) Resumen PB2

RESUMEN-PB2
SEMANA 1
• Transportadores
o Bombas impulsadas por ATP,
o Canales iónicos
o Transportador proteína que transporta moléculas a través de la gradiente
▪ Uniportador transporta una molécula a favor de la gradiente.
▪ Simportador transporta 2 moléculas a favor de la gradiente
▪ anti portador transporta 1 molécula a favor de la gradiente y otra contra gradiente
o GLUT transportador de glucosa
o SGLT 1 enterocito (ABSORCION) y nefrona
▪ 2 moléculas de sodio por 1 molécula de glucosa (260 moléculas de H2O)
o SGLT 2 nefrona (REABSORCION)
▪ 1 molécula de sodio por 1 molécula de glucosa
• Transportador antiporte GLUT 1:
o Requiere un cambio conformacional en el transportador, pero no requiere de energía
• Eritrocito desoxigenado
o el co2 entra a la célula. El agua se separa en h+ y oh-. el oh- se une con el co2 para formar hco3- y luego es
liberado por la proteína AE1 mientras el cl- ingresa a la célula. el h+ se une con la histidina que esta con la
hemoglobina y luego se libera el oxígeno.
o Proteína AE1 antiporte de Cl-/HCO3• Eritrocito oxigenado
o ingresa el hco3- a la célula mientras el cl- sale de la célula. el hco3- se separa en co2 y oh-. o2 entra a la
célula y se une a la hemoglobina y la hemoglobina se une a la histidina que libera un h+. el h+ y el oh forman
agua.
• Bombas ATPasas
o Clase P bomba na/k, bomba h, bomba ca, bomba, h/k, en vegetales y hongos
o Clase V saca H, degrada ATP, hongos, endosomas, lisosomas, osteoclastos, vegetales
o Clase F captura h+ para formar atp en mitocondria, atp sintasa, bacterias, mitocondrias y cloroplastos
o Superfamilia ABC degrada ATP y bombea fármacos en bacterias
• Bomba ATPasa en el enterocito (glut 2 y SGLT 1)
o ingresa glucosa y sodio por Simportador SGLT1 a la célula. la glucosa se libera por un glut 2. el sodio se
libera por una bomba ATPasa na/k e ingresa un potasio, el potasio es liberado por su canal.
• HCl en el estomago
o ingresa co2, el h2o se degrada en oh- y h+. el co2 y oh- forman el hco3- por la anhidrasa carbónica. el anti
portador cl-/hco3- libera un hco3 e ingresa un cl a la célula y es liberado al estómago por su canal. el h+ es
liberado por una bomba ATPasa de h/k que saca un h y libera un k y el k es liberado por su canal. fuera de la
célula el h y el cl se unen y forman HCl.
• Osteoclasto
o ingresa co2, el h2o se degrada en oh- y h+. el co2 y oh- forman el hco3- por la anhidrasa carbónica. el anti
portador cl-/hco3- libera un hco3 e ingresa un cl a la célula y es liberado al estómago por su canal. el h+ es
liberado por una bomba ATPasa de h/k que saca un h y libera un k y el k es liberado por su canal. fuera de la
célula el h y el cl se unen y forman HCl. el HCl degrada ca3(po4)2 en ca+ y po4.
• Acuaporinas transportadores de agua
• Canales iónicos voltaje dependiente, asociados a ligando, asociados a señales, canales de k+, ca+2, cl- y na+
• Contracción muscular
o neurona tiene neurotransmisora acetilcolina y se une a su receptor colinérgico muscarimico, abre el canal
na/k y favorece el ingreso de sodio a la célula muscular mientras que sale potasio. luego por tener mucho
sodio en la célula muscular se abre otro canal de sodio e ingresa más sodio. por el ingreso de más sodio se
abre el canal de ca+2 regulado por voltaje y además se libera el canal de calcio del retículo sarcoplasmático
para ser liberado de la célula muscular para la contracción muscular.
• glut asociado al musculo (mecanismo molecular de la insulina)
o primero el páncreas libera insulina, la insulina se va al músculo y entra a su célula por el receptor de insulina
(tirosina quinasa) que dispara una señal y activa el PI3K y activa el mTORC2 y convierte el pip2 en pip3 que
activa el pdk1 y fosforera el pkb. el pkb fosforera al AS160 y al TBC1D1 y se unen para favorecer la
translocación de glut 4 para que glucosa pueda ingresar a la célula. el pkb fosforera la GSK3 y ese
hiperfosforila al glucógeno sintasa y sintetiza glucosa.
o la glucosa no utilizada entra a la célula y se almacena en forma de glucógeno.
• Glut asociado al hígado
o Gluconeogénesis
▪ Síntesis de glucosa a partir de compuestos no glucosídico (aminoácidos, piruvato, lactato)
o Glucolisis
▪ Degradación de glucosa para formar 2 moléculas de piruvato (no utiliza oxigeno)
o Gluconeogénesis
▪ Síntesis de glucógeno a partir de glucosa
o Glucogenólisis
▪ Degradación de glucógeno para sintetizar glucosa
• Gluts
GLUT
Donde se expresa
Afinidad a glucosa
GLUT 1
Cerebro, placenta, tejidos fetales
+++ (afinidad alta)
GLUT 2
Hígado, páncreas, intestino
+
GLUT 3
Neuronas, riñón, testículo, retina, células tubulares, placenta
++++ (máxima afinidad)
GLUT 4
Tejido adiposo, músculo esquelético, musculo cardiaco
++
GLUT 5
Intestino delgado, testículos, riñón
+ fructosa
GLUT 6
Cerebro, bazo, leucocitos
+
GLUT 7
Hígado, intestinos, testículo, próstata
+++ (fructosa y glucosa)
GLUT 8
Testículo, cerebro
+++ glucosa (y fructosa/galactosa)
GLUT 9
Hígado, riñón, intestino
Ácido úrico
GLUT 10 Ubicuo
GLUT 11 Páncreas, riñón, placenta
+ glucosa, +++ fructosa
GLUT 12 Corazón, próstata
• Galactosa ingresa a la célula por un SGLT
• Glut 1 patología
o La falla en el transportador de GLUT 1 (en el cerebro) hace que el cerebro no reciba glucosa y puede causar
microcefalia, retraso mental, epilepsia, s cereboloso disfonías espasticidad, y problemas del movimiento
• Receptores transmembrana
o La unión de moléculas de señalización activa receptores sobre células diana.
o Las diferentes moléculas extracelulares de señalización interaccionan con proteínas receptoras localizadas
en la superficie de la célula diana.
o La molécula de señalización o ligando se une a un sitio sobre el dominio extracelular del receptor con alta
especificidad y afinidad.
• Segundo mensajero AMPc, GMPc, DAG, IP3
o Proteínas o moléculas implicadas en la cascada de señalización
TEJIDO
HROMONA QUE INDUCE RESPUESTA CELULAR
LA ELEVASION DE AMPc
Adiposo
Adrenalina, ACTH,
Aumento en la hidrólisis de triglicéridos y disminuye la
glucagón
incorporación de aminoácidos
Hepático
Adrenalina,
Incremento en la conversión de glucógeno a glucosa, inhibición
noradrenalina, glucagón
de la síntesis de glucógeno, aumento en la incorporación a
aminoácidos, aumento en gluconeogénesis (síntesis de glucosa a
partir de aminoácidos)
Folículo ovárico
FSH, LH
Aumento en la síntesis de estrógeno, progesterona
Corteza suprarrenal
ACTH
Aumento en la síntesis de aldosterona, cortisol
Musculo cardiaco
Adrenalina
Aumento de la velocidad de contracción
Tiroides
TSH
Secreción de tiroxina
Óseo
Hormona parotídea
Aumento en la reabsorción de calcio a partir de los huesos
Musculo esquelético
Adrenalina
Conversión de glucógeno a glucosa 1 fosfato
Intestinal
Adrenalina
Secreción de liquido
Renal
Vasopresina
Reabsorción de agua
Plaquetas sanguíneas
Prostaglandina I
Inhibición de la agregación y la secreción
• Clases de proteína g
Tipo de proteína g Efector asociado
Segundo mensajero
Ejemplo de receptor
G alfa s
Adenilciclasa
AMPc (aumentado)
G alfa i
Canal de K+
Adenilciclasa
Adenilciclasa
Fosfolipasa c
Fosfolipasa c
AMPc (disminuido)
g
G alfa q
G alfa q
G
AMPc (aumentado)
IP3, DAG (aumentado)
IP3, DAG (aumentado)
Receptor beta-adrenérgico
(adrenalina), receptor para glucagón,
serotonina, vasopresina
Receptor a2-adrenergico, receptor
muscarimico de acetilcolina
Receptor de olor en la nariz
Receptor a1-adrenergico
Receptor de acetilcolina en células
endoteliales
Rodopsina (receptor de luz) en
bastones
cGMP
GMPc (reducido)
fosfodiestarasa
• Receptor acoplado a proteína G
o Los receptores que se unen a la proteína G están conformados por 7 dominios transmembrana unidos al
extremo amino terminal en el exterior y el carboxilo en el citosol, actuando como traductores de señales a
través de la membrana celular
o el mecanismo de acción del receptor actúa cuando el ligando se une al receptor lo que permite la
activación de la proteína G, mientras que la molécula de GDP que se encuentra unida a la subunidad alfa se
disocia de las subunidades tanto beta como gamma respectivamente con el propósito de transformarse en
una molécula de GTP con mayor energía lo que permite traducir la señal.
• Mecanismo de activación de proteínas efectoras a partir de proteína G
o Un ligando se une a un receptor de proteína G y consecuentemente lo activa, generando un cambio
conformaciones en el receptor.
o Después el receptor de proteína G se une a una subunidad alfa y se disocia GDP
o GTP se une a la subunidad alfa, y en consecuencia las subunidades beta y gamma y el receptor de proteína
G se disocian de la subunidad alfa.
o La hormona se separa del receptor y la subunidad alfa se une al efector y queda activado.
o Ocurre el hidrolisis de GTP a GDP y la subunidad alfa se separa del efector, y se vuelve a unir con las
subunidades beta y gamma.
o La subunidad alfa usa su actividad GTPasa para separarse del complejo beta/gamma
o GEF factor de intercambio de nucleótidos de guanina proteína activadora
o GAP proteína desaceleradora de ATPasa proteína inactivadora
• Gq
o el ligando se une al receptor acoplado de proteína g y activa al efector fosfolipasa C el cual activa al pip2 en
la membrana y activa al DAG y al IP3 el cual abre canal de calcio del retículo sarcoplasmático y sale calcio. el
calcio se une al PKC lo que permite la movilización hacia la membrana y se una con el DAG y forme el
complejo y realice su acción de fosforila la proteína generando una respuesta celular.
• Gs
o la hormona se une al receptor acoplado de proteína g y activa la proteína g estimuladora el cual activa al
efector (adenilato ciclasa) lo que hace que se produzca AMPc y por ello se fosforila la proteína y genere una
respuesta celular.
o Hormonas estimuladoras adrenalina, glucagón, ACTH
• Gi
o cuando la hormona inhibitoria se une con su receptor inhibe al complejo de proteína g inhibidos e inhibe al
adenilato ciclasa lo cual hace que no haya una descontrolada producción de AMPC.
o Hormonas inhibidoras PGE1, adeonsina
• Escherichia coli (proteína Gs)
o E coli llega al epitelio y su toxina será implantada y endocitado mediante una vesícula donde ingresa al
aparato de Golgi y se libera la subunidad A y se libera mediante un exosoma para ser convertida en ADPribosa por efecto del NAD+ que activa la proteína g que cambie el GDP a GTP y activa el efector adenilato
o ciclasa el cual activa al segundo mensajero de AMPc. Otra vía por la que entra la toxina es asociándose al
receptor guanilil ciclasa el cual convierte el GTP a GMPc y activa a la proteína quinasa a y permite la
liberación de cloro al exterior de la célula haciendo que sodio y agua se liberen al exterior de la célula
generando diarrea
o 1 Na -> 120 H2O
o por la salida de cloro sale Na
DPG1 Toxina pertussis:
• la Bordetella pertussis es una bacteria gran negativa en forma de cocobacilos
• la célula diana (objetiva) de la toxina pertussis es el epitelio respiratorio (epitelio pseudo-estratificado cilíndrico
ciliado)
• Bordetella se adhiere al epitelio y forma la toxina
• factores de virulencia (adhesina/percatina) que favorece la adhesión de la bacteria al epitelio
• la toxina es una toxina alfa beta
o alfa cumple la función de inhibir al adenilato ciclasa
o beta protege a la subunidad alfa de que se degrade.
• la toxina aumenta la producción de moco y disminuye su eliminación porque los ciclos se pararon de mover
• efecto final: acumulación de moco en las vías aéreas inferiores (tos ferina)
• protómero a
o responsable de la ADP-ribosilación canalizando la ribosilación del residuo de cisteína dentro de la proteína g
o s1: compuesto por 235 residuos
▪ 195-204 optima la ribosilación de la subunidad alfa de la propina g
▪ 205-219 lugar de vinculación entre región catalítica de s1 y oligómero b
▪ 220-235 hidrofobias, interacción entre sí y oligómero b
▪ 41, 20 residuo de cisteína (forma el enlace di sulfuro entre la subunidad alfa de la proteína Gi y el
NAD+)
• oligómero b
o responsable de la unión de específicos receptores de la superficie celular y la entrega del protómero a la
célula recipiente.
o sus 5 subunidades están unidas por enlaces no covalentes
o s2-s3: 75% nucleótido, 70%homologia de nucleótido
o s2: media la unión a galicanos no ciliados
o s3: se une selectivamente a disacáridos ciliados.
