veces lo que se llama el ciclo de ATP. Una ruta cíclica en la que ADP se fosforila usando energía para formar ATP y ATP hidroliza liberando energía para regenerar ADP y el fosfato inorgánico. Como había dicho el ciclo ATP sirve para acoplar las reacciones exergonicas con las reacciones endergónicas, cuando una reacción exergónica libera energía esa energía se usa para fosforilar ADP y formar ATP y cuando la ATP se hidroliza, libera energía que utilizada por las reacciones endergonicas, la hidrolisis de ATP entonces regenera el ADP y el ciclo se repite. Segunda ley de termodinámica: que es una que los ingenieros y los físicos suelen fraciar de una de 2 maneras, dicen o todo tiende el desorden o todo tiende a la estabilidad si lo piensas es lo mismo porque el desorden mucho más estable que el orden si tienes un revolú en tu cuarto eso no se va a organizar solo porque es estable en cambio si tú cuarto esta organizada y limpia con el tiempo es inevitable que se va a desorganizar porque es una condición inestable pues cualquiera de los dos frases sirve para entender la relevancia del sistema biológico piensa por ejemplo en todo tiende al desorden ya saben que los seres vivos somos altamente organizado conocer la jerarquía organizacional atomos forma moléculas las moléculas forman organelos los organelos formas celulares y si el organismo multicelular las células forman tejidos los tejidos forman órganos y luego llegaron forma el sistema si todo tiende al desorden entonces qué es lo que pasa somos una excepción a esta ley de termodinámica la contestación es un no rotundo precisamente porque todo tiende al desorden es que necesitábamos una entrada continua de energía para mantener el orden que nos caracteriza dicho en palabras sencillas por esto es que tienes que comer todo el tiempo o si fueses una planta por eso que tendría que hacer fotosíntesis todo el tiempo o si fuésemos organismo descomponedor por eso que tendría que resolver alimento a través de la superficie de tu cuerpo todo el tiempo para que los alimentos que consume o fábrica o que absorbe sirvan como fuente de energía para mantener el orden para contrarrestar la tendencia de todo es organizarse el segundo francés de esta ley todo tiene estabilidad también sirve para ver su relevancia del sistema biológico tú sabes por ejemplo que una persona mientras más energía tenga menos estable va a ser y viceversa mientras menos energía tenga más probabilidad que se va a quedar quieto quieto ahí está bien pues lo mismo aplica a las moléculas que están dentro de nosotros mientras más energías de una molécula menos estable es mientras menos energía tenga más estables y como todo tiende a la estabilidad las moléculas que tengan mucha energía para atender a liberar el

exceso de energía para convertirse en unas que tengan menos por eso que existen reacciones técnicas en ese tiempo era eso los reactivos tienen mucha energía decir que son más inestables en comparación con los productos tienen menos energía son más estables y de nuevo como todo tiende a la estabilidad la reacción espontáneamente para liberar el exceso de energía que permite que los reactivos se conviertan en productos las reacciones entre cónica son el caso opuesto pero de la misma manera demuestran la relevancia de la segunda ley de termodinámica ese tipo de reacción no es espontánea y La razón es que los productos tienen más energía que los reactivos lo que quiere decir que te entraban los reactivos ya son más estables que los productos y como todo tiende a la estabilidad pues esa reacción no va a proceder por lo menos no espontáneamente a menos que haya una entrada de energía que empuja la reacción en esa dirección una inferencia de la secundaria de termodinámica que no Levante el sistema biológicos es que ninguna transformación energética es 100% eficiente por ejemplo exactamente ahorita teóricas donde los reactivos iniciales AYB se deben convertir en un producto final k sería ideal que toda la energía originalmente contenida en los reactivos iniciales AYB vayan a parar a ese producto final k pero la realidad es que en cada 1 de los pasos parte de la energía de los reactivos orinales se va perdiendo muchas veces en forma de calor esa es la razón De hecho por la que nuestros cuerpos emiten calor porque el metabolismo es ineficiente y es en eficiencia se expresa como una pérdida de calor exactamente lo mismo que pasa un carro gran parte de la energía contenida de la gasolina que se supone que es para mover el motor acaba convirtiéndose en calor no siempre la energía que se libera cuando ocurre una transferencia energética se libera de una forma no útil como el calor vamos a ver casas más adelante como éste en el que una membrana contiene un montón de moléculas que tiene la capacidad de reducir se oxida y eso fue lo que quise representar con cada país de flecha y la R significa la molécula se redujo a decir acepto electrones y por qué significa ser sido o sea que tú no lo eléctronico pues cuando las moléculas se van transfiriendo electrones de una a la otra que sea electrones van cayendo los niveles cada vez más bajito porque la transferencia energética no es 100% eficiente pero la energía que se libera en cada una de esas transferencias en ocasiones logra ser cosechada por las células y puede ser usada para proceso útiles como vamos a ver más adelante en respiración celular fotosíntesis hay una ecuación que los físicos y los ingenieros usan para resolver problemas