COLEGIO SAN JUAN BOSCO GIRON MATERIAL DE APOYO Área: Ciencia Naturales Asignatura: Biología Nombre: Docente : Jorge Alexander Agudelo Fecha: Grado: 11º Badillo Son catalizadores biológicos de naturaleza proteica Mediante las enzimas, sustancias presentes en las células en cantidades bajas y capaces de efectuar cambios propios de los procesos celulares. Responsables de todas las reacciones químicas de la célula Como las enzimas aceleran las reacciones La función principal de una enzima es rebajar el nivel de energía de activación necesario para que tenga lugar una reacción química. La energía de activación es la cantidad de energía necesaria para inducir en una sustancia un estado de reactividad. El enzima se combina con la sustancia (s) induciéndole una situación transitoria que requiere una menor energía de activación, para que tenga lugar la reacción Tema Las reacciones metabólicas básicas de cualquier célula pueden clasificarse en reacción para la producción de energía, reacciones biosinteticas, reacciones de polimerización, reacciones de ensamblaje y reacciones de recambio. En esta unidad abordaremos las reacciones para la producción de energía: Estas reacciones producen la energía necesaria para el metabolismo celular, la polimerización de macromoléculas y para funciones específicas como el transporte, la motilidad y la reparación. Generan 12 metabolitos precursores y poder reductor (en forma de nucleótidos pirimídicos reducidos), así como también conserva la energía metabólica en forma de enlaces en moléculas como el ATP (es un nucleótido fundamental en la obtención de energía celular ) o el GTP (es un nucleótido cuya base nitrogenada es la purina guanina ). Las reacciones para la producción de energía incluyen todas aquellas vías de oxidación y degradación de metabolitos, denominadas catabólicas, y otras conocidas como vías anfibólicas que producen tanto energía como alguno de los 12 metabolitos precursores. Algunas de estas reacciones, sobre todo aquellas que constituyen el metabolismo central (glucolisis, ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas y vía de las pentosas), son prácticamente universales y se encuentran en todos los tipos celulares, pero no así las otras vías, ya que son requeridas según la adaptación del organismo a un ambiente determinado. Metabolitos precursores Energía metabólica PO4 Glucosa Unidades de C- I Productos para energía Poder reductor COLEGIO SAN JUAN BOSCO GIRON MATERIAL DE APOYO Grado 11 clase 11 - 12 Las moléculas de RNA de transferencia, sirven como adaptadores, de hecho son los traductores, ya que por un lado reconocen la secuencia de tripletes en el RNAm y por el otro orientan o alinean a los aminoácidos correspondientes al anti codón específico para que se lleve a cabo la polimerización de la cadena polipeptídicas Además de proveer el eslabón entre el mensaje codificado y el aminoácido correspondiente, la aminoacilacion sirve para otro propósito importante: activar el aminoácido energéticamente para que pueda incorporarse a la proteína. La unión aminoacil- éster entre el aminoácido y la adenina terminal del RNAt tiene una energía libre relativa, suficiente para formar la unión peptídica entre dos aminoácidos. La aminoacilación procede en dos pasos: 1. El aminoácido reacción con ATP por vía enzimática para formar un aminoaciladenilato activo: ATP + aminoácido aminoail –AMP + PPi2 Pi + H2O 2. La fracción aminoacil se transfiere a la molécula apropiada de RNAt por la sintetasa: Aminacil – AMP + RNAtaminoacil –RNAt + AMP Excepto para la metionina y el triptófano, existe más de un codón en el código genético para cada aminoácido. Casi siempre estos codones sinónimos son leídos por distintos RNAt con sus secuencias de anti codones correspondientes. Sin embargo, la frecuencia con la que un organismo utiliza uno o más codones preferencialmente para cada aminoácido es muy variable. Este fenómeno se conoce como tendencia o vías en el uso de codones, el cual es de mucha importancia, ya que la eficiencia de traducción de un RNAm depende de la abundancia relativa de las especies, la expresión de genes de un organismo en otro puede verse afectada por este fenómeno Cuestionario de acumulativo. 