• RIBOSILACION:
o la toxina pertussis cataliza la ribosilación de ADP de la subunidad
alfa de la proteína Gi, previniendo que la proteína G interactúe con
su efector
o la ribosilación de ADP de la subunidad alfa del Gi inactiva a la
subunidad alfa su unión de ADP ribosa
o el AMPc se encarga de evitar el movimiento de los cilios
o cuando la toxina inhibe al inhibidor, hay una producción de AMPc evitando el movimiento de los cilios para
que se acumule el moco y cause la tos ferina.
o la ribosilación ocurre porque la toxina pertussis que actúa
como un ADP-ribosa transferasas el cual transfiere el ADPribosa para que se una con la subunidad alfa de la proteína de
Gi en el residuo de cisteína y se unen por un enlace disulfuro.
• A NIVEL CELULAR:
• VIA DEPENDIENTE DE AMPC.
o la subunidad alfa de la toxina inhibe a la subunidad alfa del
Gi. (normalmente la Gi inhibe al adenilato ciclasa para que no
se produzca AMPc) pero la toxina genera la liberación del
adenilato ciclasa y el aumento descontrolado de AMPc.
• VIA INDEPENDIENTE DE AMPC
o el oligómero beta se une a los TLR4 (toll like receptors
que son mediadores de la respuesta inmune innata) y
causa hiperleucositosis (aumento de IL1beta y activa
al NFkB)
• fase paroxística
o la segunda etapa de la tos ferina. la tos ferina tiene 3
etapas. las tres fases duran 3 meses
o la etapa de mayor duración, puede durar entre 5-6
semanas
o paroxismos de tos
▪ accesos de tos, pero es tos exigente, cianotizante, emetizante, deja físicamente agotado al paciente,
▪ puede haber hasta 100 paroxismos por día
SEMANA 2
• enzima
o proteínas que actúan como catalizadores biológicos, compuestos que incrementan la velocidad de las
reacciones químicas por disminuir la energía de activación
o la mayoría de enzimas son proteínas, pero algunas moléculas de ácido ribonucleico (ribozimas) también
presentan actividad catalítica.
• catalizador
o proteína que incrementa la velocidad de reacciones químicas y disminuye la energía libre, tiene pH y
temperaturas optimas
• propiedades de enzimas
o mejor velocidad de reacción
o condiciones de reacción moderadas
▪ 37ºC, presión atmosférica, pH neutro.
o mayor especificidad de reacción
▪ se une el sitio activo con el sustrato
o capacidad de regulación
▪ se regula por inhibidores y sustratos
• anhidrasa carbónica
o captura el co2 en el eritrocito y la histidina captura el co2 y el oxigeno
o La anhidrasa carbónica, abundante en las paredes de los alvéolos pulmonares y túbulos renales.
o Hidrata al CO2: CO2 + H2O H2CO3
o Cuando se utiliza la enzima, la reacción es de 5000 a 10^7 veces más rápida. Cada molécula de enzima
puede hidratar 10^5 moléculas de CO2 por segundo
• clasificación de enzimas EJEMPLOS
o oxidoreductasas
▪ reacción de óxido reducción
▪ deshidrogenasas y peroxidasas, catalasa
o transferasas
▪ transferencias de grupos funcionales
▪ hexoquinasa y transaminasa
o hidrolasas
▪ reacciones de hidrólisis
▪ alcalina fosfatasa y tripsina
o liasas
▪ eliminación de grupos para formar doble enlace
▪ fumarasa y deshidratasa
o isomerasa
▪ isomerización
▪ triosa fosfato isomerasa y fosfoglucomutasa
o ligasas
▪ formación de enlaces, acoplados con la hidrólisis de ATP
▪ piruvato carboxilasa y ADN ligasa
• apoenzima
o parte proteica de una enzima inactiva
• coenzima
o parte no proteica que activa a la apoenzima, también puede ser una vitamina
o provienen de las vitaminas (NAD+/NADP+)se deben regenerar, con el fin de completar el ciclo catalítico
volviendo a su estado original
o tiene afinidad por la
enzima similar a la del
sustrato
o se encuentra unida
covalentemente al sitio
activo de la enzima en un
lugar próximo a el
o la mayoría de las
•
•
•
•
•
•
•
•
coenzimas derivan de las vitaminas
holoenzima
o coenzima + apoenzimas que está activada
cofactores
o elementos no proteínicos que regulan o activa a las apoenzimas
o 3 tipos
▪ activadores (inorgánicos)
• cu+2 citocromo oxidasa
• fe+2, fe+3 citocromo oxidasa, catalasa
• k+ piruvato quinasa
• mg+2 hexoquinasa, piruvato quinasa
o el magnesio se une al atp (en 2 fosfatos) para estabilizarlo y el fosfato que no está unido al
magnesio se une a la glucosa.
• mn+2 argamasa
• mo dinitrogenasa
• ni+2 ureasa
• se glutatión (antioxidante)
• zn+2 anhidrasa carbónica, alcohol deshidrogenasa
▪ grupo prostético
• esta unido a la apoenzima desde su creación
• asociados a la estructura proteica de las enzimas mediante uniones covalentes o no covalentes
▪ coenzimas
especificidad de enzima
o modelo llave cerradura
▪ el sustrato debe encajar en la enzima, se une perfectamente a su sitio activo
▪ se unen los grupos funciones del sustrato y los grupos funcionales del sitio activo por enlaces no
covalentes (interacciones van der Waals, electrostáticas y puentes de hidrogeno (más comunes))
o ajuste inducido
▪ el sitio activo se adapta a la forma del sustrato de manera inducido
sitio activo
o una hendidura o fisura en la enzima formada por una o más regiones de la cadena polipepldica donde
ocurre la catálisis
leucotrieno b4
o enzima leucotrieno a4 hidrolasa, el sitio activo está formado en el centro del tripéptido.
energía de activación
o energía libre del estado de transición menos la de los reactivos en una reacción
o energía mínima necesaria para iniciar una reacción
o catalizadores reducen la energía de activación
isoformas
o Una de las varias formas de la misma proteína cuyas secuencias de los aminoácidos difieren ligeramente y
cuyas ac6vidades generales son similares.
o Una alteración en la secuencia de aminoácidos, haciendo que sean diferentes.
izoenzimas
o enzimas que comparten el mismo sustrato y catalizan la misma reacción.
o Están codificadas por el mismo gen y se forman a partir del splicing alternativo.
o Diferente km, diferente temperatura y pH óptimos, diferente peso molecular
o Estructura química similar alteración en la secuencia de aminoácidos haciendo que sean diferente
o Cumplen su función en diferentes órganos
o LDHs
▪ LDH1 elevado puede indicar un infarto agudo de miocardio
▪ LDH5 puede indicar una hepatitis aguda
▪ Ninguna LDH está a niveles altos en
sangre
o Creatinina quinasa
▪ Creatina Fosfocreatina
▪ MM musculo
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
▪ MB corazón
▪ BB cerebro
Lisozimas
o una enzima que destruye la pared celular
bacteriana por hidrólisis de enlaces
glucosídico beta1,4 del NAM y NAG
o NAM
▪ acido n-acetilmurámico
o NAG
▪ n-acetilglucosamina
Serina proteasas
o Enzimas proteolíticas que tiene un mecanismo catalítico común que involucra un residuo Ser con
reactividad particular.
o Enzimas que degradan proteínas
o Ejemplos: quimiotripsina, tripsina, elastasa, pepsina, secretina.
Ataque nucleofílico
o El rompimiento de enlace por radical oxidrilo ubicado en el sitio activo de la enzima proteasa.
Efectos del pH sobre la actividad enzimática
o Mayoría de enzimas trabajan con pH neutro (7)
o Si el pH cambia bruscamente desnaturalización
Efectos de la temperatura sobre la actividad enzimática
o Mayor temperatura, mayor velocidad de reacción
Efectos de la concentración del sustrato sobre la actividad enzimática
o Si hay menor concentración de sustratos, la enzima no está saturada, y hay mayor velocidad
o Menor concentración, más velocidad (actividad enzimática), menor Km
Factores de inhibidores sobre la actividad enzimática
o El sustrato no puede unirse con el sitio activo porque el inhibidor lo está bloqueando
Km
o Concentración del sustrato necesaria para llegar a la mitad de la velocidad máxima
o ^Km ^afinidad
o glucoquinasa vs hexoquinasa
▪ glucoquinasa (hexoquinasa iv) funciona en el hígado y tiene un km de 10 mientras la hexoquinasa
funciona en el cerebro y tiene un km de 0.2
▪ ambas compiten para degradar glucosa a glucosa 6 fosfato.
o anhidrasa carbónica
▪ el co2 es más agresivo que el hco3, y el co2 necesita ser degradado con mayor velocidad, por eso el Km
del co2 es más alto.
Reacciones bisustrato
o Reacciones de transferencia, en la que se cataliza la transferencia de grupo funcional de una molécula a otra
inhibidores
o reversible
▪ competitivo
• si el inhibidor se une al sitio activo, no se formará el producto
• succinato deshidrogenasa
o succinato fumarato
▪ se necesita d la enzima succinato deshidrogenasa para
catalizar la reacción
o malonato no reacción
▪ el succinato deshidrogenasa no cataliza ninguna reacción
• alcohol deshidrogenasa
o intoxicación por metanol
▪ si una persona toma metanol, se debe aplicar etanol para
que el paciente se pueda desintoxicar porque compite con el alcohol deshidrogenasa
▪ no competitivo
• el inhibidor no se une al sitio activo, se une a un lugar que está cerca al sitio activo.
•
cuando el inhibidor no competitivo se une a su posición, modifica el sitio activo para que el sitio
activo no reciba al sustrato y no se forme el producto.
• No permite que se produzca la reacción
▪ A competitivo
• no modifica el sitio activo, modifica la parte funcional de la enzima para que no se produzca la
reacción
▪ resistencia de la penicilina:
• penicilina rompe la pared celular de las bacterias, pero en las bacterias, la enzima beta lactamasa
rompe el enlace del anillo beta-lactámico de la penicilina para inactivarla
o irreversible
▪ el inhibidor queda, covalentemente o no, unido a la enzima o ligado tan fuertemente a el que su
disociación es más lenta
▪ ejemplos reactivo de grupo –SH, metales pesados, inhibidores suicidas, organofosforados, ligando
de metal
• regulación enzimática
o regulación a nivel de sustrato
▪ el propio producto de la reacción puede inhibir competitivamente a la enzima
▪ si hay exceso de glucosa, se activa la hexoquinasa iv
▪ si hay exceso de glucosa 6 fosfato se inhibe la hexoquinasa i
o regulación por retroalimentación
▪ El producto actúa como inhibidor de la primera enzima.
▪ Esto impide:
• La utilización innecesaria del primer sustrato
• La acumulación del producto final
• Se evita la acumulación de intermedios
o Regulación alostérico
▪ Una efector alostérico se fija a la enzima en un si1o distinto y físicamente alejado del centro de fijación
del sustrato.
▪ Positiva
• Un regulador alostérico positivo se une con la enzima y abre un sitio activo para que se una el
sustrato
▪ Negativa
• Un regulador alostérico negativo se une con la enzima y cierra el sitio activo y evita que el sustrato
se una.
o Regulación por modificación covalente
▪ Fosforilación / desfosforilación
• Existen enzimas que están inactivas hasta que se activan por unión covalente con otras moléculas
y viceversa.
▪ Activación por ruptura proteolítica
• Zimógeno
o Enzima con una proteína extra que se encuentra inactiva
o Pepsina:
▪ Pepsinogeno contiene a la pepsina y la proteína extra y con el HCl se remueve la proteína
extra
• Enzima de importancia medica
o Citocromo p450
▪ Conjunto de enzimas que son oxidoreductasa y produce color
▪ Detoxifica sustancias mediante reacciones de óxido-reducción, tiene mayor actividad en el hígado.
▪ Participa en la detoxificación de medicamentos en la etapa 1.
o Ciclooxigenasa
▪ ácido araquidónico se encuentra en la membrana celular, cuando se libera de la célula puede ser
atacada por la ciclooxigenasa (COX) 1 para regular la homeostasis y COX 2 causa daño en el organismo
como dolor inflamación y altera la homeostasis.
▪ Producción de moco en el estómago
• Enzimas de importancia medica
Enzima
Donde se encuentra
Uso diagnostico
AST – aspartato amino transferasa
(transaminasa) (TGO)
ALT – alanina amino transferasa
(transaminasa) (TGP)
Amilasa
CK (creatinina quinasa)
GGT – gamma glutamil
transpeptidasa
LDH
Lipasa
Fosfatasa alcalina
Hígado, musculo esquelético,
cerebro, corazón
Hígado
Daño hepato-celular
Páncreas, y glándulas salivales
Musculo esquelético, corazón,
cerebro
Hígado
Pancreatitis aguda y obstrucción biliar
Infarto agudo de miocardio y distrofia
muscular, destrucción muscular
Hepatitis, cirrosis, problemas en las vías
biliares
Linfoma y hepatitis, hemolisis
Pancreatitis aguda y obstrucción biliar
Enfermedades de hueso y cáncer óseo,
intestinal
Cáncer de próstata
Corazón, glóbulos rojos
Páncreas
osteoblasto
Daño hepato-celular
Fosfatasa acida
Próstata
LABORATORIO: alfa-amilasa y catalasa
• la secuencia de PTS1 marca la vesícula para dirigirla al peroxisoma
• Los peroxisomas son orgánulos pequeños limitados por una sola membrana.
