Cadena Respiratoria

Acá les dejamos el link del video realizados por nosotras que explica el conjunto de reacciones constituyentes a la Cadena Respiratoria que junto a la Descarboxilación Oxidativa y al Ciclo de Krebs logran conformar  la Respiración Celular. Nos pareció didáctico para entender. Esperamos que les guste.
http://youtu.be/1Kj_LeRfyy4

Analogías del Ciclo de Krebs

La reacción “Citrato” sería como una persona, por ejemplo José, que posee una fábrica de pizzas. La enzima “Aconitasa” sería como el dinero que invierte José en la pizzería para comprar harina, es decir, para lograr “Isocitrato”. Mediante la “Isocitrato deshidrogenasa” con el ingreso de NAD+, obteniendo NADH+H y CO2, es decir, mediante el amasado con ingreso de agua en la mezcla y obteniendo una masa y suciedad en las manos, se obtiene una masa en preparación, es decir “α-Cetoglutarato”. Luego interviene el “Complejo α-cetoglutarato deshidrogenasa” que con el ingreso de NAD+ y CoA, obteniendo NADH+H+ y CO2, es decir, interviene el amasado, ingresando sal y levadura y obteniendo una mezcla y mayor suciedad en la zona de trabajo. Luego la masa levada, es decir el “Succinil-CoA sintetasa”, mediante la estirada (enzima “Succinil-CoA sintetasa”), la masa y el palo de amasar (GDP y Pi) se logra una masa estirada (GTP). Luego el “Succinato”, es decir, la masa lista para la pizza, mediante la “Succinato deshidrogenasa” o mediante la “inversión”, ingresando dinero (FAD) y obteniendo salsa y queso (FADH2) se logra una pizza “cruda”, o sea, “Fumarato”, luego participa la “fumarasa” u “horneado” mediante el calor debido al horno (H20), se obtiene “Malato” o la “pizza lista” que luego la “promoción” (“Malato deshidrogenasa”) en la cual ingresa publicidad (NAD+) y se obtienen compras (NADH+H+) se logra vender la pizza (“Oxalacetato”) y finalmente la venta permite el ingreso de dinero (H20 y Acetil CoA) y de esta forma comenzar nuevamente el ciclo.

Dos profesores formados en una escuela de música (Oxalacetato y acetil Coa) deciden abrir una sucursal de la misma (citrato) debido a su gran vocación por la enseñanza musical (citrato sintasa) y con ayuda del estado (H2O).  Mediante un empleado (Aconitasa) de limpieza que contrataron, pudieron ordenar su lugar de trabajo (isómero de citrato). Luego, mediante un profesor de música que quiso ayudar (isocitrato deshidrogenasa), le dio clases a Pablo (NAD+), que salió sabiendo tocar la guitarra (NADH+H) y batería (CO2). Obteniendo a Roberto, Juan y el nuevo profesor. Aunque este tuvo un compromiso, pero recomendó a la escuela 3 profesores experimentados (complejo a cetoglutarato deshidrogenasa) que trabajaron temporáneamente y  enseñaron a Jorge  (NAD+) que ya sabía piano (Coa), que se fue sabiendo guitarra (NADH+H) y batería (CO2).  Luego, el instituto redujo su capacidad por recortes en el presupuesto (Succinil-Coa). Con esto un músico (GDP) con su representante (Pi) deciden ayudar invirtiendo dinero (GTP), este intercambio se produjo mediante un abogado que redacta el contrato (Succinil-CoA sintetasa). Obteniendo al instituto con dinero disponible a usar (Succinato). Por la propaganda que produjo el famoso músico (Succinato deshidrogenasa), una banda (FAD) imitó medianamente su comportamiento componiendo canciones (FADH2). Entonces el instituto ya provisto de diferentes recursos (Fumarato) recibe ayuda del estado (H2O). Con esto pudo agrandarse en tamaño (Malato) y contratar a un profesor (Malato deshidrogenasa) que además de enseñarle a un alumno (NAD+) a tocar la guitarra (NADH+H)  pudo formar a un nuevo profesor (Oxalacetato).

