1. ¿Cuáles son los tipos de peroxisomas y qué funciones desempeñan cada uno de ellos? Los peroxisomas son orgánulos citoplasmáticos muy comunes en forma de vesículas que contienen oxidasas y catalasas. Estas enzimas cumplen funciones de detoxificación celular. Como la mayoría de los orgánulos, los peroxisomas solo se encuentran en células eucariontes. Fueron
descubiertos
en
1965
por
Christian
de
Duve
y
sus
colaboradores. Inicialmente recibieron el nombre de microcuerpos y están presentes en todas las células eucariotas. sus funciones son: os peroxisomas tienen un papel esencial en el metabolismo lipídico, en especial en el acortamiento de los ácidos grasos de cadena muy larga, para su completa oxidación en las mitocondrias, y en la oxidación de la cadena lateral del colesterol, necesaria para la síntesis de ácidos biliares; también interviene en la síntesis de glicerolípidos,
ésteres
lipídicos
del
glicerol
(plasmógenos)
e
isoprenoides; también contienen enzimas que oxidan aminoácidos, ácido úrico y otros sustratos utilizando oxígeno molecular con formación de agua oxigenada 2. Qué propiedades de la membrana mitocondrial interna le permiten
tener
una
actividad
metabólica
especialmente
elevada? El área de superficie del área mitocondrial es elevada a la formación de crestas y contiene numerosas encimas y núcleos proteicos. 3. Cómo se relacionan los términos catabolismo y anabolismo?. Represente esta relación esquemáticamente. De ejemplos de reacciones anabólicas y catabólicas. Anabolismo: El anabolismo constituye la fase constructiva del metabolismo, en la cual tiene lugar la biosíntesis enzimática de los componentes moleculares de las células tales como los ácidos nucleicos, las proteínas, los polisacáridos, los lípidos, la biosíntesis de las moléculas orgánicas a partir de estos, precisa del consumo de energía
química
catabolismo.
aportada
por
el
ATP
generado
durante
el
Catabolismo: El catabolismo es la fase degradativa del metabolismo, en la cual moléculas nutritivas complejas y relativamente grandes como glúcidos, lípidos, y proteínas que provienen o bien del entorno celular o bien de sus propios depósitos de reserva, se degradan para producir moléculas más sencillas tales como el ácido láctico, ácido acético, amoniaco o urea. El catabolismo va acompañado de la liberación de la energía química, inherente a la estructura de las moléculas orgánicas nutritivas y a su conservación en forma de la molécula de trifosfato de adenosina [ATP] transferido de energía. En otras palabras en al anabolismo se construye y por tanto se consume energía y durante el catabolismo se obtiene esa energía en forma de ATP. 4. Qué quiere decir glucólisis?. Cuál(es) son los sustratos?. En términos generales, que ocurre durante las reacciones?. Qué productos se originan en glucolisis? (Represente). Bueno, primero debes saber que un sustrato es una molécula sobre la que actúa una enzima. En la glucolisis actúan diversas enzimas. Nombres de sustratos de la glucolisis, que es lo que preguntas. La glucolisis consta de diez reacciones catalizadas por enzimas, usando Glucosa como sustrato inicial. Los sustratos son: 1. Glucosa 2. Glucosa 6 Fosfato 3. Fructosa 6 Fosfato 4. Fructosa 1,6 BiFosfato 5. Dihidroxiacetona fosfato y Gliceraldheido 3 Fosfato 6. 1,3 Difosfoglicerato 7. 3,Fosfoglicerato 8. 2, Fosfoglicerato 9. Fosfoenol piruvato
10. Piruvato
5.
Qué reacción química es necesaria para que el piruvato ingrese al Ciclo de Krebs? Dónde ocurre esta reacción y qué productos se generan? (Represéntelos en un esquema). El piruvato proviene de la glucolisis y para que ingrese al ciclo de Krebs se requiere de la oxidación de este, (este es descarboilado) por la enzima piruvato deshidrogenasa produciendo un acetil-CoA y un CO2. Esto ocurre en la matriz de la mitocondria.