• importancia de las enzimas
o catalizadores biológicos
o aumentan la velocidad de una reacción
o disminuye energía de activación
o son especificas -> solo actúan para una reacción
• factores que afectan la actividad enzimática
o dependiente de pH
o dependiente de temperatura
o concentración de sustrato
o a menor velocidad de reacción, menor concentración del sustrato
o inhibidores
o reducen, inactivan la actividad enzimática
• peroxisoma:
o organela celular que consta de una membrana
o tiene una matriz peroxisomal
o no tiene ADN ni ribosomas
o codificado por genes nucleares
o sintetizado en ribosomas libres del citosol
o contiene enzimas que canalizan reacciones de síntesis y degradación
o la entrada de proteínas a la matriz del peroxisoma es dirigida por la secuencia de direccionamiento de PTS1
o PST1 (serina, lisina, leusina) -> Pex 5
o PTS2 -> pex 7
o funciones:
▪ oxidación de ácidos grasos solo el 25%
▪ síntesis de lípidos
▪ síntesis de pasmalógenos
▪ oxidación de ácido úrico y de aminoácidos
▪ intervienen en procesos de detoxificacion en células animales
• enzima catalasa
o enzima presente en peroxisomas
o cataliza la conversión de peróxido de hidrógeno en agua y oxigeno
o degrada etanol a acetaldehído
• síndrome de zellweger
o ocurre:
▪ trastorno de la biogénesis peroxisomal
▪ alteración en la estructura y en múltiples funciones de peroxisomas
▪ ausencia de peroxisomas normales
▪ mutación de genes PEX 15 genes
• glándulas salivales
glandular exocrinas en el sistema digestivo superior que produce saliva
saliva
liquido incoloro de consistencia acuosa o mucosa que contiene proteínas, enzimas, mucoproteinas,
seroproteinas, carbohidratos, urea, aminoácidos amoniaco, vitaminas, etc.
• enzima alfa-amilasa (ptialina):
o es la enzima de la saliva
o también llamada ptialina
o enzima hidrológica ya que rompe los enlaces de hidrogeno hidrolizando cualquier enlace alfa 1,4
transformando las cadenas de almidón en azúcar simples
• La prueba de lugol
o para identificar la presencia de almidón, con este reactivo se obtiene un color azul-violeta característico. Se
toma 1 mL de cada una de las muestras y se le agregan 4 gotas de lugol. Si se obtiene un resultado positivo
no se realiza la prueba de Benedict.
• La prueba de Benedict
o permite identificar a los azucares reductores. Toma 1 ml de cada uno de las disoluciones de los tubos y
agrégales 1 ml del reactivo de Benedict, enseguida coloca ambos tubos en baño María, si existe hidrólisis
del almidón se formará un precipitado rojo ladrillo que indica la presencia de azúcares como la glucosa y la
maltosa.
DPG GLUCOSA 6 FOSFATO DESHIDROGENASA
• Paciente mujer de 3 años de edad, hospitalizada por presentar fiebre, dificultad respiratoria y tos no
productiva.
• Al realizarle los exámenes correspondientes se le diagnostica Neumonía Viral y se le instaura tratamiento
antipirético y antinflamatorio, así como hidratación endovenosa de soporte.
• Un día después del ingreso presenta de forma abrupta decaimiento, palidez progresiva, dolor abdominal y
torácico.
• Ante este hecho se amplía la anamnesis a la madre y se descubre que la paciente tuvo una hospitalización de 8
días en el periodo neonatal por hiperbilirrubinemia (25,1 mg/dL) sin causa determinada. Se le solicitan
exámenes auxiliares:
o Hematocrito: 15,8% bajo
o Hemoglobina: 5,8 gr/dL bajo
o Glóbulos rojos: 2,0 x millón/uL bajo
o Poiquilocitosis leve alteración en la forma de los glóbulos rojos
o Policromatofilia leve a moderada cada glóbulo rojo tiene un tono distinto de rojo, por una tener
una concentración distinta de hemoglobina
o Leucocitos: 16,200 x mm3 elevados
o Plaquetas: 399 000 x mm3 normal
o Bilirrubina Total: 4,9 mg/dL elevada (debe ser soluble en agua para su eliminación)
o Función renal y hepática conservada. elimina la posibilidad de que sea un problema hepático,
• La paciente presentó de forma repentina una sintomatología diferente al cuadro característico de la patología
por la que fue hospitalizada (Neumonía viral).
o ¿Existe alguna relación entre el proceso infeccioso inicial y el consumo de fármacos usados en su
tratamiento con el cuadro de descompensación que presento la paciente?
▪ paracetamol 10-15mg/kilo/dosis (máx. 60mg/kg/día)
▪ descompensación -> crisis hemolítica (causa más frecuente es la deficiencia de G6PD)
▪ algunos fármacos son capaces de desestabilizar o causar crisis hemolítica por el aumento de radicales
libres.
▪ en una paciente con deficiencia de G6PD, no se produce el suficiente NADPH + H para regenerar el
glutatión y que este neutralice a los radicales libre.
▪ los fármacos pueden conllevar a un incremento de ROS que causan el estrés oxidativo el cual causa que
se acumule en el eritrocito y conlleve al hemólisis (la célula explota) antes de completar su ciclo de
vida.
▪ hay fármacos que pueden causar la anemia hemolítica
• De ser relevante la información aportada por la madre, ¿podríamos sospechar que la paciente presenta alguna
enfermedad de fondo?
o si, padece de anemia hemolítica por la deficiencia de glucosa 6 fosfato deshidrogenasa
• ¿Podrá presentarse la deficiencia de alguna enzima? deficiencia de G6PD
o
o
o
• Si la respuesta es afirmativa, ¿en
qué vías bioquímicas participa? vía
de las pentosas fosfato
• ¿Cómo se ven estas vías afectadas
en el caso del paciente?
o al disminuir la cantidad de la
primera enzima, todo el ciclo
se ve disminuido, con la
consecuente disminución de
NADPH + H.
• ¿Por qué esta alteración tendría
como consecuencia la hemólisis?
o porque al disminuir el NADPH
+H disminuye la tasa de regeneración del glutatión, y disminuye la eliminación de radicales libres y se
incrementa el estrés oxidativo y la muerte celular
o la enzima glutatión peroxidasa no se ve alterada, pero si disminuye su uso porque no hay glutatión reducido
y no se puede neutralizar el h2o2 (radical libre)
• VIA DEL GLUTATIÓN:
o glutatión evita la acumulación de ROS
o para regenerarlo, necesitas NADPH + H
o si hay una deficiencia de G6PD
o se disminuye la vía de las pentosas fosfato
o se disminuye la producción de NADPH
o causa que haya una baja producción de glutatión reducido
o causa que los ROS no estén neutralizados
o disminuye la eliminación de ROS por vía del glutatión y causa estrés oxidativo y muerte celular
o la célula más afectada son los eritrocitos ya que necesitan más producción e glutatión para poder neutralizar
los radicales libres
o por ello se rompen y causan anemia hemolítica (bilirrubina elevada por la degradación de hemoglobina)
SEMANA 3
• Carbohidratos
o Clasificación -> aldosas (con un grupo aldehído) y cetosas (con un grupo cetona)
o Monosacáridos -> glucosa, fructosa, galactosa
o Disacáridos
▪ Maltosa = glucosa + glucosa
▪ Sacarosa = glucosa + fructosa
▪ Lactosa = galactosa + glucosa
o Polisacáridos
▪ De almacenamiento
• Almidón Polisacárido de reserva en vegetales (papa, arroz) enlace alfa 1,4 y alfa 1,6
• Glucógeno polisacárido de reserva en animales enlace alfa 1,4 y alfa 1,6
▪ estructurales
• celulosa pared celular vegetal enlace beta 1,4
• quitina pared celular de insectos enlace beta 1,4
▪ las enzimas humanas solo pueden degradar enlaces alfa, no degradan enlaces beta.
• digestión de carbohidratos
o boca alfa amilasa degrada enlaces alfa 1,4 del almidón y se libera maltosa glucosa y dextrinas
o estomago no se degradan carbohidratos por el pH acido
o páncreas libera alfa amilasa pancreática
o intestino usa alfa amilasa para degradar disacáridos a monosacáridos
• absorción de carbohidratos en el enterocito
o fructosa entra por glut 5
o glucosa entra por el SGLT 1 junto con dos sodios
o glucosa sale por un glut 2 y se va al torrente sanguíneo para ser utilizado
• índice glicémico
o FPG determinación de glucosa en sangre en ayunas
o HBa1C hemoglobina glicosilada
o OGTT tolerancia oral a la glucosa
• Sorbitol
o Formado a partir de glucosa y es catalizado por la
enzima aldosa reductasa y utiliza al NADPH como
cofactor
• Vía del sorbitol
o Se activa cuando hay una hiperglicemia
o La hexoquinasa se satura y degrada glucosa a
glucosa 6 fosfato con menor velocidad
o La glucosa se degrada a sorbitol por la enzima aldosa reductasa utilizando NADPH como cofactor.
o El sorbitol se puede degradar a fructosa utilizando NADH como cofactor
o La fructosa puede reingresar al glucolisis por la hexoquinasa utilizando ATP como cofactor
o El NADH es dañino para la célula y se degrada por el NADH oxidasa y a su vez produce ROS
o El aumento de ROS en la célula causa una disfunción mitocondrial
o Por la vía del glucolisis si hay un aumento de gliceraldehído 3 fosfato puede formar un aumento de DAG el
cual puede activar la vía del PKC en tejidos insulina dependientes el cual fosforila los residuos treoinina del
IRS1 y inhibe los residuos de serina haciendo que no haya una translocación de los glut 4 y que glucosa no
entre a la célula puede causar una resistencia a la insulina
o El gliceraldehído 3 fosfato se degrada a metilglioxal el cual aumenta la producción de AGEs
• Sorbitol y producción de ROS
o La mielina se forma en los oligodendrocito (SNC) y en las células de Shwann
o El ROS altera la producción de mielina y evita que haya una sinapsis nerviosa
o El aumento de ROS produce una alteración en los factores de transcripción y pueden llevar a una
vasoconstricción arterial y activa los factores pro-apoptóticos e induce la muerte celular programada
• Galactosemia
o fallo en enzimas galactoquinasa y galactosa1fosfato uridil transferasa (GALT)
o hepato megalia -> hígado agrandado
o hepato espleno megalia -> acumulación de galactitol
o (deficiencia de galactoquinasa)
▪ La galactosa se degrada a galactosa 1 fosfato por la galactoquinasa para degradarse a UDP-galactosa
para degradarse a UDP-glucosa
▪ causa galactosemia y galactosuria y un aumento de galactitol que causa cataratas
o Galactosemia clásica
▪ Galactosa 1 fosfato uridil transferasa (GALT) no degrada galactosa 1 fosfato a UDP-galactosa ni UDPglucosa a glucosa 1 fosfato
▪ Causa galactosemia, galactosuria, vómitos, diarrea
▪ Causa disfunción del hígado, retardo mental y cataratas
• Polisacáridos de importancia medica: glucógeno
Tipo
Enzima defectiva
Órgano afectado Glucógeno en el
Aspectos clínicos
órgano
I Von
Glucosa 6 fosfatasa o
Hígado y riñones
Hepatomegalia, hipoglicemia,
Glucógeno,
Gierke
cadena transportadora
cetosis, hiperuricemia, hiperlipidemia
estructura normal
II Pompe
Alfa 1,4 glucosidasa
Todos los órganos
Paro cardio-respiratorio y causa
Glucógeno,
(lisosomal)
estructura normal muerte antes de los 2 años de edad
III Cori
Amilo 1,6 glucosidasa
Musculo y hígado
Hepatomegalia, hipoglucemia
Glucógeno,
estructura corta
IV
Enzimas (alfa 1,4 y alfa
Hígado y bazo
Cirrosis hepática, fallo del hígado,
Glucógeno,
Andersen
1,6)
muerte
estructura larga
V
Fosforilasa
Músculo
Calambres dolorosos
Glucógeno,
McArdele
estructura normal
VI Hers
Fosforilasa
Hígado
Hepatomegalia hipoglucemia, cetosis
Glucógeno
VII
Fosfo fructo quinasa
Músculo
Calambres dolorosos
Glucógeno,
estructura normal
VIII
Fosforilasa quinasa
Hígado
Hepatomegalia, hipoglucemia
Glucógeno,
estructura normal
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Glucolisis
o Via bioquímica de 10 reacciones enzimáticas en la que una molécula de glucosa se convierte en 2 moléculas
de piruvato
o Etapa 1: inversión de energía, perdida de 2 moléculas de APT. Paso 1-3
o Etapa 2: recuperación de energía, ganancia de 4 moléculas de ATP. Paso 4-10
o el Mg+2 es usado como cofactor en las enzimas quinasas el cual ayuda a fosforila y desfosforilar
▪ hexoquinasa, fosfofructoquinasa, fosfoglicerato quinasa, enolasa y piruvato quinasa
glucosa -> glucosa-6-fosfato
• gliceraldehido-3-fosfato -> 1,3difosfoglicerato
o ATP -> ADP (Mg+2)
o NAD+ -> NADH
glucosa-6-fosfato -> fructosa-6-fosfato
• 1,3difosfoglicerol -> 3fosfatoglicerato
o ADP -> ATP
fructosa-6-fosfato -> fructosa-1,6-difosfato
o ATP -> ADP (Mg+2)
• 3fosfatoglicerato -> 2fosfatoglicerato
fructosa-1,6-fosfato se divide en:
• 2fosfatoglicerato -> fosfoenolpiruvato
o dihidroxiacetonafosfato
o libera H2O (Mg+2)
o gliceraldehido-3-fosfato
• fosfoenolpiruvato -> piruvato
dihidroxiacetonafosfato -> gliceraldehido-3-fosfato
o ADP -> ADP (Mg+2)
Regulación de glucolisis
o El fosfofructoquinasa se encarga de regular la velocidad del glucolisis
o enzimas reguladoras:
▪ hexoquinasa
• inhibidores glucosa 6 fosfato
▪ fosfofructoquinasa
• activadores AMPc, F1,6biP, AMP, ADP
• inhibidores ATP, citrato
▪ piruvato quinasa
• activadores AMP, F1,6biP
• inhibidores ATP, acetil CoA
o Si se necesita ATP, AMP y ADP se utilizan como activadores para poder formar ATP
▪ siempre serán inversos
Fermentación láctica
o Piruvato lactato por la enzima lactato deshidrogenasa (LDH) y utiliza al NADH como cofactor
o Utiliza NADH liberando del glucolisis y luego NAD formado se vuelve a consumir
o el eritrocito hace fermentación láctica porque no tiene mitocondria y necesita producir energía
Fermentación alcohólica
o Piruvato acetaldehído
▪ Por la enzima piruvato descarboxilasa y se libera CO2
o acetaldehído etanol
▪ por la enzima alcohol deshidrogenasa (ADH) y utiliza al NADH como cofactor
Galactosa y fructosa
o Galactosa puede convertirse en glucosa 6 fosfato
o Manosa y fructosa (en musculo) se pueden convertir en fructosa 6 fosfato
o Fructosa (en hígado) se puede convertir en gliceraldehído 3 fosfato
o La afinidad de la hexoquinasa por la glucosa es 20 veces más que por la fructosa
Complejo piruvato deshidrogenasa
o Piruvato acetil CoA
▪ CoA-SH entra
▪ NAD+ NADH
▪ Co2 sale
o TPP tiamina pirofosfato
o E1 Piruvato deshidrogenasa
o SS complejo disulfuro
o E2 Dihidrolipoil transacetilasa
o FAD flavin adenine dinucleótido
o E3 Dihidrolipoil deshidrogenasa.