de termodinámica que es del traje igual al del taller menos te Delta ese ese triángulo es la letra griega Delta en mayúsculas y significa cambio la gente en la fórmula se llama energía libre de Kids y representa la energía disponible para seguir trabajo la h se llama entalpía y ese es el total tenería debe ser reacción o de esa ruta metabólica o de ese sistema que se está analizando la eso se llama entropía y es la energía de desórdenes la energía que no sirve para hacer el trabajo en el caso de los seres vivos el calor por ejemplo una medida de la entropía y la T representa la temperatura en grados kelvin lo cual afecta la entropía tenemos que la ecuación puede parecer un poco intimidante para nosotros la realidad es que lo que dice algo casi de sentido común porque te dice si tienes un total de energía que sea mental pie y a eso le restas la energía que no sirve para hacer el trabajo que se llama entropía la energía que te queda es la que sirve para hacer trabajo que se llama energía libre de gibbs no voy a entrar en más detalles ni va a

necesitar usar la fórmula para resolver problemas de termodinámica el examen pero si te voy a pedir que sepa esas definiciones básicas y que sepas también que matemáticamente las reacciones se comunica than the stage negativo lo que quiere decir que los productos tienen menos energía que los reactivos y por eso que se libera energía en esos tipos de reacciones mientras que las reacciones entre comunica tienen valores de estas en positivo que significa que los productos tienen más energía que los que tenían los reactivos y parece que ese tipo de relación se hace necesaria una entrada de energía para que la reacción proceda un último detalle con relación a energía del metabolismo y a las revisiones electrónicas y en técnica las revisiones electrónicas pueden ser también descritas como catabólicas lo cual significa que degradan moléculas grandes convirtiendo las moléculas más pequeñas y por eso que liberan energía la energía provino de los enlaces que se fueron rompiendo el conjunto de reacciones catabólicas se describe como el catabolismo similarmente las reacciones entre cónica podrían ser descritas como anabólica lo cual significa que construyen moléculas grandes a partir de moléculas pequeñas y por eso que necesitan energía para crear los nuevos enlaces químicos el conjunto de reacciones anabólicas se llama el anabolismo bien con eso terminó por ahora y te dejo con varias preguntas para que las pienses y te asegures que entiende su respuesta yo te espero en la siguiente presentación 8b- En esta elección estamos estudiando energía y metabolismo y la relación entre ellos en la presentación anterior repasamos lo que ya sabía sobre metabolismo aprendistes lo que tengo dinámica conociste lo que dice la primera ley y la segunda ley de termodinámica y zona levantina sistema biológico aprendistes lo que son reacciones electrónica y entre comunicací como ya están acopladas por lo que se llama el ciclo http conociste los términos entalpía entropía energía libre de gibbs y la ecuación que lo relaciona Delta e igual a Delta 8 menos 30 SY por último aprendistes sobre anabolismo y catabolismo y su relación con reacciones entre comunicací sq única en esta presentación va a aprender más acerca de enzimas sin las cuales como saben metabolismo sería demasiado lento para sustentar la vida y qué cómo vas a aprender y tiene mucho que ver con energía 1 de los dos temas de esta lección las enzimas son catalizadores biológicos se aceleran las reacciones metabólicas y cuando la aceleras varía mucho pero aún en el caso de las más ineficientes entre comillas la aceleración puede ser hasta de un millón de veces con relación a la misma reacción si encima y se han documentado casos extraordinarios en los que las aceleraciones de hasta 1026 veces con relación a mi madre acción sin encima yo te había mencionado un caso como una de las lecciones iniciales de una enzima que puede llevar a cabo en milésimas de segundo una reacción que de otra manera tardaría un trillón de años una de las cosas más importantes en la definición y la manera cómo trabajan las enzimas que ellas no se consume ni se alteran permanentemente durante la reacción que catalizan simplemente quedan ahí para ser usadas una y otra vez la mayoría de las enzimas son proteínas aunque hay una excepción que se llama la ribozima que nos vamos a enfatizar en esta presentación y son altamente específica o sea que cada reacción metabólica necesita su propia encima para explicar cómo funcionan las enzimas voy a estar usando este tipo de gráfica que se muestra en el eje de la cantidad de energía que tienen las distintas moléculas y en el x el tiempo que ha transcurrido de la reacción que convierte reactivos en productos en una reacción endergónica por ejemplo como ya sabes los reactivos tienen menos energía que los productos así que es natural que haya que meter cierta cantidad de Mérida para que esta reacción