6. Cuál es el destino de los carbonos de Acetil CoA que ingresan al ciclo de krebs? Qué productos se generan durante el ciclo?. El Ciclo de Krebs es anfibólico, porqué?. Cuál es el nexo entre el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones?. La transferencia de electrones desde el NADH al O2 es un proceso complejo que desprende gran cantidad de energía libre. Si esta oxidación se produjera en un solo paso, se produciría gran cantidad de calor, lo que supondría la incompatibilidad con las condiciones celulares. El proceso transcurre de una forma suave a través de pequeños cambios de energía, lo que la hace más aprovechable. Los electrones fluyen desde el NADH hasta el oxígeno por medio de un gran número de proteínas transportadoras y coenzimas reunidos en tres grandes complejos: Complejo I: NADH-Q reductasa. Complejo III: citocromo-reductasa. Complejo IV:citocromo oxidasa. El FADH2 cede sus electrones a través del succinato-Q reductasa o Complejo II.
7. Qué es la cadena de transporte de electrones?. Donde se localiza?. Quién es el aceptor final de la cadena de transporte de electrones?. El NADH se oxida por una serie de transportadores catalíticos redox que son proteínas integrales de la membrana mitocondrial interna. El cambio de energía libre en varios de estos pasos es muy exergónico. Acoplados a estos pasos de oxidación y reducción es un proceso de transporte en el que protones (H+) de la matriz mitocondrial son transportados al espacio entre las membranas mitocondriales interna y externa. La redistribución de protones lleva a la formación de un gradiente de protones a través de la membrana mitocondrial. El tamaño del gradiente es proporcional al cambio de energía libre de las reacciones de transferencia de electrones. En presencia de ADP, los protones fluyen hacia bajo de su gradiente termodinámico desde el espacio entre las membranas mitocondriales interna y externa de regreso a la matriz mitocondrial. Este proceso se facilita por un transportador de protones en la membrana mitocondrial interna conocido con el nombre de ATP sintasa. Como su nombre implica, el transportador esta acoplado con la síntesis de ATP. El flujo de electrones a través de la cadena de transporte de electrones mitocondrial se lleva a cabo por medio de varios complejos enzimáticos. Los electrones entran en la cadena de transporte primariamente a partir del NADH citosólico a NADH mitocondrial pero también
pueden
ser
proveídos
por
el
succinato
(al
FADH2
mitocondrial) o por el transportador glicerol fosfato a través de FADH2 mitocondrial.
8. Describa los componentes que forman la envoltura nuclear. Cuál es la relación entre las membranas nucleares y el complejo del poro nuclear? De qué manera el complejo del
poro regula el movimiento bidireccional de materiales entre el núcleo y el citoplasma? Los Componentes del NÚCLEO Celular son: - CROMOSOMAS, formados cada uno en una hebra de ADN. Los Genes que se localizan en los cromosomas. - PROTEÍNAS, como las Histonas. - CROMATINA es el conjunto de ADN, histonas y proteínas no histónicas que se encuentra en el núcleo de las células eucariotas y que constituye el cromosoma eucariótico. - CARIOLINFA o Nucleoplasma o Carioplasma es el medio interno del núcleo celular - ADN, que asociadas con Histonas, forman hebras llamadas cromatinas. - Envoltura Nuclear o CARIOTECA, formada por una doble membrana que lo encierra y separa del citoplasma celular. - LÁMINA NUCLEAR, que es una red de filamentos intermedios que se encuentra por el interior de la envoltura nuclear la cual da soporte mecánico. - POROS NUCLEARES para permitir el movimiento de moléculas a través de la envoltura. Estos poros cruzan ambas membranas de la envoltura
nuclear,
proporcionando
un
CANAL
que
permite
el
movimiento libre de pequeñas moléculas e iones, mediante difusión simple. El movimiento de las moléculas más grandes como las proteínas requiere de un Transporte Activo facilitado por proteínas transportadoras. - ARN mensajero: Que transmite la información del ADN para la síntesis de Proteínas. - NUCLEOLO, el cual está relacionado con el ensamblaje de las subunidades de los Ribosomas. El que se relaciona con la transmisión de un individuo a otro es el ADN, que transmite toda la información de padres a hijos y esta molécula se encuentra dentro de los CROMOSOMAS.