1. Descarboxilación del piruvato en c1
2. Piruvato se une a la tiamina
3. Tiamina transfiere grupo acetilo al E2 (une acetilo con CoA) se libera el ACETIL COA
4. Azufre se reduce en el E2
5. FADH2 recoge H de los dos grupos SH y se los da al NAD para formar NADH +H
6. Enzima queda oxidada para que se pueda unir con otro piruvato
7. arsénico y mercurio inhiben al complejo disulfuro
• Ciclo de Krebs
o Recupera energía a partir de varios combustibles metabólicos (NADH, FADH2, GTP)
o Anfibólico (catabólico y anabólico)
o acetil-coA + oxalacetato -> citrato (6c)
▪ acetoglutarato deshidrogenasa
▪ gana H2O
o succinil-coA -> succinato
▪ pierde CoA
▪ GDP -> GTP
▪ citrato sintetasa
▪ pierde CoA
o citrato -> isocitrato (5c)
▪ succinil-CoA-sintetasa
▪ pierde y gana H2O
o succinato -> fumarato
▪ aconitasa
▪ FAD -> FADH2
o isocitrato -> α-cetoglutarato
▪ succinato deshidrogenasa
▪ NAD -> NADH
o fumarato -> malato
▪ pierde CO2
▪ gana H2O
▪ isocitrato deshidrogenasa
▪ fumarasa
o α-cetoglutarato -> succinil-coA (4c)
o malato -> oxalacetato
▪ NAD -> NADH
▪ NAD -> NADH
▪ pierde CO2
▪ malato deshidrogenasa
▪ gana CoA
Molécula
Enzima
Tipo de reacción Reactivo, coenzima Producto, coenzima
Citrato
Aconitasa
Deshidratación
H2O
Cis- aconitato
Aconitasa
Hidratación
H2O
Isocitrato
Isocitrato deshidrogenasa
Oxidación
NAD+
NADH + H+
Oxalsuccinato
Isocitrato deshidrogenasa
Descarboxilación
Alfa- cetoglutarato Alfa- cetoglutarato
Descarboxilación NAD+ + CoA-SH
NADH + H+ + CO2
deshidrogenasa
oxidativa
Succinil coa
Succinil-CoA sintetasa
Hidrólisis
GDP + P
CoA-SH
Succinato
Siccinato deshidrogenasa
Oxidación
FAD
FADH2
Fumarato
Fumarato hidratasa
Adición (H2O)
H2O
L malato
Malato deshidrogenasa
Oxidación
NAD+
NADH + H+
oxalacetato
Citrato sintetasa
Condensación
• Regulación del ciclo de Krebs
o Piruvato Deshidrogenasa (activada Ca2+)
o Enzimas determinantes de la velocidad del ciclo:
▪ Citrato sintasa
▪ Isocitrato deshidrogenasa (activada Ca2+)
▪ α-cetoglutarato deshidrogenasa (activada Ca2+)
o Control flujo por 3 mecanismos:
▪ Disponibilidad del sustrato
▪ Inhibición del producto
▪ inhibición por retroalimentación competitiva por intermediarios a lo largo del ciclo
o el NADH es un inhibidor
o reacciónanapleroticas reacción directas e inmediata para obtener oxalacetato
• Metabolismo del alcohol
o Alcohol deshidrogenasa
▪ Citosol degrada etanol a acetaldehído utilizando NAD+ como cofactor
▪ Mitocondria
acetaldehído es degradado a acetato por el aldehído deshidrogenasa (ADH) utilizando
NAD+ como cofactor
o Catalasa
▪ Degrada etanol a acetaldehído
▪ degrada H2O2 en H20
o CYP2E1
▪ Degrada alcohol a acetaldehído utilizando NADPH como cofactor
▪ si tomas un fármaco, el cyp2e1 no puede degradar el fármaco causando intoxicación
si tomas alcohol mientras tomas pastillas, no se puede degradar ninguno correctamente causando
intoxicación
• Beriberi y alcohol
o Beriberi deficiencia de vitamina b1
o Síntomas perdida de reflejos, disnea, síndrome de Wernicke (confusión, coma, muerte)
• Deficiencia de vitamina B1
o Insomnio, muerte en bebes, ataxia, baja presión sanguínea, falla del corazón, músculos adoloridos,
retinopatía diabética, nefropatía, no poder escuchar, pérdida de memoria (alzhéimer), diabetes, acidosis.
PORTAFOLIO 2:
• explica los procesos bioquímicos de la vía de la aldosa reductasa. porque se activa la vía en la diabetes?
o en pacientes con niveles glicémicos normales (entre 70-110 mg/dL), el metabolismo de la glucosa es dado
por la hexoquinasa (km = 0.1) el cual convierte la glucosa a glucosa 6 fosfato usando como cofactor al ATP.
o si un paciente con niveles de glucosa en sangre elevados, la hexoquinasa se va a saturar, lo que significa que
no podrá incrementar su velocidad de reacción por el aumento de glucosa.
o en ese caso, el exceso de glucosa se dirige a la vía de la aldosa reductasa.
o la aldosa reductasa es una enzima clave para la ruta del Poliol. se encarga de catalizar la reducción de la
glucosa a sorbitol mediante la conversión de nicotinamida adenosina dinucleótido fosfato (NADPH) a
nicotinamida adenosina dinucleótido (NADP+).
o esta enzima se encuentra dentro del citoplasma dentro de las células del riñón, ojo, hígado, corazón,
cerebro, músculo esquelético, placenta y testículos.
o la aldosa reductasa perteneces a la familia de aldocetoreductasas y tiene una baja afinidad por tener un km
de 100-200, mientras que la hexoquinasa tiene mayor afinidad por tener un km de 0.1 y por ello, la AR
tendrá menor actividad con niveles de glicemia normales.
o la diabetes mellitus es una enfermedad crónica producida por la desregulación de los mecanismos que
mantienen la glucosa sanguínea dentro de los rangos normales.
o la vía de la aldosa reductasa se puede activar en pacientes con diabetes porque estos manejan niveles de
glicemia más altos que los pacientes sanos y esos niveles de glucosa elevados saturan a la hexoquinasa y el
exceso de glucosa se dirige a la vía de la aldosa reductasa o la vía del poliol.
o otra vía que se compromete en los pacientes diabéticos, es la del óxido nítrico sintasa (NOS). esta vía
cataliza la formación de óxido nítrico a partir de arginina usando como cofactor el NADPH. El NADPH estará
siendo utilizado por la vía del Poliol por lo que se produce un desbalance entre las sustancias
vasodilatadoras y las vasoconstrictoras lo que genera una vasoconstricción micro vascular.
o el sorbitol no tiene una facilidad para atravesar la membrana por lo que se convierte en un agente
osmóticamente activo (aumenta la osmolaridad del medio) lo que ocasiona el paso de agua del extracelular
al intracelular, generando un edema celular.
o vía del glutatión:
▪ disminuye la cantidad NADPH y eso no hace que haya una disminución de glutatión reducido y no va a
poder neutralizar los ROS
o vía del NADH oxidasa
▪ como el NADH es dañino para la célula, tiene que ser degradado y cuando ese degrada por el NADH
oxidada se produce un aumento de ROS que trae como consecuencia una disfunción mitocondrial
• que es el estrés oxidativo? ¿que procesos pueden originarlo?
o el estrés oxidativo se define como el desequilibrio entre las sustancias pro-oxidantes (radicales libres de
oxigeno (ROS)) y los antioxidantes (glutatión reducido (GSH)).
o los niveles de glicemia elevados conducen a una mayor producción de radicales libres por un aumento de la
ruta del poliol y la disminución de sustancias antioxidantes como el glutatión.
o El glutatión (GSH) es un tripéptido no proteínico constituido por 3
aminoácidos: cisteína, glutamato y glicina. Contiene un enlace peptídico inusual entre el grupo amino de
la y el grupo carboxilo de la cadena lateral del glutamato formando un grupo tiol (-SH)
o cuando la glucosa se convierte en sorbitol a través de la aldosa reductasa, esta enzima también reduce el
NADPH a NADP. El NADPH es utilizado para el sistema antioxidante del glutatión oxido reductasa que
regenera glutatión reducido (GSH) a partir de glutatión oxidado (GSSG). si no hay NADPH, el glutatión no
podrá reducir a los radicales libres de tal manera que estos se neutralicen, el cual trae como consecuencia la
producción de estrés oxidativo.
o por otro lado, el sorbitol puede convertirse en fructosa por la enzima sorbitol deshidrogenasa usando NAD
como un cofactor por los siguientes motivos
▪ primero, es que las altas concentraciones de sorbitol intracelular aumentan la presión osmótica del
▪
citosol generando el ingreso d agua a la célula y produciendo un edema celular.
▪ segundo, el exceso de NADH producido por la enzima sorbitol deshidrogenasa, se elimina por la vía de
la NADH oxidada con la producción de radicales libres durante el proceso
▪ tercero, la fructosa resultante del metabolismo del sorbitol puede volver a ingresar a las rutas
catabólicas del glucólisis mediante su transformación por la hexoquinasa en fructosa 6 fosfato
utilizando una molécula de ATP
o el estrés oxidativo puede traer como consecuencia daños irreversibles dentro de la célula como los
siguientes:
▪ causa una disfunción mitocondrial afectando la fosforilación oxidativa en la producción de ATP
▪ a nivel de los lípidos de membrana, puede causar una peroxidación lipídica el cual produce una
inestabilidad en la membrana celular.
▪ a nivel del ADN, el estrés oxidativo puede alterar la información contenida en el ADN y modificar su
unión a factores de transcripción específicas como el JACK/STAT, NFkB entre otros.
• antioxidantes
o catalasa
o citocromo p450
o NOS
▪ disminuye la producción de óxido nítrico (que es un vaso dilatador) y aumenta la producción de
endotelial, el cual actúa como un vasoconstrictor y puede ocasionar hiposa tisular.
▪ no es un sistema antioxidante
o glutatión
• la disminución de NADPH afecta a
o la catalasa
o glutatión peroxidasa y reductasa
o citocromo p450
o NADH oxidasa (forma anión superóxido)
o HMGCoA reductasa
o Superoxido Dimutasa
DPG3: aldosa reductasa, estrés oxidativo y diabetes mellitus
• Paciente mujer de 46 años de edad acude a consulta por presentar polidipsia (aumento de sed), poliuria
(aumento de orina), polifagia (aumento de hambre) y sobrepeso. Antecedentes familiares: madre y abuela
materna con Diabetes Mellitus de tipo 2.
• Antecedentes patológicos, a la paciente se diagnosticó sobrepeso a los 21 años de edad.
• Inicialmente se le indicó dieta y ejercicio lo que realizó de manera irregular.
• El examen físico mostró, aumento del panículo adiposo, mucosa oral poco hidratada, índice de masa corporal
(IMC: 33.6) y acantosis nigricans severa a nivel del cuello y otros pliegues cutáneos.
• Cardiovascular: Ruidos cardiacos rítmicos, buena intensidad, no se auscultan soplos
• Respiratorio: Murmullo vesicular pasa bien en ambos hemitórax, no rales.
• Abdomen: Aumento del panículo adiposo, blando, depresible, no doloro a la palpación.
