1. ¿Qué es una reacción oxido-reducción, y de un ejemplo?
Es aquella reacción en la que existe transferencia de electrones de una especie a otra, que implican la ganancia o pérdida de electrones. Ejemplo: Considérese la conversión del hierro metálico (Fe0) en su estado ferroso (Fe2+), en el que el átomo de hierro pierde dos electrones, con el que cambia a un estado mas positivo. Cuando un átomo pierde uno o más electrones, se dice que se oxida. La reacciones reversible, lo que significa que los iones ferrosos pueden convertirse en hierro metálico, un estado más negativo mediante la adquisición de un par de electrones. Cuando un átomo gana uno o más electrones, se dice que se reduce. Una posible reacción con el hierro puede ser:
La sustancia que se oxida durante una reacción de oxidación-reducción, es decir, la que pierde electrones, se llama agente reductor, y la que se reduce, esto es, la que gana electrones, se llama agente oxidante.
2. ¿A que se le llama potencial redox?
A la tendencia de un donador electrónico a reducir a su aceptor conjugado se denomina potencial redox, en otras palabras es la capacidad de aceptar o ceder electrones.
3. ¿Qué es un radical libre y mencione ejemplos de donde los podemos obtener?
Es un átomo o grupo de átomos que poseen un electrón sin aparear. en sistemas ezimáticos tales como hidroxilasas, dioxigenasas, monooxigenasas y oxidoreductasas dependientes de NAD+, fagocitosis, la cascada que conduce a la síntesis de prostaglandinas, leucotrienos; citocromo P-450, algunas oxidasas citosólicas, β-oxidación de los ácidos grasos en los peroxisomas, etc.
4. ¿Por qué es importante la hidrólisis del ATP?
Debido a que el ATP cede parte de su energía química a procesos endergónicos tales como la síntesis de inerme diarios metabolices y macromoléculas a partir de precursores mas pequeños, el transporte de sustancias a través de membranas contra gradientes de concentración y el movimiento mecánico.
5. ¿A que de le llama potencial de transferencia de fosfato y da un ejemplo?
El potencial de transferencia de fosfato es la capacidad de un compuesto fosforilado para sintetizarse acoplando la síntesis a la rotura de otro compuesto fosforilado con una energía libre de hidrólisis más negativa.
Ej. La escisión de Pi a partir del fosfoenolpiruvato (FEP) libera mas energía de la necesaria para seguir la condensación de Pi con ADP, la donación directa de un grupo fosforilo del PEP al ADP es factible termodinámicamente:
(1) piruvato +Pi ΔG°´= -62kJ/mol
(2) ADP + Pi ΔG°´= +31kJ/m
Suma: PEP + ADP
6. ¿Por qué el NADH y FADH2 actúan como fuentes de poder reductor?
Por que tienen la capacidad de reducirse y oxidarse, son importantes en la transferencia de electrones, debido a que estas moléculas transfieren los electrones ganados a los complejos I y II de la cadena respiratoria. El NAD recibe los electrones de las deshidrogenasas correspondientes y se reduce a NADH, se oxida a NADH, el cual por medio de una NADH deshidrogenasa pasan, los transfieren a la coenzima Q. El succinato transfiere sus electrones a deshidrogenasa succínica (una flavoproteína) que a su vez los pasa a la coenzima Q.
7. Explique en que consiste la hipótesis quimiosmótica
El modelo quimiosmótico es el paradigma de el mecanismo de acoplamiento del flujo de protones con la fosforilación propuesto por Peter Mitchell. Según el modelo (fig.19-17),la energia electroquimica inherente a la diferencia en la concentracion de protones y a la separacion de cargas a través de la membrana mitocondrial interna, la fuerza protón-motriz, impulsa la sintesis de ATP a medida que los protones fluyen de manera pasiva de regreso a la matriz a través de un poro que se encuentra asociado a la ATP sintasa. Para resaltar el papel crucial de la fuerza protón-motriz, la ecuacion de la sintesis de ATP^se escribe algunas veces como
Mitchell utilizo el termino “quimiosmotico” para describirlas reacciones enzimáticas en las que intervienen, simultáneamente, una reacción química y un proceso de transporte.
8. ¿Cuál es la función de la cadena respiratoria, describe el mecanismo?
La función de la cadena respiratoria es transportar electrones, generar agua, regenerar NAD +, FAD y forma el gradiente electroquímico que impulsa la síntesis de ATP.