9. Cuál es la diferencia en estructura y función entre la heterocromatina y la eucromatina?. ¿Entre la cromatina constitutiva y la facultativa? ¿Entre un cromosoma x activo y uno inactivo en una célula de hembra de mamífero? La cromatina se presenta en dos formas en el núcleo en interfase (que no está en división) : Eucromatina y Heterocromatina y fueron originalmente llamadas así por su diferente respuesta a la tinción. La cromatina mayoritaria, que se tiñe débilmente se denominó eucromatina (del griego eu, verdadero) y la que se tiñe de forma distinta, de manera más fuerte, se llamó heterocromatina (del grigo hetero,
diferente).
El
estudio
molecular
detallado
de
ambas
cromatinas ha permitido distinguirlas por otras propiedades: así, la heterocromatina
consta
de
fibras
de
nucleoproteína
(nucleofilamentos) muy condensadas, casi como los cromosomas en la mitosis (lo cual impide la transcripción de los genes), se duplica de forma desfasada (muestra un replicación tardía) con respecto a la eucromatina (que no se encuentra condensada, y es activa en la expresión génica) y puede contener secuencias extremadamente repetidas. Eucromatina: En un núcleo en interfase la mayoría de la cromatina se encuentra en forma de eucromatina relativamente sin condesar y distribuida por todo el núcleo durante este periodo del ciclo celular. La cromatina de los cromosomas una vez descondensados al terminar la división celular mantienen su individualidad en el núcleo interfásico ocupando distintas posiciones dentro del mismo referidos como territorios cromosómicos separados por dominios intercromosómicos. Dentro pues
del
núcleo
interfásico,
la
cromatina
no
se
distribuye
aleatoriamente, sino que se encuentra organizada en diferentes dominios funcionales que desempeñan además un papel fundamental en la regulación de la expresión génica. Los genes contenidos en la eucromatina se transcriben están activos (se transcriben) y el ADN se replica como preparación para la división. La mayoría de la eucromatina parece presentarse en formas de fibras de 30nm organizadas en lazos que contienen aproximadamente de 50-100 kb de DNA. Alrededor del 10% de la eucromatina que contiene
los genes que son transcritos activamente, se encuentran en un estado menos condensado con la formación de fibras de 10 nm lo que permite la transcripción . La estructura de la eucromatina cambia de manera dinámica, al menos en parte dependiendo de la necesidad de transcripción. Heterocromatina: La heterocromatina es una estructura cromática que no altera su nivel de condensación o compactación a lo largo del ciclo celular, permaneciendo condensadas durante la interfase y permaneciendo inactiva para la transcripción y la expresión génica, es por ello transcripcionalmente
inactiva.
Al
contrario
de
la
eucromatina,
alrededor del 10% de la heterocromatina en un núcleo en interfase se encuentra en un estado muy condensado que recuerda a la cromatina de las células que llevan a cabo la mitosis. La heterocromatina contiene secuencias de DNA altamente repetidas, como aquellas presentes en los centrómeros y telómeros. La heterocromatina se localiza principalmente en la periferia del núcleo cerca de la envoltura nuclear y la eucromatina en el interior del nucleoplasma. 10.