proceda sin embargo nota que la energía necesaria para convertir esos efectivos esos productos es mayor que la diferencia energética entre ellos y es que hay que añadir cierta cantidad adicional de energía a los reactivos para activarlo o Energy saver los convertirlo en lo que se llama un intermediario transicional y que entonces la reacción pueda proceder a esa herida adicional se le llama energía de activación y la manera como las enzimas funcionan es que reducen esa energía de activación y por lo tanto facilita el que los reactivos se convierten en productos reducen el porque esa reacción ocurre esto también aplica reacciones exergónicas aunque parezca contra intuitivo porque este tipo de reacción los reactivos ya de entrada tienen más energía que los productos y esa diferencia energética es favorable sin embargo hay que añadir una cantidad de energía adicional a los reactivos nuevamente para energizar los activarlos y convertirlos en lo que hace un momento llamé el intermediario transicional o sea hay que añadir una energía de activación y esa energía de activación puede ser una cantidad considerable si no hay encima en presencia de encima la energía de activación se reduce y por lo tanto la reacción se acelera como exactamente la enzima reducen la energía de activación vamos a suponer que estamos hablando de una reacción en la que lo reactivo a riven se unen covalentemente para formar un producto sé y supongo que estas figuras representan los reactivos que suelen ser llamados sustratos cuando se está hablando de actividad simpática y que esta otra figura representa el producto de la Unión de esos reactivos las enzimas como ya se mencionó en suelen ser proteínas y las proteínas como bien sabes tienen una estructura tridimensional que determina su función pues cada enzima tiene unos huecos o unos sitios específicos donde acomodan de manera exacta los sustratos cuya reacción se supone que la enzima cataliza es un hueco en la enzima se llaman sitios activos los sitios activos son bien específicos puede haber muchos otros reactivos sustrato alrededores encima pero sólo van a encajar allí lo que tenga la forma correcta en este caso AYB una vez lo sustrato ocupan sus sistemas activos hay varios mecanismos que puede usar la enzima para lograr reducir la energía de activación 1 de los más comunes es lograr que los reactivos están 1 al lado del otro en la orientación correcta para poder formar los enlaces covalentes que lo convertirían en un producto fíjate que en este mismo caso hay varias configuraciones que los reactivos podrían asumir que no permitirían formar el producto final esa no funciona esta no es la correcta esa tampoco está no estas y entonces la décima lo que hace es que acomoda los sustratos en la orientación correcta y ya en ese momento esto no son una enzima y dos reactivos independiente sino que se llama un complejo enzima sustrato y los dos reactivos ahora están convertidos en el intermediario transicional que mencionamos antes que es altamente inestable y está energizado está listo para convertirse en productos y ahora entonces por malo enlace covalente que convierten esos reactivos en productos productos se suelta y encima queda intacta para repetir el ciclo para ser más exacto de la enzima y su sitio activo muchas veces no tienen de entrada la configuración perfecta y cuando los sustratos se conectan el acoplamiento por lo tanto tampoco es perfecto pero esa conexión misma provoca un leve cambio en la forma de dimensional de la enzima que logra un ajuste perfecto y ahora sí se forman los enlaces y se convierte en los reactivos en productos a ese proceso se llama ajuste inducido o en inglés industria fit y es cómo funcionan la mayoría de las enzimas otro mecanismo usado por las enzimas para reducir la energía de activación además de facilitar la orientación correcta de los sustratos incluyen la adición o remoción temporal de protones a esos sustratos reactivos la adición remoción temporal de electrones y la adición o remoción temporal de grupos

funcionales en cualquier otro caso lo que se está logrando es y me estabilizaron los reactivos de modo que sea más probable que se conviertan en productos con mayor rapidez muchas enzimas necesitan ayudantes para hacer su trabajo y las vitaminas y minerales de lo que sin duda oído decir que deben ser parte de nuestra dieta son esos ayudantes más técnicamente se llaman cofactores las vitaminas como son moléculas con carbono son cofactores orgánicos mientras que los minerales que son cosas como fósforo calcio cloro hierro potasio son cofactores inorgánicos los cofactores orgánicos son comúnmente llamado coenzimas por último vamos a hablar un poco sobre regulación enzimática las enzimas regulan el metabolismo pero ellas mismas pueden y deben ser reguladas sobre todo cuando hay un exceso de producto y no se debe continuar acelerando su síntesis hay dos niveles a los cual es se puede regular la actividad de una enzima se puede regular la expresión genética de la enzima que significa activar o desactivar los genes que codifican para ella de modo que haya más encima o menos según convenga o se puede regular la actividad de las enzimas que ya han sido sintetizadas y de segundo que quiero hablar en un poco más de detalle la décima pueden ser inhibidas de forma reversible o irreversible y pueden ser inhibidas de forma competitiva o de forma no competitiva y estas categorías no son mutuamente exclusivas es decir una división puede ser reversible competitiva o puede ser reversible no competitiva cómo vas a ver en un momento estoy en la grama ilustra inhibición irreversible y el inhibidor lo presente en color Rosa brillante y lo presentará obstruyendo los sitios activos aunque esa no necesariamente el caso lo que hace que un inhibidor sea irreversible es que se enlaza covalentemente a la enzima y no se puede despegar un ejemplo de esto es la aspirina aunque suene un poco raro la aspirina como sabes se usa para tratar inflam...