• Genito Urinario: Puño percusión lumbar: negativo bilateral, puntos reno ureterales: negativo bilateral
• Sistema Nervioso: Despierta, orientada en tiempo espacio y persona. No signos meníngeos
• Resto del examen aparentemente sin alteraciones. Los exámenes auxiliares en ayunas mostraron:
Exámenes
En la Paciente
Valores normales
Glicemia
209 mg/dL hiperglicemia
70-110 mg/dL
Insulina
31 mIU/mL hiperinsulinemia
5-20 mg/dL
Hemoglobina glicosilada A1c (HbA1c)
9,2% alto
≤ 5,7%
Colesterol
254 mg/dL alto
≤ 200 mg/dL
HDL colesterol
38 mg/dL normal
40-60 mg/dL
LDL colesterol
94 mg/dL normal
≤190 mg/dL
Triglicéridos
109 mg/dL normal
≤150 mg/dL
• ¿Qué información nos brindarán los antecedentes familiares? Teniendo en cuenta los exámenes auxiliares,
responde: ¿Qué diagnostico presentará la paciente? Explicar todos los mecanismos bioquímicos asociados al
diagnóstico.
o diabetes mellitus tipo 2, ya que tiene antecedentes de la enfermedad en su familia y tiene niveles
de glicemia elevados (209 mg/dL) y tiene una hemoglobina glicosilada de 9,2%. Además, presenta una
hiperinsulinemia (31 mIU/mL)
▪ la insulina no está dejando ingresar la glucosa entrar a la célula
o las vías bioquímicas asociadas a esta enfermedad son las siguientes:
▪ vía del poliol
▪ por tener niveles de
hiperglicemia, el 30% de la
glucosa se dirige a
la vía metabólica de la
aldosa reductasa
(normoglicemia: 3%)
o saturación cuando una
enzima llega a su
velocidad máxima y no puede
• ¿Qué relación tiene la enzima
Aldosa reductasa con la Diabetes
mellitus y la enfermedad
cardiovascular? Explica
o el sorbitol conlleva al aumento
de la presión osmótica por
una disminución de NADPH
SEMANA 4
• Lanzadera de glicerofosfato
o cuando la dihidroxiacetona fosfato se transforma en 3 fosfoglicerol reduce el NAD por la 3 fosfoglicerol 3
deshidrogenasa
o cuando el 3 fosfoglicerol se transforma a dihidroxiacetona fosfato hay una oxidación de FAD a FADH2 por la
flavoproteína deshidrogenada que permite la liberación de electrones a través del canal transportadores de
electrones
• Lanzadera de malato – aspartato
o PEP se transporta directamente entre la membrana interna a la mitocondria
o oxalacetato se debe convertir en aparato por acción de aspartato aminotransferasa o en malito por la
malato deshidrogenasa lo que involucra la oxidación mitocondria del NADH seguida de la reducción
citosólica del NAD
o el malato entra al citosol y se transforma en oxalacetato y eso lleva al gluconeogénesis
o el NADH tiene que estar así para poder donar sus electrones a la cadena transportadora de electrones
• Fosforilación oxidativa
o PASOS:
▪ Complejo 1 NADH deshidrogenasa
• 2H+ se transporta al espacio intermembrana
• e- se transporta al succinato deshidrogenasa
▪ complejo 2 succinato deshidrogenasa
• FADH2 -> FAD
• e- se transporta al complejo citocromo BC1
▪ complejo 3 complejo citocromo BC1
• 2H+ se transporta al espacio intermembrana
• e- se transporta al complejo citocromo c oxidasa
▪ complejo 4 citocromo c oxidasa
• 1/2 O2 + 2H -> H2O
• 2H+ se transporta al espacio intermembrana
• e- se transporta a la matriz mitocondrial
▪ complejo 5 ATP sintasa
• ADP + p -> ATP
• 6H+ se transportan a la matriz mitocondrial
o cuando se libera el citocromo c puede induce la apoptosis
• Síntesis de glucógeno
o glucosa 6 fosfato se degrada a glucosa 1 fosfato + UTP
o luego se libera un fosfato y se vuelve UDP glucosa
o glicogenina (que se une a la tirosina y se une a la UDP glucosa
la glucógeno sintasa forma la cadena 1,4
una enzima separa la cadena y se forma un enlace 1,6 entre las dos cadenas y luego se convertirá en
glucógeno por la glucógeno sintasa
Degradación de glucógeno
o En el hígado, es donde se degrada la mayor cantidad de glucógeno.
o Glucógeno -> glucosa 1 fosfato
▪ Glucógeno Fosforilasa es activada por adrenalina para degradar glucógeno
o Glucosa 1 fosfato glucosa 6 fosfato
▪ Fosfoglucomutasa para que luego ingrese a la glucolisis o sea utilizado en otros tejidos o entre a la via
de las pentosas fosfato
Control hormonal de glucógeno
o hormonas anabólicas (insulina) aumentan la gluconeogénesis e inhiben la glucogenólisis, aumenta la
síntesis de glucógeno
o hormonas catabólicas (glucagón) disminuyen la gluconeogénesis e aumenta la glucogenólisis
o epinefrina activa a su receptor beta-adrenérgico activa al AMPc aumenta la degradación de
glucógeno para que ingrese a la glucolisis
o epinefrina activa a su receptor alfa-adrenérgico para la liberación de calcio y para la degradación de
glucógeno
o glucagón
aumenta la degradación de glucógeno.
Enfermedad de Pompe
o afecta el músculo, el lisosoma no tiene alfa 1,4 glucosidasa o maltasa acida y se acumula el glucógeno y hay
muerte celular. Puede causar dolor muscular, dificultad para subir escaleras, disfunción muscular, caídas,
Enfermedad de Lafora
o en la neurona no hay glucógeno, pero en el astrocito si hay pero pocas cantidades (tejido de sostén y
soporte y nutre a la neurona)
o normal -> en la neurona, el glucógeno sintasa esta hiperfosfoilada para que no trabaja y el complejo
Malina/Laforina lo hiperfosforila
o enfermedad una fosfatasa le quita los fosfatos al glucógeno sintasa y forma glucógeno el cual es dañino
en cantidades elevadas
Gluconeogénesis síntesis de glucosa a partir de compuestos no glucosídico
Ciclo de cori
o Lactato glucosa
▪ En el hígado, se degrada por medio de gluconeogénesis
▪ ATP + GTP ADP + GDP + pi
o Glucosa glucógeno
▪ En el musculo, formación de glucógeno
o Glucógeno lactato
▪ En el musculo, hace glucogenólisis y glucolisis, mecanismo de energía inmediata
▪ ADP + Pi ATP
Ciclo de la alanina
o Piruvato alanina
▪ Glutamato alfa cetoglutarato
▪ Alanina aminotransferasa, en el musculo
o Alanina ingresa al hígado
o Alanina piruvato
▪ Alfa-cetoglutarato glutamato NH4
urea (ciclo de la urea)
▪ Alanina aminotransferasa, en el hígado
o Piruvato glucosa
▪ Por gluconeogénesis, en el hígado
o Glucosa se transporta al musculo
o Glucosa piruvato
▪ Por glucolisis en el musculo
Regulación del metabolismo de carbohidratos
o ingresa glucosa por el Glut 2,
o glucosa forma g6p por glucolisis
o g6p forma glucosa por gluconeogénesis y enzima g6pasa
o
o
•
•
•
•
•
•
•
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•
•
•
•
•
•
o favorece PEPCK que ese para la gluconeogénesis
o biguadina -> medicamento antidiabético
Via de las pentosas fosfato
o Glucosa 6 fosfato 6 fosfoglucono delta lactona
▪ Por la enzima glucosa 6 fosfato deshidrogenasa
▪ Degrada NADPH a NADH
o Forma ribulosa 5 fosfato
o Ribulosa 5 fosfato ribosa 5 fosfato
▪ Ribulosa 5 fosfato deshidrogenasa
Glutatión
o Glutatión reducido glutatión oxidado
▪ h2o2 2h2o
▪ glutatión peroxidasa
▪ NADP+ NADPH
o Glutatión oxidado glutatión reducido
▪ NADPH +H NADP+
▪ Glutatión reductasa
Pentosa fosfato en eritrocito y función antioxidante –anemia hemolítica
o glutatión evita la acumulación de ROS
o para regenerarlo, necesitas NADPH + H
1. si hay una deficiencia de G6PD
2. se disminuye la vía de las pentosas fosfato
3. se disminuye la producción de NADPH
4. causa que haya una baja producción de glutatión reducido
5. causa que los ROS no estén neutralizados
o disminuye la eliminación de ROS por vía del glutatión y causa estrés oxidativo y muerte celular
▪ en los eritrocitos no hay mitocondria, entonces tendrán que utilizar a la fermentación láctica
▪ ROS desestabiliza la membrana del eritrocito y causa que explote
Regulación hormonal del metabolismo de carbohidratos
o cerebro es el que está en control
▪ libera ACTH y estimula al corazón
▪ el corazón estimula a la adrenalina y la noradrenalina para la degradación de glucógeno a gucosa
o acth -> hormona adenocorticotropica
o adrenalina y noradrenalina degradan glucógeno
o medula suprarrenal libera cortisol, que degrada la proteína (en gluconeogénesis)
o cortisol en exceso daña el tejido muscular (cortisol en torrente sanguíneo es un problema)
o tension y peligro = estrés
o Insulina
▪ Inhibe la gluconeogénesis y la glucogenólisis hepática (degradación de glucógeno). Aumenta la síntesis
de glucógeno a nivel muscular. Aumenta la captación de glucosa en tejido adiposo e inhibe la
liberación de ácidos grasos.
o Adrenalina
▪ Actúa sobre receptores α de las células β del páncreas e inhibe la secreción de insulina. Activa la
glucogenólisis hepática y el glucólisis muscular.
▪ Actúa sobre receptores β de las células α del páncreas liberando glucagón.
o Glucagón
▪ Secreción de glucagón: Por una baja [glucosa] en sangre. Por acción de la adrenalina.
▪ Inhibición de glucagón: Por alto nivel de glucosa. Por incremento de la insulina. Actúa sobre RG que se
acopla a la PGs y activa la gluconeogénesis y la glucogenólisis hepática.
Mecanismo molecular de la insulina
o Incrementan la secreción de insulina: alimento rico en glucosa, hormonas GI, incremento de AA
o Disminuye la secreción de insulina: disminuye la glucosa, estrés.
o Secreción de glucagón: por una baja concentración de glucosa en sangre y por acción de la adrenalina.
o p85-p110 cambia PIP2 a PIP 3, el PDK1 activa el AKT y activa el MTORC1 el cual inhibe la autofagia, el AKT
favorece la translocación de transportadores glut. e inhibe el GSK3 beta el cual inhibe la síntesis de
glucógeno, y también inhibe a la síntesis de glucógeno.
Formación de la insulina
Pre-proinsulina pro insulina
▪ Peptidasa y libera la secuencia de señal
o Proinsulina -> forma enlaces disulfuro entre cadena a y b
o Pro insulina insulina
▪ Se separa el péptido c y se quedan unidas la cadena a y b el cual será la insulina madura
Liberación de insulina (en células beta del páncreas)
o Glucosa ingresa a la célula y hace glucolisis y luego por la respiración celular libera ATP. El ATP activa a una
ATPasa de K+ el cual se despolarizará y hará que el canal de calcio voltaje dependiente libere calcio y haga
que la insulina en vesículas se transloquen hacia la membrana celular para ser activadas
Mecanismo molecular del glucagón
o el glucagón se une con su receptor acoplado de proteína G del hígado y activa 2 vías:
▪ GQ activa a la fosfolipasa c y transforma PIP2 en IP3 y hace que salga calcio del retículo
sarcoplasmático
▪ GS activa al adenilato ciclasa el cual transforma ATP en AMPc el cual aumenta PKC que favorece la
expresión de genes en el núcleo
o El glucagón activa la degradación de glucógeno a glucosa 1 fosfato el cual puede ingresar al glucólisis para
entrar al ciclo de Krebs para luego formar ATP en la cadena transportadora de electrones o transformarse
en glucosa para ser utilizado en otros tejidos.
El glucagón activa la glucogenólisis, y gluconeogénesis (formación de acetil coA por beta oxidación) e inhibe
el glucólisis y la glucogenogénesis.
Mecanismo molecular de la adrenalina
o Adrenalina favorece la degradación de glucógeno -> más energía
1. receptor acoplado Gs (beta adrenérgica) se activa por la adrenalina
2. activa el adenilato ciclasa que degrada app a cAMP
3. cAMP activa el PKA
4. AKT activa el calmodulin fosforilasa quinasa y se fosforila
5. una molécula de ca se une al CM fosforilasa
6. el CM fosforilasa activa la fosforilasa que activa la degradación de glucógeno a G6P.
Grelina y leptina
o Grelina: hormona sintetizada principalmente por el estómago, cuya función es:
o Informar al hipotálamo de que el cuerpo debe alimentarse. Estimula la secreción de hormona del
crecimiento (GH) en la hipófisis. Favorece la regulación del metabolismo energético.
o Desacil-grelina (isoforma de grelina, forma activa) altera la motilidad en ayunas.
o Leptina (proteína OB): hormona producida por los adipocitos; también se expresa en el hipotálamo, el
ovario y la placenta. Señal de saciedad.
o Obestatina: hormona producida en las células de la mucosa del estómago y el intestino. Su efecto es
disminuir el apetito.
Mecanismo molecular de grelina (aumenta apetito)
o La grelina interacciona con el receptor (GHSR) que se acopla con la PGq que activa a la fosfolipasa C, la
cual hidroliza al PIP2 generando DAG e IP3 que se une al PIP3 del RS para aumentar la [Ca++]i y la entrada
a la célula de Ca++ proveniente del LEC a través de canales de calcio tipo L. Grelina se une receptor GHSR
que se acopla con la PGq que activa a la fosfolipasa C, que hidroliza al PIP2 generando DAG e IP3 que se une
al PIP3 del RS para aumentar Ca++( se estimula la entrada de Ca++ al aperturarse los canales de calcio
L),que se una a la calmodulina (Ca++-calmodulina), se activa AMPK que fosforila al complejo de esclerosis
tubular 2 (TSC2), para que se active el intercambio del GDP por el GTP que va a fosforilar al mTOR
(Mammamlian target of rapamycin ) produciendo la señal orexígena (incremento del apetito).
o ca se une a la calmodulina (activa caMkk
o activa al AMPK y fosforila el TSC2 y TSC1 y activa la actividad GTPasa (gtp -> gdp) y activa el Rhebgef
o Rhebgef activa el MTOR raptor y causa la señal orexígena (mucho apetito)
Mecanismo molecular de leptina (disminuye apetito)
o La leptina (proteína OB) es una hormona producida en su mayoría por los adipocitos; también se expresa
en el hipotálamo, el ovario y la placenta. Actúa en el núcleo arqueado promoviendo una señal de saciedad
en el cerebro. La deficiencia y resistencia a la leptina conducen a la hiperfagia, disminuye el gasto E°lo cual
condiciona a la obesidad. Hay 06 isoformas de receptor de leptina (ObRa-f) pero solo el lepRb activa a las
quinasas.
o La leptina se une a lepRb y se dimeriza, para unirse a las JAK que fosforila a la tirosina y que es reconocida
por las proteínas SAT3 (Transductor de señal y activador de la transcripción 3) para la autofosforilación y la
o
•
•
•
•
•
•
transcripción.
o La leptina se une al lepRb y acoplándose a la IRS2 y esto activa a la enzima PI3-K (tiene dos subunidades
p85 y p110), que activa a la proteína cinasa B (PKB) que fosforila al factor de transcripción FOXO1 y al
complejo de esclerosis tubular 2 (TSC2), para que se active al intercambiar el GDP por el GTP que va a
fosforilar al MTOR (Mammamlian target of rapamycin ) produciendo la señal anorexígena.