Los transportadores electrónicos reducidos, NADH y FADH2 transfieren sus equivalentes reductores a la matriz mitocondrial, los complejos enzimáticos a la membrana mitocondrial interna hacen pasar electrones a través de la cadena respiratoria, una serie de transportadores electrónicos con un potencial de reducción sucesivamente creciente. Los complejos son: I(NADH deshidrogenasa), II(Succinato-Co Q oxido reductasa),III(Coenzima Q-Citocromo oxido reductasa),IV(Citocromo Oxidasa), V(ATP sintasa). Finalmente los electrones se transfieren al oxigeno que se reduce a agua. Las reacciones de los complejos I, III, IV porporcionan energía para bombear protones a través de la membrana interna, lo cual hace que la superficie externa se mucho mas acida hacia la matriz. La descarga del gradiente protónico resultante, cuando los protones vuelven a la matriz a través del canal iónico especifico, genera energía que se utiliza para impulsar la síntesis de ATP. Aunque la respiración tiene un consumo total de 90% en la mayoría de las células en muchas otras reacciones docenas de enzimas utilizan oxigeno como sustrato: oxigenasas, oxidasas, e hidrolasas algunas reacciones, generan especies de oxigeno parcialmente reducidas, radicales hidroxilo, superoxido y peróxido que son tóxicos y mutagénicos.
9. ¿Qué enfermedades se producen por mutaciones en los genes de la mitocondria, mencione en que consiste al menos una?
Encefalopatías mitocondriales, neuropatía óptica hereditaria de Leber (LHON), enfermedades cardiacas (miopatías cardiacas), enfermedad de la epilepsia mioclónica y de la fibra rota (MERRF), la enfermedad de la epilepsia mioclónica y dela fibra rota esta producida por una mutación en el gen mitocondrial que codifica un tRNA especifico para lisina (lisil-tRNA). Esta enfermedad, caracterizada por convulsiones musculare incontrolables, es aparente el resultado de la producción defectuosa de varias proteínas sintetizadas utilizando tRNA mitocondriales. Las fibras del musculo esquelético de los individuos con MERRF tienen mitocondrias con formas anormales que, a veces, contienen estructuras paracristalinas.
10. ¿Qué es un fenómeno fotoquímico?
Es aquel que ocurre en un sistema en el cual una molécula es excitada electrónicamente, y esta molécula puede pasar por uno o varios procesos, puede perder energía en colisiones con otras moléculas y liberar calor o regresar al estado fundamental y emitir un fotón; esto es puede fluorecer o fosforecer. También puede participar una reacción química, como isomerización, disociación o ionización. Una reacción fotoquímica se realiza en presencia de luz.
11. ¿Qué son los pigmentos fotosintéticos y cual es su importancia en la captación de luz?
Los otros pigmentos que forman parte de las antenas fotosintéticas realizan exclusivamente funciones de fotorrecepción. Entre ellos se encuentran las feofitinas (clorofilas sin magnesio) y ficobilinas que son derivados tetrapirrólicos de cadena cerrada abierta, además de los carotenoides que son isoprenoides poliénicos hidrofóbicos (carotenos y xantófilas).
12. ¿Cuál es la diferencia entre la cadena de electrones de la mitocondria y la de los cloroplastos?
Varían algunos complejos y el proceso es inverso a la cadena respiratoria en lugar de producir H2O se utiliza como fuente de protones además de energía en forma de luz para al evitación de los fotosistemas y la producción de moléculas reducidas que pasan a la fase obscura de la fotosíntesis para la síntesis de carbohidratos, además de la utilización de ATP
13. ¿A que se le llama potencial de membrana y cuando ocurre?
Es la diferencia de potencial eléctrico a través de una membrana biológica, medida normalmente mediante la inserción de un microelectrodo. Los potenciales típicos varían desde -25mV (por convención el signo negativo indica que el interior es negativo en relación al exterior) a mas de -100mV a través de las membranas de algunas vacuolas vegetales. Ocurre cuando iones de cargas opuestas están separados por una membrana permeable, se crea un gradiente eléctrico transmembrana.
14. Mencione los tipos de transporte de membrana
El movimiento de los iones y de compuestos polares a través de membranas biológicas requiere transportadores proteicos.
Difusión simple varias sustancias pasan a través de la membrana de una región a otra que contiene una menor concentración de sustancia. En la superficie de la membrana pueden existir poros discretos (que se piensa que se forman por las proteínas unidas a la membrana) a través de los cuales pasan moléculas pequeñas, lo que evita la bicapa de lípidos hidrofóbicos.