Describa la organización de los cromosomas dentro del
núcleo: El núcleo está rodeado por la envoltura nuclear, una doble membrana interrumpida por numerosos poros nucleares. Los poros actúan como una compuerta selectiva a través de la cual ciertas proteínas ingresan desde el citoplasma, como también permiten la salida de los distintos ARN y sus proteínas asociadas. La envoltura nuclear es sostenida desde el exterior por una red de filamentos intermedios dependientes del citoesqueleto, mientras que la lámina nuclear, la cual se localiza adyacente a la superficie interna de la envoltura nuclear, provee soporte interno. El núcleo también tiene un nucleoplasma, en el cual están disueltos sus solutos y un esqueleto filamentoso, la matriz nuclear la cual provee soporte a los cromosomas y a los grandes complejos proteicos que intervienen en la replicación y transcripción del ADN. Los cromosomas aparecen ocupando lugares específicos. Los genes que codifican productos relacionados, aunque estén localizados en
diferentes cromosomas, pueden estar ubicados próximos en el núcleo interfásico. Por ejemplo, los cromosomas humanos 13, 14, 15, 21 y 22 poseen un gran número de genes que codifican para ARNr. Dichos cromosomas están agrupados de tal forma que los genes de los ARNr están todos juntos y confinados en el nucléolo, el lugar donde se sintetizan, procesan y ensamblan los ARNr. Esta separación física asegura que los ARNr puedan ser eficientemente ensamblados dentro de las subunidades ribosomales. En el núcleo, los genes transcripcionalmente activos tienden a estar separados de los inactivos. Los activos se encuentran ubicados centralmente, mientras que los silentes están confinados próximos a la envoltura nuclear. Tan pronto como las células entran en mitosis o meiosis, los fragmentos de la matriz nuclear dirigen la condensación de los cromosomas, constituyéndose en la parte central de los mismos. 11. Qué es la lámina nuclear? ¿Mencione y describa las enfermedades en la que existe mutación de las láminas? La lámina nuclear es una densa red fibrilar en el interior del núcleo de una célula eucariota. Se compone de filamentos intermedios y proteínas asociadas a la membrana. Además de proporcionar soporte mecánico,
la
lámina
nuclear
regula
los
procesos
celulares
importantes, como la replicación del ADN y la división celular. Además, participa en la organización de la cromatina y se ancla los complejos de poro nuclear incrustados en la envoltura nuclear. La lámina nuclear está asociada con la cara interior de la envoltura nuclear bicapa mientras que la cara exterior se mantiene continua con el retículo endoplásmico. Estructura y composición: La lámina nuclear consta de dos componentes, láminas y proteínas de membrana asociadas lamina-nucleares. Las láminas son filamentos intermedios de tipo V que pueden clasificarse ya sea como de tipo A o de tipo B de acuerdo a la homología en la secuencia, propiedades bioquímicas y localización celular durante el ciclo celular. Tipo V filamentos
intermedios
difieren
de
los
filamentos
intermedios
citoplasmáticos en la forma en que tienen un dominio de varilla extendida, que todos ellos llevan una señal de localización nuclear en
su C-terminal y que muestran típicas estructuras terciarias. Lamin polipéptidos tienen una conformación helicoidal-una casi completa con múltiples dominios de un-helicoidales separados por enlazadores no-a-helicoidales que están altamente conservadas en longitud y secuencia de aminoácidos. Tanto el C-terminal y el extremo Nterminal no son un-helicoidal, con el extremo C-terminal que muestra una estructura globular. Su peso molecular oscila de 60 a 80 kilodaltons. En la secuencia de aminoácidos de las láminas nucleares, también hay dos sitios phosphoacceptor presentes, que flanquean el dominio de varilla central. Un evento de fosforilación en el inicio de la mitosis conduce a un cambio conformacional que hace que el desmontaje de la lámina nuclear. En el genoma de los vertebrados, las láminas están codificadas por tres genes. Por splicing alternativo, se obtienen por lo menos siete polipéptidos diferentes, algunos de los cuales son específicos para las células germinales y juega un papel importante en la reorganización de la cromatina durante la meiosis. No todos los organismos tienen el mismo
número
de
genes
que
codifican
lamin;
Drosophila
melanogaster, por ejemplo, tiene sólo 2 genes, mientras que Caenorhabditis elegans tiene sólo uno. La presencia de polipéptidos lámina es una propiedad exclusiva de los organismos metazoos. Las plantas
u
organismos
eucariotas
Saccharomyces cerevisiae falta laminas.
unicelulares
tales
como