• Incretinas
o incretina -> hormonas que se liberan debido a los movimientos peristálticos cuando se consume alimentos.
o se liberan del intestino de las células enteroincretinas. glp1 -> péptido parecido al glucagón GIP -> péptido
inductor de glucagón dpp4 -> dipeptidil Peptidasa, degrada incretinas inhibidor de dpp4 inhibe la ddp4 y
activa la liberación de insulina.
o GIP se unen a RGIP de los islotes pancreáticos. GLP-1 se unen a RGLP-1 de células alfa y beta de los islotes
del páncreas.
o Ambos se acoplan a la PGs, ADC, AMPc y activan a la proteína quinasa A, la cual cierra los canales de K+
sensibles al ATP e induce al incremento de Ca++, que cumple las acciones antidiabetogénicas.
o Se tiene dos tipos:
▪ GIP (polipéptido insulinotrópico dependiente de glucosa), liberado por las células K del duodeno y
yeyuno.
▪ GLP-1 (péptido relacionado al glucagón tipo 1), liberada por células L del duodeno, íleon e intestino
grueso.
o Son liberadas al torrente circulatorio en respuesta a la ingestión de nutrientes, regula la secreción de
insulina y glucagón de manera dependiente de la glucosa.
o GLP-1 y GIP tienen una vida media muy corta, siendo degradadas por la DPP-4 (dipeptidil peptidasa 4)
generando péptidos inactivos.
LAB – determinación de glucosa en sangre
• Fotocolorimetría
o Método de análisis óptico que permite hallar concentraciones de diferentes muestras coloreadas.
Capacidad de las moléculas para absorber radiaciones.
o se fundamenta en la mayor o menor absorción de luz de acuerdo al mayor número de moléculas en una
solución, donde la tonalidad dependerá de la capacidad de absorber un rayo de luz de determinada
longitud de onda
o manipula las variables de este fenómeno controlando la luz incidente proveniente de un foco luminoso y su
pureza, de modo tal que sólo incida aquella luz que es específicamente adsorbida por la partícula que
deseamos analizar (analito).
• ¿Qué es un fotocolorímetro?
o Instrumento que compara la radiación absorbida o transmitida por una solución que contiene una cantidad
desconocida de soluto, y una que contiene una cantidad conocida de la misma sustancia
• tramitancia:
o si la luz pasa por el tubo,
o inversamente proporcional a la absorbancia
• absorbancia:
o de 0 - 1
o la densidad óptica
• [ ] problema = Densidad Óptica del problema x Factor de Calibración
• factor de calibración:
o Es la concentración de una sustancia que corresponde a una unidad de medida generalmente 0,001 de
absorbancia.
• [ ] = Aborbancia. x Factor de calibración
• FC = Concentración del patrón / Lectura del patrón (absorbancia) (siempre te lo dan)
• transportadores de glucosa
• absorción de glucosa
• liberación de insulina de las células beta del páncreas
• función de la insulina
• diabetes
o tipo 1
o tipo 2
o enfermedades asociadas
• Determinar los Valores de Glucosa en suero
o Mezclar, sellar los tubos con láminas de
parafina e incubar por 5 minutos a 37 °C
o a temperatura ambiente (20 °C a 25 °C)
por 10 minutos.
o Leer la absorbancia (longitud de onda: 505 nm) llevando a cero el espectrofotómetro con el blanco de
reactivo.
• Conociendo la longitud de onda óptima a la que absorben los analitos o especies directamente relacionadas con
ellos, se pueden realizar las pruebas analíticas en los laboratorios clínicos aplicando las leyes de fotocolorimetría.
• Las técnicas espectroscópicas se basan en la medida de los efectos de la interacción de las radiaciones
electromagnéticas con la materia. Al incidir sobre el material biológico con una intensidad inicial (I0), las
moléculas y/o átomos del mismo absorben parte de esa radiación (Ia), otra parte la dispersa (Id) y otra atraviesa
la muestra (It). “La cantidad de radiación absorbida se ajusta a leyes físicas concretas dependientes de las
características tanto de la radiación como de la materia sobre la que se irradia.”
• Ley de Lambert-Beer:
o Es el resultado de la combinación de las leyes de absorción de ambos e indica la relación directamente
proporcional que existe entre la absorbancia de una muestra y su concentración, al ser constantes los
valores de trayecto óptico (b=1 cm), la longitud de onda de la radiación incidente y absorbida, expresada
como absortividad molar con el coeficiente de absortividad molar “ε” (épsilon).
o A= log I0/I = ε.b.c
o Siendo:
▪ I0 e I = Intensidad de la radiación e intensidad de la radiación final, después de haber travesado la
cubeta de la muestra, respectivamente.
o Concentración problema [ ] = Absorbancia del problema (DO) x Factor de Calibración (FC)
o A = Absorbancia, Medida de la absorción de la radiación. También se conoce como densidad óptica o
extinción. Es una magnitud adimensional. Generalmente los espectrofotómetros expresan la absorbancia
hasta las milésimas. Suelen ser magnitudes que oscilan entre 0 y 1, aunque en determinados análisis en los
que se mide la variación de absorbancia con el tiempo pueden obtener valores superiores.
o b = Trayecto óptico, su valor está estandarizado en 1 cm. Es la longitud de la muestra que atraviesa la
radiación cuando ésta se encuentra depositada en una cubeta. Es una medida estandarizada para todos los
espectrofotómetros. (1 cm).
o c = Concentración de la sustancia (analito) de la muestra. Suele expresarse en moles/L (con la absortividad
molar) o g/L (si se emplea la absortividad): Si se despeja de la ecuación de la ley de Lambert-Beer.
• curva patrón
o Marco de referencia que se construye de
can3dades conocidas de una sustancia
(por ejemplo la albúmina sérica bovina)
que se u3liza para determinar la can3dad
de proteínas presente en una muestra
incógnita
o Absorbancia= a+b (concentración)
• Cálculo de Concentraciones
o Para obtener la concentración de una muestra problema se pueden utilizar dos procedimientos:
▪ Factor de calibración.
▪ Curva de calibración.
• Factor de calibración:
o Es la concentración de una sustancia que corresponde a una unidad de medida, generalmente 0,001 de
absorbancia.
• Curva de Calibración:
o La curva de calibración consiste en la obtención de la lectura de absorción o de porcentaje de transmitancia
que corresponde a una secuencia creciente de concentraciones, estas son graficadas en un papel
milimétrico si se trata de absorbancia o densidad óptica y de papel semi-logarítmico si se trata de % de
transmitancia.
• Glucosa en sangre
o La glucosa es la forma principal en la que los glúcidos que provienen del tracto intestinal son presentados al
resto de las células corporales. La glucosa es el único combustible universal para las células humanas. Cada
tipo celular del ser humano es capaz de generar adenosina trifosfato (ATP) en el proceso de glucólisis, la vía
que oxida y descompone glucosa para formar piruvato
o La sangre es el vehículo por el cual la glucosa es
distribuida a los tejidos y esta puede provenir de
fuentes exógenas (realimentación) o de la reserva de
carbohidratos. El glucógeno (en animales, hongos y
bacterias) y el almidón (en plantas) sirven de reservas
de glucosa para uso metabólicos posteriores. En los
animales, una provisión constante de glucosa es
esencial para los tejidos como el cerebro y los
eritrocitos, los cuales dependen casi por completo de
glucosa como fuente de energía.
o La movilización de glucosa desde los depósitos, en principio del hígado, proporciona
un suministro constante de glucosa. Cuando ésta es abundante, como por ejemplo,
inmediatamente después de una comida, se acelera la síntesis de glucógeno.
Cuando es requerido por el organismo, estas reservas pueden ser movilizadas y
degradadas rápidamente, lo que permite una autonomía máxima de 4 a 8 horas
dependiendo de la actividad realizada. Por ello, el ser humano es altamente
dependiente de la ingestión de carbohidratos de forma periódica
o Durante la actividad física, los músculos del cuerpo utilizan mayor cantidad de
glucosa, que cuando el cuerpo está en reposo y esto hace que los niveles de glucosa
en la sangre bajen. Por lo cual, se puede evaluar la eficiencia del metabolismo de glucosa cuantificando sus
niveles en sangre.
o La diabetes mellitus es un trastorno metabólico generalizado que se caracteriza por una tendencia a la
hiperglicemia crónica con alteraciones en el metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas, que se
origina en un defecto de secreción o de acción de la insulina, o ambas.
o Uno de los métodos para determinar glucosa es el de la oxidación enzimática dela misma para la obtención
de ácido glucónico y peróxido de hidrógeno. Paso seguido, se estima el peróxido en base a un cromógeno
que es oxidado en presencia de una peroxidasa para formar un compuesto colorado.
o Otro procedimiento enzimático usa la conversión de glucosa a glucosa-6-fosfato (G6P) catalizada por la
hexoquinasa y luego a 6-fosfogluconato y NADPH en presencia de NADP y G6P deshidrogenasa. El NADPH
así formado equivale a la cantidad de glucosa
presente y se estima
espectrofotométricamente a 340 a 366nm.
o Los valores normales de glucemia en personas
en ayunas oscilan entre 70 a 110mg/dL. Cuando los
valores de glucosa en sangre exceden los 110mg/dL
(Hiperglucemia) debe sospecharse la presencia de
diabetes mellitus, la cual puede confirmarse mediante
una prueba de tolerancia disminuida a los hidratos de
carbono.
DPG -AGEs
• teniendo en cuenta los exámenes auxiliares, explica el
mecanismo implicado en la formación de Hemoglobina
glucosilada. ¿Cómo son metabolizados los AGEs? ¿qué
fuentes de AGEs existen?
o vía endógena
▪ todo lo que ocurre dentro del organismo a través de
un metabolismo normal y por la edad
o vía exógena
▪ muchas células del organismo presentan RAGE de los
cuales cuando se unen con los AGEs contribuyen
• ¿Cuáles son los efectos vasculares de los AGEs?
o
• ¿Qué relación tienen los AGEs con el desarrollo y progreso de
la enfermedad (pie diabético)? Explica
o Llamamos PIE DIABÉTICO a aquel pie que presenta una alteración anatómica o funcional, determinada por
•
•
•
anomalías neurológicas y/o diversos grados de enfermedad vascular periférica en un paciente diabético,
que le confiere a éste una mayor susceptibilidad de presentar infección, ulceración y/o destrucción de
tejidos profundos
o La hiperglicemia crónica lleva a un aumento en la actividad de la vía de los polioles, con incremento de
sorbitol (reducción de NADPH) generando estrés oxidativo.
o Así, aumenta la producción de superóxidos en la mitocondria que inactivan el óxido nítrico y contribuyen a
disfunción vascular, impidiendo una correcta reparación y promoción de la angiogénesis, migración y
proliferación de fibroblastos, células epiteliales, endoteliales y queratinocitos.
o Por otro lado, favorece la acumulación de productos de glicación avanzada (AGEs), implicados en la
patogénesis de las complicaciones diabéticas incluyendo alteración de la cicatrización de heridas.
▪ Estos AGEs se acumulan en las heridas diabéticas y conducen a la expresión de pro moléculas
inflamatorias (endotelina-1, factor de necrosis tumoral alfa y metaloproteasas).
▪ Esta condición de estrés oxidativo en diabéticos a nivel vascular puede aumentar diacilglicerol y
proteína quinasa C, todo lo cual contribuye a mayor disfunción vascular, inflamación e injuria celular
o estrés oxidativo producción de LDL y HDL oxidados producción de AGEs y ROS
o NOS
▪ el NOS no produce óxido nítrico (por la disminución de NADPH) y por ello, se disminuye la producción
de óxido nítrico y aumenta la producción de endotelina el cual produce una vasoconstricción
▪ esto causa que haya una falta de irrigación en las extremidades y no se irrigué la herida para que se
cure.
o proceso inflamatorio
▪ citoquinas, NFkB y causan una necrosis debido al estrés oxidativo
▪ el estrés en el retículo endoplasmático hace que CHOP este plegado incorrectamente y eso causa una
sobre-expresión del CHOP que promueve la apoptosis.
o NADH oxidasa se activa por la vía del sorbitol para reducir la cantidad de NADH y eso puede generar un
estrés oxidativo, el cual promueve la producción de AGEs.
o neuropatía diabética (la mielina) los AGEs afectan en la mielinización de las células de Shwann, por lo
tanto, no habrá una conducción nerviosa en el sistema nervioso periférico y el paciente perderá la
sensibilidad de su pie el cual hace que no sienta dolor.