Difusión facilitada comprende el paso de moléculas de una región de mayor concentración a una de menor concentración, pero difiere de la difusión simple en que es un proceso de transporte facilitado por un portador. En la difusión facilitada, la sustancia a transportar se combina para formar un complejo con una molécula portadora. La molécula portadora puede pasar de uno y otro sentido de la membrana con facilidad. En la cara exterior de la membrana (es decir, la superficie de contacto con el fluido extracelular), la molécula portadora puede unirse a la sustancia y el complejo resultante se difunde a través de la membrana, de la región de alta concentración a la de menor concentración donde se disocia en el portador y la sustancia libre.
Transporte activo a diferencia de la difusión simple y facilitada, el transporte activo comprende el paso de sustancias a través de la membrana contra gradiente de concentración. La termodinámica nos dice que no es un proceso espontaneo; por lo que para que ocurra el transporte activo, debe aportase energía de una fuente externa. Las diferencias de concentraciones de iones K+ y Na+ en los fluidos intracelulares y extracelulares. Mantener estas diferencias de concentración iónica requiere del transporte activo los procesos normales de difusión de Na+ del exterior al interior de la célula y pasan iones K+ en dirección opuesta.al mismo tiempo los iones Na+ se bombean hacia fuera de la célula y los K+ hacia adentro. Hasta alcanzar el estado deseable.
15. ¿Como podemos cuantificar el transporte en la membrana?
En los transportes de canales iónicos podemos cuantificar el trasporte utilizando aquellos canales iónicos de compuerta reguladora por voltaje, es decir un dominio de la proteína cargada se mueve con la relación a la membrana como respuesta a un cambio de potencial transmembrana (Vm), abriendo y cerrando el canal iónico. Por lo que usando el flujo de iones a través de canal iónico utilizando la técnica del patch-clamping. Se presiona una micropipeta muy fina contra la superficie celular y la presión negativa de la micropipeta se usa para formar un sello entre la membrana y la membrana. Cuando la pipeta es retirada, arranca un pequeño trozo (patch) de la membrana (que puede contener uno o pocos canales iónicos) cuando la pipeta i el trozo se colocan en solución acuosa, se puede medir la actividad del canal en función de la corriente eléctrica que fluye entre los contenidos de la pipeta y la solución acuosa. En la práctica, se crea un circuito que “sujeta” (clamps) el potencial trasmembrana a un valor dado y mide la corriente que puede fluir para mantener este voltaje. La traza que muestra la corriente en función del tiempo (en milisegundos) revela la rapidez a la cual abre y cierra el canal, la fecuencia de abertura y el tiempo que permanece abierto. “sujetando” el Vm a diferentes valores se consigue la determinación del efecto del potencial de membrana sobre estos parámetros de la función del canal.
16. ¿Qué es la transducción de señales?
Es la conversión de información en cambio químico, que conlleva una señal que representa la información que es detectada por un receptor específico y se convierten una respuesta celular en la que siempre interviene un proceso químico.
17. ¿Qué es la fotorecepcion?
Es la habilidad de detectar una pequeña parte del espectro electromagnético que va desde la luz ultravioleta hasta los infrarrojos, es decir, desde longitudes de onda de aproximadamente 300nm hasta justo 1.000nm, aunque la mayoría de las especies solo detectan una parte de este rango.
18. Describe el mecanismo de la visión
Paso1, que consiste en una reacción fotoquímica que ocurre en el segmento externo de los conos y bastones cuando la energía luminosa absorbida causa cambios conformacionales en los cromóforos, las moléculas de opsina activadas interaccionan con una proteína G llamada transducina. Después la tansducina activa una fosfodiesterasa que degrada GMP cíclico (cGMP). En la penumbra se producen concentraciones elevadas de cGMP en los fotoreceptores en la superficie citoplasmática de los canales de Na+, lo que hace que se mantengan abiertos, en consecuencia, los fotoreceptores tienen un potencial de membrana bajo.
Paso2, que consiste en una disminución de la concentración de cGMP dentro del citoplasma del segmento interno de los fotoreceptores. Estos cambios, que son activados por la energía luminosa, disminuyen la permeabilidad de la membrana plasmática al Na+. Cuando hay menos moléculas de cGMP unidas a las proteínas de canal de Na+ se produce la hiperpolarización del fotoreceptor cuya consecuencia es una reducción de la secreción de neurotrasmisores (glutamato). Esta disminución de la secreción de glutamato es detectada por las células bipolares de la retina, que inicia impulsos eléctricos que son transmitidos al cerebro.