1) Las reacciones metabólicas básicas de cualquier célula pueden clasificarse en reacción para la producción de energía. Identifique una de las 4 reacciones. A. B. C. D. E. Mesclas de homocigotos. Reacciones de polimerización. La reacción en cadena. Producción de energía. Ninguna de las anteriores. 2) Las reacciones para la producción de energía es necesario que se presente. A. En el cine. B. La luz solar. COLEGIO SAN JUAN BOSCO GIRON MATERIAL DE APOYO C. Oxidación y Degradación de Metabolitos. D. La mescla de varias sustancias. E. Ninguna de las anteriores. 3) Las enzimas sólo aceleran reacciones posibles, es decir, reacciones que ocurrirían aún en su ausencia pero a velocidades imperceptibles las reacciones que ocurren en las células son definidas por la presencia de las enzimas que las catalizan. Es por ello, que el metabolismo celular está organizado por: A. B. C. D. E. Enzimas. Ácidos. Encimas. Toxinas. Ninguna de las anteriores. La lisina es un aminoácido esencial para el ser humano, por lo que se debe incorporar con la dieta. Usted se propone fundar una empresa productora de lisina. Para ello utilizará a la bacteria Corynebacterium glutamicum, de la que conoce a la perfección la siguiente ruta biosintética de aminoácidos: Ruta biosintética de lisina en Corynebacterium glutamicum 4 Además gracias a su trabajo de indagación sabe que: La lisina y la treonina poseen efecto inhibitorio sobre las enzimas 1 y 4. COLEGIO SAN JUAN BOSCO GIRON MATERIAL DE APOYO La lisina y la treonina ejercen inhibición concertada sobre la enzima 1, de forma tal que la enzima es inhibida sólo en presencia de los dos aminoácidos. a) El esquema anterior: ¿se trata de una ruta metabólica? ¿Por qué? b) ¿A qué hacen referencia las flechas continuas del esquema? c) ¿A qué hacen referencia las flechas discontinuas del esquema? d) Grafico la ruta metabólica abreviada. e) Describo la estrategia de ingeniería metabólica que utilizaría para obtener una cepa modificada de Corynebacteriu inglutamicum que produzca lisina con alto rendimiento. 5. El ser vivo está formado por macromoléculas que generalmente son polímeros, esto es, moléculas, formadas por la unión de varias moléculas pequeñas similares. Así, los ácidos nucleícos son cadenas de nucleótidos, las proteínas cadenas de aminoácidos y los polisacáridos cadenas de azúcares simples. Cuando la célula va a iniciar su proceso de división, debe primero replicar su ADN para lo cual necesita abundancia de: A. aminoácidos B. ácidos grasos C. nucleótidos D. monosacáridoso 6. Una persona fue llevada de urgencias a un hospital; los médicos encontraron que este paciente tenía una afección en la médula ósea por lo tanto su producción de glóbulos rojos era muy baja. Adicionalmente, las cantidades de azúcares y aminoácidos encontrados en la sangre estaban por debajo de lo normal. Lo anterior evidentemente comenzaba a afectar todas las células de su cuerpo pero lo primero que pasaría a nivel celular sería que: A. la respiración celular y la síntesis de proteínas se detendrían. B. las membranas celulares no permitirían elpaso de agua, sales o nutrientes. C. la producción de ARN mensajero y lastranscripciones se detendrían. D. los ciclos de síntesis de lípidos y la digestión. 7 Indicar si cada una de las siguientes afirmaciones es Verdadera o Falsa y justificar. a) La fotosíntesis es el proceso inverso a la respiración celular. b) El NADH se produce durante reacciones anabólicas c) Una ruta metabólica es aquella en la que hay producción de ATP. d) Las enzimas aceleran reacciones metabólicas porque aunque haya mucho producto siguen catalizando la reacción. e) Las reacciones no favorables en las que los sustratos poseen menor energía libre de Gibbs que sus productos, no ocurren en las células porque hay que entregarle energía al sistema. 8 ¿Cómo se realizan todas las actividades celulares? Argumente. COLEGIO SAN JUAN BOSCO GIRON MATERIAL DE APOYO 9 Las reacciones químicas en los seres vivos se llevan a cabo mediante enzimas. La bioquímica es la rama de la química que estudia las reacciones en los sistemas vivos. Las reacciones enzimáticas son específicas y controladas. Las reacciones enzimáticas dependen de factores como: temperatura, pH y la presencia de sales. Argumente la conclusión 10 ¿Por qué las vitaminas se pierden con el agua en especial con la cocción. Argumente la respuesta.