SEMANA 5
función de los lípidos
o forman bicapas lipídicas,
regulación hormonal (sexuales
y normales) [grasa parda],
forman vitaminas [esteroides]
(liposolubles), dan energía de
almacenamiento, aceites
esenciales
Ácidos grasos saturados e
insaturados (cis y trans)
o Saturados contienen solo
enlaces simples y son sólidos
porque son más difíciles de
romper
▪ Animales mantequilla,
carne, lácteos,
▪ Vegetales aceite de
coco, palma y alimentos procesados
o Insaturados contienen 10 o más enlaces cis y son más fáciles de romper, son líquidos porque sus enlaces
son más débiles
▪ Trans hidrogenado, sus fuerzas son mayores, solidos a temperatura ambiente, margarina
▪ Cis
• Monoinsaturados
o Omega 9 ácido oleico
▪ Vegetales aceitunas, aceite de oliva, palta, frutos secos
▪ Animales ternera, cordero, productos
• Poliinsaturados
Omega 3
▪ Ácido linolénico, (frutos secos, aceites de linaza, nuez canola chía)
▪ Animales marinos (DHA y EPA) pescados marinos y aceite de pescado
o Omega 6
▪ Ácido oleico vegetales (aceituna, aceite de oliva, palta, frutos secos), animales
(ternera, cordero y lácteos)
Ácidos grasos de importancia:
o ácido palmítico abundante en animales
o ácido estuario mantequilla
o ácido linoleico aceites (omega 6)
o ácido araquidónico omega 6 (huevo)
o EPA y DHA pescado (omega 3)
Mecanismo molecular del ácido araquidónico
o el ácido araquidónico está en la membrana y por la fosfolipasa a2 sale de la membrana
o también puede salir por la fosfolipasa c y se forma el 1,2 diacilglicerol y se obtiene el ácido araquidónico
o el ácido araquidónico se forma a partir de linolato
o se puede degradar por las ciclooxigenasa y por las lipooxigenasas
o corticoides inhiben a la fosfolipasa A2
o aspirina / AINES inhiben a las ciclooxigenasa (Cox1 y Cox2) alteran la homeostasis no produces HCl
gastritis
o El precursor del ácido araquidónico (ARA, ácido poliinsaturado) que se esterifica con fosfolípidos ubicados
en la bicapa lipídica de la MB), es el ácido graso esencial linolato que ésta presente en aceites vegetales.
o El ARA es el precursor de los eicosanoides, que se libera de la bicapa como consecuencia de la activación de
la fosfolipasa A2 o C.
o La histamina y la citoquinas se adhieren a los receptores y activan fosfolipasas que cortan ácidos grasos
para obtener ARA el cual es enzimáticamente degradado a eucotrienos, tromboxanos y prostranglandinas.
Omega 3 y 6
o Omega 6
▪ Ac linoleico delta 6 desaturasa acido gamma linoleico ácido dihomo gamma linoleico delta
5 desaturasa acido araquidónico COX 1 -> PGE2 / lipooxigenasa -> lbt4 pro inflamación
o Omega 3
▪ Ac alfa linoleico delta 6 desaturasa ácido eicosatetiaenoico delta 5 desaturasa EPA / DHA
COX -> PGE3 / lipooxigenasa -> lbt 5 anti inflamatorios
Mecanismo molecular de DHA
o neuroproctectina activa proteínas apoptoticos (evita que la célula se muera), inhibe a los genes pro
o inflamatorios, inhibe a la infiltración leucocitaria, activa la regeneración en el nervio corneal, y activa la
o Akt1 (Akt/OKB) y mTor en la vía de señalización de supervivencia celular (insulina)
o interviene en sinapsis neuronal, inhibe liberación de glutamato (neurotransmisor excitador: genera
convulsiones)
o la neuroproctectina D1 inhibe la inflamación, estrés oxidativo, y apoptosis
o el DHA está en la bicapa lipídica y por la enzima fosfolipasa a2 hace que salga de la membrana y por
lipoxigenación se forma
o Omega-3: DHA y EPA aceite de pescado.
o Derivados DHA: Resolvinas D1 (RvD1 y RvD2). Protectina D1 (neuroprotectina NPD1).
o EPA: RvE1
o COX2, 5 -lipoxigenasa ( 5 -LO , 15 -LO son responsables de la síntesis de los mediadores pro-resolución de
lípidos (PRLMs).
o Neuroprotectina D1: actúa sobre las células inmunes y gliales para controlar la neuroinflamación y la
neuroplasticidad.
o Ácido 17S-hidroxiperoxidocohexaenoico (17S-Hp-DHA).
o NMDA (N -metil- D- aspartato), NMDAR
o TNF (factor de necrosis tumoral.
o TRPV1 (receptor de potencial transitorio canal catiónico miembro de la subfamilia V 1).
o El factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) y el factor de crecimiento similar a la insulina 1 (IGF1),
actúan sobre receptores IGFR que activan al fosfatidilinositol-3-cinasa (PI3K), AKT, MTOR, proteína
ribosomal S6 quinasa (p70S6K) y proteína ligadora 4E (4EBP), generando trascripción de genes que
o
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•
•
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•
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•
•
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•
•
•
participan en la neuroplasticidad, mantiene la función de los receptores, la transmisión sináptica y las
capacidades cognitivas.
o BDNF y IGF1 actúan sobre IGFR, que activa a la proteína quinasa activada por mitógenos (MAPK) y al
sistema de Ca++-calmodulina dependiente de la proteína quinasa II (CaMKII), activando CREB que facilitan la
transmisión sináptica, el aprendizaje y la memoria.
o IGF1 es producido por el hígado, músculo esquelético, cerebro.
o La vía de señalización de MTOR y AKT también son moduladas por la insulina y leptina.
Síntesis de fosfogliceridos
o El fosfolípido, está compuesto de una cabeza hidrofílica (la cual contiene glicerol-3-fosfato) y una cola
hidrofóbica que incluye dos ácidos grasos.
o Función: forma parte de las membranas de los diferentes tipos de células, como por ejemplo de un
eritrocito.
o Ruta 1: ácido fosfatídico se hidroliza a DAG, la cual se une con citidina difosfato (CDP, generando
glicerolfosfolípido y liberando CMP.
o Ruta 2: ácido fosfatídico se convierte en CDP-DAG, por acción de la citidina trifosfato (CTP), luego se libera
CMP para originar glicerolfosfolípido.
Síntesis de fosfatidilcolina
o Ruta A: El DAG se une con CDP-etanolamina para formar etanolamina, liberando CMP. A la vez la
etanolamina por acción de la S-adenosilmetionina (SAM) se forma fosfatidilcolina.
o Ruta B: El DAG se une con CDP-colina para formar fosfatidilcolina, liberando CMP.
o Ruta A: La fosfatidiletanolamina se conjuga con la serina, para formar fosfatidilserina, liberando
etanolamina.
o Ruta B: La fosfatidilserina se descarboxila para formar fosfatidiletanolamina.
Esfingolipidos
o Glucoesfingolípidos:
▪ Principal componente MB.
▪ 6% lípidos cerebrales.
▪ Actúan como receptores de la hipófisis.
▪ Actúa como receptor de la toxina del cólera.
Surfactante pulmonar
o La vía de novo requiere la fosforilación de colina y la posterior acilación con palmitoil-CoA.
o Surfactante pulmonar es una sustancia presente en los pulmones (alvéolos), producido por neumocitos II,.
o Predominantemente de fosfolípidos como dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC).
o Proteínas hidrofílicas surfactante A (SP-A) y proteína surfactante D (SP-D), actúan contra patógenos
inhalados.
o Proteínas hidrofóbicas, SP-B y SP-C, mejoran la extensión de los fosfolípidos en los espacios aéreos.
Enfermedad de Tay-Sachs
o deficiencia de hexosaminidasa la cual degrada gangliósidos
o Tay-Sachs enfermedad rara que afecta al SNC (hereditario, autosómico recesivo común en descendientes de
hebreos).
o No se produce la enzima hexosaminidasa-A que degrada gangliósidos, que se acumula y degenera el SNC
(ciegos, sordos, mentalmente retrasados y paralizados solo en uno o dos años y la mayoría no viven más allá
de los cinco años).
Esclerosis múltiple
o destrucción de mielina el cual ayuda para la sinapsis nerviosa y protege los axones
o Recuperación de mielina en la esclerosis múltiple: El desafío de la remielinización.
o Gangliósidos GM4 (glicoesfingolípidos) se expresa en cerebro y eritrocitos, sintetizado por la sialilación de
galactosilceramida (GalCer). Las células gm4 regulan la síntesis de GM4.
o GalCer sintasa (GalCerS).
Picadura de mosquito fosfolipasa a2
o La PLA2 del veneno de la abeja se introduce en la piel humana, y se une a los fosfolípidos generando
lisofosfolípidos que funcionan como neoantígenos.
o Los neoantígenos en las células de Langerhans de la epidermis, se cargan en proteínas CD1a y presentarlos
en su superficie de las células T reactivas con CD1a-residente de la piel.
o Estas células T producen citoquinas (IL-22) que contribuyen a la respuesta inflamatoria.
Síntesis de triglicéridos -> lipogénesis
Las micelas son gotas esféricas y cilíndricas de 3-6 nm de diámetro compuestas de 20 a 40 moléculas de
sales biliares.
o Las sales biliares forman micelas mixtas con los lípidos; sobre las micelas actúan las enzimas digestivas.
o TGC + H2O + lipasa se forma MAG + Ácido esteárico.
o TGC + H2O + hidrólisis se forma glicerol + ácido graso
o En el hígado y tejido adiposo los triglicéridos son producidos por una vía que contiene el intermediario ácido
fosfatídico.
o Derivado del proceso de glucólisis
• Lipoproteínas
Lipoproteína Función fisiológica
Contenido (%)
Apo lipoproteínas
TG Ch PL pr
Quilomicrón Trasportar TG de la dieta del intestino a los tejidos
90 5
3
2
B48, C2, C3, A4,
periférico y el hígado
A1, E
VLDL
Transportar TG endógenos del hígado a tejidos periféricos
60 20 14 6
B100, C2, C3, E
IDL
Intermediario de VLDL, presente en bajas concentraciones 20 40 22 18 B100, E
en plasma, pero elevado en el fallo del riñón
LDL
Transporte de colesterol del hígado a tejidos periféricos
7
50 22 21 B100
HDL
Transporte reverso de colesterol de tejidos periféricos al
5
45 20 26 A1, A2, A4
hígado
• Rol de lipoproteínas
o éster de colesterol colesterol + ácido graso unido por enlace éster fácilmente oxidable más malo que el
colesterol
o La enfermedad de Tangier (ET) se caracteriza por una ausencia casi completa de HDL en plasma. Hay
crecimiento del hígado, bazo, nódulos linfáticos, amígdalas y neuropatía periférica.
o Lipasa lipoproteína periférica (LPL): cataboliza quilomicrones y VLDL. Lipasa lipoprotéica hepática (LH):
cataboliza remanentes de quilomicrones, VLDL y HDL2. Lecitin colesterol acil transferasa (LCAT), esterifica
el colesterol libre en las HDL, transfiriendo ácidos grasos desde los fosfolípidos al colesterol libre. Proteína
transportadora de colesterol éster (CEPT): transporta colesterol éster desde las HDL a VLDL, IDL y LDL y de
triglicéridos desde las VLDL a HDL y LDL. Proteína de transferencia de fosfolípidos (PLTP). HDL colesterol se
une al transportador ABCA1.
o Quilomicrón
▪ Quilomicrones (lipoproteínas) sintetizadas en el epitelio del intestino formado por 90% TGC,
fosfolípidos y colesterol. Se absorben y se transportan a través del sistema linfático. 2% de proteínas
especializadas, llamadas
apoproteínas (Apo B48) que
estabilizan a las moléculas de
lípidos.
▪ REL (TAG, CL, FL), RER (apo B48)
son transferidos por la acción de
la MTP (proteína de transferencia
microsomal) y el quilomicrón
naciente (Apo B48) va al Ap. Golgi
y madura y va por el sistema
linfático. Quilomicrones (TGC,
fosfolípidos, colesterol, AG, Vit
A,D, E, K) en la linfa se añade Apo
E y Apo CII procedente de la
lipoproteína HDL. Unión de un
quilomicrón a la lipoproteína
lipasa en la superficie interior de
un capilar.
▪ Puede recibir colesterol del ABCA1
o puede formarse a partir de una HDL naciente que recibe fosfolípidos y la APO A1 del quilomicrón y se
puede unir con su receptor SRB1 en el hígado.
o VLDL
o
▪
▪
IDL
▪ Se forma a partir de VLDL (donde recibe el APO-B100 y E y luego puede ingresar al hígado uniéndose
con el receptor APO B/E
o LDL
▪ Se forma a partir de IDL por la HTGL (lipasa pancreática) y recibe a la APO-B100 y los esteres de
colesterol. Puede ingresar a los tejidos periféricos por el receptor APO B/E
o HDL
▪ Macrófagos El LDLox es reconocido por los receptores Scavenger (CD36, SR-A1, LOX-1) los cuales
transportan hacia el interior del macrófago por endosomas hacia el lisosoma donde es hidrolizado por
LAL en esteres de colesterol, los cuales en el RE son catalizadas por la ACAT-1 en gotas lipídicas que se
almacenan. Por acción de la nCEH y NCH-1 se genera una segunda hidrólisis para liberar colesterol y
ApoA1. El LDL sale por las proteínas de membrana ABCG1 y el ApoA1 sale por el ABCA1. aumenta el
Colesterol Acil Transferasa (ACAT), absorción de colesterol mediada por HDL.
▪ Disminución de Lecitin colesterol acil transferasa (LCAT), impide la maduración HDL.
▪ Aumento de Proteína transportadora de colesterol éster (CEPT), causa disminución de HDL colesterol y
aumenta TAG del HDL.