19. ¿Por qué varia la percepción de los colores de día y noche?
Debido a la rodopsina que funciona a baja intensidad de la luz, por ejemplo por la noche. No puede distinguir los colores porque solo tiene un solo pigmento. Tres tipos de yodopsina que contienen los pigmentos que absorben la luz a λmáx= 426nm (azul), 530nm (verde) y 560nm (amarillo) son los responsables de la visión de colores de las células conicas. El pigmento con su máximo a 560nm extiende su sensibilidad a la región de mayores longitudes de onda, para permitir y también la sensación visual del rojo. Los conos son mucho menos sensibles a la luz, que los bastones, por lo que a la luz mortecina, todos los objetos aparecen como sombras grises.
20. ¿Qué es el gusto?
El gusto se clasifica como una sensibilidad por estímulos químicos en la cual sustancias diversas contenidas en los alimentos o en las bebidas interaccionan con los receptores gustativos ubicados en la superficie apical de las células neuroepiteliales. Estas células reaccionan ante cinco estímulos básicos: dulce, salado, amargo, acido y umami
21. ¿Cuál es la importancia de los receptores gustativos?
La importancia de lo receptores radica en que sin ellos la comida no nos sabría a nada, podríamos comer algo venenoso o toxico y no lo detectetariamos, no podríamos disfrutar la comida, incluso algunos animales que los usan para detectar su comida no podrían hacerlo y moirian.
22. Describe un mecanismo de transducción
Transducción dulce
1 una sustancia se une a su receptor provocando un cambio conformacional.
2 la proteína G activada, gusductina, activa la adenilato ciclasa.
3 la adenilato ciclasa cataliza la conversión del ATP en AMPc.
4 el AMPc activa una proteína kinasa que fosforila y cierra los canales K+.
5 la despolarización resultante abre los canales de Ca2+ dependientes del voltaje.
6 la entrada de Ca2+provoca la liberación del neurotransmisor
23. ¿Qué es el olfato?
En un sentido muy importante que implica la quimiorecepción de sustancias químicas, que nos ayuda a percibir el olor que produce tan solo una modificación en una molécula por la adición de un radical diferente o la forma de la molécula.
24. Describe el mecanismo de transducción olfativa.
Cuando una molécula odorífera se une a un receptor olfativo, el receptor experimenta un cambio conformacional que envía la señal a una proteína G asociada, Golf. Golf activada señal por medio de la adenilato ciclasa, activándose la ruta de transducción de la señal (mostrada en la figura7.7), que finalmente dará lugar a un potencial generador despolarizante. Si la despolarización es suficiente grande, los potenciales de acción se disiparan en las dendritas de la neurona olfativa receptora. Es necesario darse cuenta que estos potenciales de acción viajan hacia el cuerpo celular de esta neurona bipolar, contrariamente a la organización descrita para la neurona motora, en la que el potencial de acción siempre viajara alejándose del cuerpo celular. Estos potenciales de acción finalmente son transmitidos hacia el otro extremo de la neurona, donde los terminales axónicos sinaptan con las neuronas del bulbo olfatorio del cerebro.
Hay indicios que sugieren que la ruta adicional de la transducción de la señal puede también desempeñar un papel importante en la detección del olor en los mamíferos. Por ejemplo, algunos receptores olfativos están acoplados a proteínas G que activan una cascada como señal de transducción mediada por una fosfolipasa C (PLC), en la que la fosfolipasa C hidroliza fosfatidilinositol-4,5-bifosfato (PIP2) en la membrana plasmática, dando lugar a inositol trifosfato (IP3) y diacilglicerol (DAG), que provoca un aumento intracelular de Ca+, haciendo que los canales de Cl- en la membrana plasmática se abran. Sin embargo, como en la transducción de la señal mediado por AMPc, el resultado final es una cascada de la transducción de la señal mediada por PLC es la despolarización de la célula, para el disparato de los potenciales de acción.
25. ¿Qué células están involucradas en el proceso de oler?
Las células receptoras del olor son neuronas bipolares con un extremo en el epitelio olfativo y otro formando sinapsis con las neuronas del bulbo olfatorio en el cerebro.
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