El ciclo  de krebs podría decirse que es como el ciclo del agua, en donde el agua junto con sus residuos proveniente de los ríos, mares y océanos,(Citrato), gracias al Sol (enzima Aconitasa), se “transforma” en vapor (Isocitrato), donde el agua (NAD+) pasa a ser gotitas de agua (NAD+H+) y cristales de hielo (C02) mediante la irradiación terrestre (enzima Isocitrato deshidrogenasa), por lo que se produce la nube (α-cetroglutarato) que por acción de la humedad (complejo α-cetroglutarato deshidrogenasa), el cumulonimbus (un tipo de nube, que vendría a ser NAD+) sumado al viento (CoA), produce rayos (NAD+H+) y truenos (C02). Luego se genera una tormenta (Succinil-CoA), que mediante bajas temperaturas y un alto porcentaje de humedad (Succinil CoA sintetasa) se producen vientos (GDP + Pi) que pasan a ser un huracán (GTP). Todo esto deriva en precipitaciones (Succinato), que gracias a la porosidad del suelo (Succinato deshidrogenasa) permite que los poros (FAD) almacenen agua en el suelo (FADH2). Más tarde, esa agua en el suelo por acción de la gravedad (Fumarasa), hace descienda y se produzca una filtración (Malato) mediante los canales (Malato deshidrogenasa). Además se le agregan sales minerales (NAD+) produciendo agua salobre (NAD+H+) que llega a ríos, mares y océanos (Oxalacetato), por lo que se produce el ingreso de agua y residuos (Acetil CoA) para comenzar un nuevo ciclo.     

Exposición Gluconeogénesis

En la clase de #QuímicaConChocolates presenciamos exposiciones de distintas vías metabólicas, entre ellas la Glucogenogénesis, la vía metabólica pentosa-fosfato, la Glucogenolisis y la Gluconeogénesis. Ésta última es de suma importancia ya que a partir de esta se pueden cubrir las necesidades de glucosa cuando no está disponible en cantidades suficientes en la alimentación, gracias a la biosíntesis de glucosa a partir de precursores no glucocídicos, siendo a su vez los principales órganos gluconeogénicos tanto el hígado como el riñón. 

Gluconeogénesis

La gluconeogénesis es una ruta metabólica anabólica que permite la biosíntesis de glucosa a partir de precursores no glucocídicos. Incluye la utilización de varios aminoácidos, lactato, piruvato, glicerol y cualquiera de los intermediarios del ciclo de los ácidos tricarboxílicos como fuentes de carbono para la vía metabólica. Se la puede clasificar como lineal, anabólica, endergónica, reductora, consumidora de ATP. El objetivo de esta vía es biosintetizar glucosa y glucógeno a partir de fuentes no glucocídicas. En humanos, el hígado y el riñón son los principales órganos gluconeogénicos.

Dentro de la célula, las reacciones necesarias para obtener malato a partir de piruvato se realizan en la mitocondria, pero el resto de la gluconeogénesis se realiza en el citosol.

El balance energético:

• Si se parte de dos moléculas de lactato o piruvato sería -6ATP ya que en la etapa de piruvato carboxilasa se "invierten" 2ATP; en la de fosfoenolpiruvato carboxiquinasa, 2GTP; y en la de fosfoglicerato quinasa, otros 2ATP.
• Si se parte de dos oxaloacetatos sería -4ATP ya que en la etapa de fosfoenolpiruvato carboxiquinasa se "invierten" 2GTP y en la de fosfoglicerato quinasa, otros 2ATP.
• Si se parte de dos gliceroles sería -2ATP ya que solo en la etapa de glicerolquinasa se "invierten" 2ATP

En cuanto al sustrato, la participación del oxaloacetato en las dos primeras reacciones de esta vía conecta la gluconeogénesis con el ciclo de Krebs. Como todo intermediario del ciclo se convierte en oxaloacetato a través del ciclo de ácido cítrico, cualquiera de esos intermediarios y todo compuesto capaz de transformarse en uno de ellos puede ser precursor de la glucosa.  También el glicerol puede ser un sustrato de la glucosa. Con respecto al producto que se genera es la  glucosa o el glucógeno que tienen como destino todos los tejidos que requieran esta nueva glucosa sintetizada para obtener energía debido a una deficiente dieta en carbohidratos por ejemplo. 
La regulación de la gluconeogénesis puede ser génica pero más que nada es alostérica. Las enzimas que se regulan son la piruvato carboxilasa, la fosfoenolpiruvato carboxiquinasa y la fructosa-1,6-bisP fosfatasa. La primera es estimulada por la presencia de acetilCoA y se inhibe ante la presencia de ADP, la seguda es inhibida por la presencia de ADP mientras que la tercera es inhibida por la presencia de AMP y Fructosa 2,6 biP y es estimulada por la presencia de citrato.

La principal coenzima que es necessária para esta vía es NADH+H (NAD reducido), pero existen otras que pueden intervenir como la Biotina. El factor limitante es el NADH+H.

Por último, según cual sea el sustrato de la vía, esta puede presentar 3 ecuaciones globales:

Si son dos piruvatos:

2 Piruvato + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 6 H20 à Glucosa + 4 ADP +2 GDP+ 6 Pi + 2 NAD

Si son dos oxaloacetatos:
2 oxaloacetatos+2GTP+2ATP+6H2O+2NADH-->Glucosa+2GDP+2ADP+6Pi+2NAD
Si son dos gliceroles:
2gliceroles+2ATP+4H2O-->Glucosa+2ADP+4Pi

Replicación de ADN

El ADN o Ácido desoxirribonucleico es una molécula que se encarga de llevar la información genética utilizada por una célula para crear nuevas proteínas. Además tiene como función almacenar la información genética a largo plazo. Una característica es la replicación.

Pero, ¿qué enzimas participan en la replicación? ¿Qué es el cebador de ARN? ¿Cuáles son los dos mecanismos para la replicación? 

Esas son algunas de las preguntas que nos ayudará este video a resolver.

Lo que fuimos aprendiendo

A lo largo de la primera mitad del año lectivo, se nos presentaron diversos temas sobre bioquímica que nos ayudaron (y nos seguirán ayudando) a comprender de qué estamos hechos, los componentes de nuestro entorno y los fenómenos que ocurren en él y en los organismos.

En un principio distinguiremos algunas de las macromoléculas que fuimos viendo a lo largo del cuatrimestre y que son indispensables para la vida, una de ellas son las proteínas, que son los elementos que constituyen a los seres vivos. Están compuestas por cadenas de aminoácidos. Son indispensables para el mantenimiento y la reparación de los organismos, y no se almacenan pero sí se transforman; es por esto que los organismos deben ingerirlas en su dieta diaria. Cumplen una serie de funciones: defensa, hormonal, enzimática, transporte y contracción muscular. Todas las proteínas poseen cuatro estructuras: primaria, secundaria  terciaria y cuaternaria.

Profundizamos también el tema de enzimas, que son catalizadores biológicos (aceleran las reacciones químicas porque disminuyen la energía de activación). Según su función pueden considerarse oxidorreductasas, transferasas, hidrolasas, liasas, isomerasas o ligasas.

Otra de las  macromoléculas que vimos y que son muy importantes componentes de los seres vivos formadas por Carbono, Hidrógeno y Oxígeno son los hidratos de carbono, carbohidratos o glúcidos. Se encuentran en los tejidos de los vegetales en los cuales forman su estructura y los compuestos de reserva nutricia.. Además se hallan en los tejidos animales, en complejas moléculas con diversas funciones y disueltos en los humores orgánicos, siendo sus principales funciones tanto estructurales, como de reserva y fuente de energía.

A su vez, los carbohidratos se definen como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas (son compuestos con una función aldehído o cetona y varias funciones alcohólicas). Por otra parte, se pueden clasificar en  monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.

Los lípidos son otras de las macromoléculas que constituyen a los seres vivos. Estos son no poliméricos, de bajo peso molecular, no polares e insolubles en agua. Sus principales funciones biológicas son la de actuar como reserva energética, formar membranas celulares,  poseen actividad fisiológica y funciones nutritivas tales como vehiculizar vitaminas y aportar valor energético. Se clasifican en simples, complejos y sustancias asociadas.
Estas macromoléculas a su vez son Ácidos Grasos, los cuales tienen ciertas propiedades físicas como la solubilidad, puntos de fusión y ebullición e isomería; y propiedades químicas: formación de sales, carácter ácido y formación de ésteres. Se clasifican en saturados, insaturados y  esenciales.

El tema final visto fue el de bioenergética, que es una rama de la bioquimica que estudia los usos y transferencias de energía en un sistema biológico.  Este tiene funciones de estado que son variables en las que solo importa el estado inicial y final de la reacción. Tales como la entalpía (H) que es toda la energía cedida y recibida por el sistema, a temperatura y presión constantes, en el que pueden ocurrir procesos exotérmicos o endotérmicos. Luego tenemos a la entropía (S) que es la energía incapaz de realizar un trabajo. En el que ocurren procesos antientrópicos o entrópicos. Por otro lado se tiene a la energía libre de gibbs (G’) que es la energía disponible (capaz de realizar un trabajo) en una reacción, en el que se dan procesos espontáneos o no espontáneo. Por último se presenta la energía libre de Gibbs estándar (G°’) que es la energía disponible en condiciones estándar, dándose tanto procesos endergónicos, como exergónicos. Por otra parte, existen estrategias celulares para hacer que un proceso endergónico sea espontáneo, para esto se utilizan estrategias celulares tales como: disminución del producto, reacciones acopladas y compartimentarización.

Bioenergética