Síntesis de VLDL
o La glucosa ingresa al hepatocito y se degrada por glucolisis para formar piruvato. El piruvato ingresa a la
mitocondria y se transporta en acetil coA. Para liberar el acetil coA de la mitocondria, ese sale como citrato.
El citrato regresa a acetil coA que luego se degrada a malonil coA para formarse en palmitato por la AG
sintasa que utiliza NADPH. Luego el palmitato se degrada a AGcoA que luego formara triglicéridos que se
unirán con la proteína APO B100 para formar el VLDL
o Por otro lado el DHAP puede degradarse a glicerol 3 fosfato el que puede formar triglicéridos
VLDL – IDL – LDL
o La glucosa se transforma en AG que luego se transformara en un TG para formar un VLDL en el hígado
o El hígado libera el VLDL y el VLDL se une a su receptor LPL (lipoprotein lipasa) el cual libera AG y glicerol.
o El AG ingresa el musculo para formar energía y en el tejido adiposo se almacena como triglicéridos
o El IDL le dona sus triglicéridos al musculo por el HTGL y al tejido adiposo y el IDL se une con sus receptores
en el hígado para degradar su contenido en un lisosoma y almacenarse
o El IDL se transforma en LDL y el LDL se oxida para ingresar al macrófago para convertirse en una célula
espumosa en la íntima del endotelio.
o El LDL también se puede unir con sus receptores en los tejidos periféricos y por un lisosoma se degrada y
libera su contenido.
Endocitosis de LDL en el macrófago
o El LDLox es reconocido por los receptores Scavenger (CD36,SR-A1, LOX-1) de la membrana, la misma que se
invagina para formar una vesícula recubierta con clatrina. La unión al CD36 activa una vía dependiente de
balsas lipídicas que genera endocitosis y fagocita el complejo CD3- LDL ox.
o Los macrófagos en el subendotelio expresan los receptores scavenger, cuyo número aumenta por acción del
M-CSF.
o La vesícula libera la clatrina para forma un endosoma en la cual se libera el LDL y el endosoma lleva a los
receptores nuevamente a la membrana. El LDL pasa al lisosoma del macrófago y es hidrolizado por LAL en
colesterol libre, AA y AG.
o Una cantidad de colesterol libre forma las gotitas lipídicas y otra cantidad ingresa al RE donde el Colesterol
Acil Transferasa (ACAT-1) generan ésteres de colesterol. Por acción de las hidrolasas de ésteres de
colesterol neutral (nCEH y NCH-1) se genera una segunda hidrólisis para liberar colesterol y ApoA1.
o El colesterol LDL sale a la íntima del endotelio por las proteínas transportadoras de membrana ABCG1, SRB1. El ApoA1 sale del macrófago por medio de la proteína ABCA1.
HDL
o El colesterol liberado al macrófago ingresa al pre-HDL y por la LCAT (lecitil colesterol aciltransferasa) se
convierte en HDL y por la LCAT se vuelve a esterificar.
o El HDL puede intercambiar triglicéridos y esteres de colesterol con el IDL y el IDL le donará sus esteres de
colesterol al LDL por una hidrólisis por la lipoproteína lipasa que luego se volverá a transformar al HDL. El
o HDL se une al hígado con el receptor SRB1 y luego puede salir del hígado la APO A1 para formar el pre-HDL.
Aterogenesis
o
•
•
•
•
•
Sale del hígado y se puede convertir en IDL (dándole APO-B100 y E) o en HDL (dándole APO E) e
intercambia triglicéridos y esteres de colesterol con el HDL
Puede transferir sus ácidos grasos al tejido periférico uniéndose con el receptor CD36.
o
o
o
o
o
o
El depósito de lípidos (LDL pequeñas y densas) en la pared vascular, generan flujo turbulento en la
circulación lo que desestabiliza a la membrana del endotelio, se genera una ciclación entre la glucosa con el
NH3 del ApoB100 del LDL, por lo que la arginina y la lisina se cargan positivamente (-NH+4) que son atraídas
por las cargas negativas del proteoglicanos de la pared vascular, por lo que ingresa el LDL.
El LDL por ser pequeño pasa al subendotelio dañado y desestabilizado por una disminución de NO, en
donde es oxidado: La lipoxigenasa cataliza al ácido graso generando hidroperóxidos (ROS) que oxida a la
LDL (LDL ox), la cual se ve favorecido debido a un deficiente contenido de alfa-tocoferol (antioxidante
lipofílico), los LDL oxidados genera: A nivel de lípidos, los ácidos grasos poliinsaturados que esterifican al
colesterol, triglicéridos y fosfolípidos dan origen a hidroxiácidos, peroxiácidos y aldehidos. A nivel proteico,
las mieloperoxidasas generan aldehidos (malondialdehído-CHO) que actúan sobre los grupos amino de la
lisina del Apo B100 formando un enlace covalente, neutralizando las cargas positivas de la cadena peptídica,
de manera que ésta se torna más frágil y finalmente se fragmenta. A partir de ese momento la LDL deja de
ser reconocida por los receptores B:E y pasa a ser catabolizada por los macrófagos a través de los
receptores barredores o scavenger.
Activación de las células del endotelio vascular:
▪ La lisofosfatidilcolina (componente de las LDLox) se forma por oxidación de la fosfatidilcolina presente
en las LDL, produce la activación de las células del endotelio vascular, liberando citocinas (ICAM-1 y
VCAM-1) que favorece la fijación de los monocitos a la pared arterial, al ser atraídos por la secreción de
la proteína-1 quimiotáctica de los monocitos (MCP-1), posteriormente penetran al espacio
subendotelial, donde el factor estimulante de colonias de macrófagos (M-CSF) estimula su proliferación
y diferenciación en macrófagos; mientras que los linfocitos T son fijados al endotelio por acción del
ICAM y la selectina-E y permite su ingreso a la íntima por la secreción de factores quimiotácticos. Los
linfocitos T en el ambiente subendotelial producen citoquinas como M-CSF, TNF-alfa) y
fundamentalmente IFN-gamma.
▪ Producida la activación endotelial, las plaquetas se fijan a las células endoteliales segregando
citoquinas como el factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) que participan en la
proliferación y migración de las células musculares lisas (CML) hacia la íntima. Se pierde la
vasodilatación mediada por el NO, se incrementa el efecto vasoconstrictor de la endotelina-1 por
aumento de su síntesis, se inicia la coagulación por la vía extrínseca por la expresión de un factor
tisular, y se frena la fibrinolisis por un aumento en la producción del inhibidor del activador del
plasminógeno (PAI-1).
Acumulación de lípidos en la pared vascular
▪ Se incorpora grandes cantidades de lípidos formando inclusiones citoplasmáticas que le dan un aspecto
espumoso cuando se observan al microscopio electrónico (células espumosas). Cuando estas células
mueren su alto contenido de lípidos pasa a formar el núcleo o core lipídico del ateroma.
Proliferación y migración hacia la íntima de las células musculares lisas
▪ Los macrófagos segregan enzimas hidrolíticas (colagenasas, gelatinasas, elastasas) que remodelan la
matriz extracelular. Al producirse la degradación de los proteoglicanos heparan sulfato de dicha matriz,
las células musculares lisas inician la diferenciación hacia un estado activado caracterizado por la
síntesis elevada de colágeno tipo 1, elastina y proteoglicanos que se acumulan en la matriz durante el
desarrollo de la placa; también expresan moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad,
citoquinas y factores de crecimiento; y presentan receptores scavenger en su membrana en respuesta
al TNF-alfa e IFN-gamma producidos por los macrófagos y los linfocitos T, transformándose en células
espumosas.
▪ La proliferación de las células musculares lisas y su migración desde la capa media arterial a la íntima
está regulada por un complejo sistema de citoquinas: Regulación paracrina (citoquinas producidas por
otros tipos celulares, macrófagos): IL-1 que interviene en la activación celular, factor de crecimiento
fibroblástico (FGF) que induce la síntesis proteica y la división celular, PDGF y el factor de crecimiento
epidérmico (EPG) que estimulan la proliferación y migración celular; los linfocitos T, inducen la
expresión de receptores para PDGF en las células musculares lisas mediante la acción del IFN-gamma y
estimulan a los macrófagos a producir IL-1 y PDGF; y las plaquetas, producen PDGF.
Regulación autocrina (citoquinas producidas por las mismas células musculares y por la presencia de las
LDLox): producen FGF, IL-1, factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), factor transformador del
crecimiento tipo alfa (TGF-alfa), FGF y TNF-alfa, como citoquinas que activan la proliferación y migración de
las células hacia la íntima vascular. La placa ateromatosa aumenta de tamaño a medida que ocurren estos
eventos, llegando a provocar la estenosis vascular; su estabilidad depende del aumento en la actividad de
las enzimas hidrolíticas producidas por los macrófagos que van degradando la matriz celular, y de la
inhibición en la producción de colágeno por parte de las células musculares lisas inducida por IFN-gamma o
de la inducción de su muerte celular por apoptosis, ya que estos acontecimientos pueden debilitar la capa
fibrosa del ateroma, haciéndola más frágil y propensa a una ruptura, de manera que cualquier fuerza
mecánica puede fragmentarla con la consiguiente formación de un trombo.
• Mecanismo de modificación y oxidación de LDL
o El LDL se puede modificar antes de entrar al macrófago o después de entrar.
o Modificación macrófago -> mieloperoxidasa hace que el LDL en el aminoácido lisina de la APO B100 se
una al malodialdehido
o Glicación glucosa se une con un NH3 del APO B100 del LDL
o Lipooxigenasa -> por los radicales libres los colesteroles se oxidan.
o La fosfatidilcolina en la membrana del LDL se modifica a lisofosfatidilcolina por el ROS.
PORTAFOLIO
• que relacione existe entre el metabolismo de carbohidratos y el proceso de aterosclerosis. explica
o cuando hay niveles elevados de glucosa en sangre (hiperglicemia) la glucosa puede saturar a la enzima
hexoquinasa para que este carbohidrato se metabolice para formar 2 moléculas de carbohidrato.
o por ello la glucosa se metaboliza por la vía del sorbitol mediante la enzima aldosa reductasa el cual cataliza
la reducción de la glucosa a sorbitol mediante la conversión de NADPH + H+ a NADP+
▪ El NADPH es utilizado para el sistema antioxidante del glutatión oxido reductasa que regenera
glutatión reducido (GSH) a partir de glutatión oxidado (GSSG).
▪ si no hay NADPH, el glutatión no podrá reducir a los radicales libres de tal manera que estos se
neutralicen, el cual trae como consecuencia la producción de estrés oxidativo y especies reactivas de
oxigeno (ROS)
o luego el sorbitol se reduce a fructosa por acción de la enzima sorbitol deshidrogenasa el cual usa como
cofactor al NAD+ para convertirlo en NADH
▪ como el NADH es dañino para la célula, tiene que ser degradado y cuando ese degrada por el NADH
oxidada se produce un aumento de ROS que trae como consecuencia una disfunción mitocondrial
o por otro lado, en pacientes con hiperglicemia, habrá una disminución de la formación de óxido nítrico el
cual es importante al ser un vasodilatador. el óxido nítrico sintasa (NOS) no produce óxido nítrico (por la
disminución de NADPH utilizada por la aldosa reductasa) y por ello, habrá como consecuencia una
disminución de la producción de óxido nítrico y aumenta la producción de endotelina el cual produce una
vasoconstricción
▪ este mecanismo molecular relación con la aterosclerosis porque afecta al vaso porque lo contrae
haciendo que haya dificultad para transportar nutrientes al cuerpo.
o por el aumento de estrés oxidativo y ROS habrá una mayor producción de LDL a LDL oxidados (LDLox) el
cual ingresará al macrófago y formará una célula espumosa, un paso fundamental en la formación de una
placa de ateroma en la aterosclerosis.
• explica los procesos bioquímicos y moleculares implicados en la aterosclerosis. ten en cuenta el metabolismo de
lípidos
o la aterosclerosis es una
alteración patológica de las
arterias coronarias
caracterizada por el depósito
anormal de lípidos y tejido
fibroso en la pared arterial, que
desorganiza la arquitectura, la
función de los vasos y reduce en
forma variable, el flujo sanguíneo
al miocardio.
1. factores -> tabaco, colesterol,
hiperglicemia -> disfunción
endotelial
2. el exceso de glucosa -> sea más
espesa y causa una disfunción
endotelial y exceso de colesterol en la dieta causa un aumento de la presión plasmática y aumenta la
permeabilidad de los vasos, haciendo que sea más fácil que LDL ingrese al endotelio
3. LDL ingresa:
a. ingresa por la diferencia de cargas entre las capas del endotelio
b. puede ingresar de manera oxidada
c. se puede oxidar por el aumento de ROS y radicales libres después de ingresa.
4. LDL ox -> monocitos ingresan para eliminarlos y se diferencian de macrófagos (convierten en macrófagos)
a. MCP1 -> factor quimiotácticos de monocitos -> atraen monocitos al endotelio
5. LDL ox -> ingresa al macrófago por fagocitosis y debe ser reconocido por los receptores scavenger (CD36 es
la más afín al LDLox) y el LOX 1
6. el sistema inmune reconoce al LDL ox y por eso, los monocitos producen citoquinas como la ICAM y VCAM
y Selectina E (por activación del endotelio) el cual los atraen más monocitos al endotelio
7. los monocitos entran por diapédesis.
8. los macrófagos tienen exceso de LDLox y se saturan con gotas lipídicas y se convierten en células espumosas
por necrosis o apoptosis y se lisa
a. (por el MCSF -> factor estimulante de colonia de macrófagos)
9. macrófago libera enzimas hidrolítica y factores quimiotácticos como colagenasa y elastasas las cuales son
dañinas al endotelio
10. las colagenasa y elastasas atraen
linfocitos y colágeno y juntan las
células espumosas.
11. células musculares lisas migra de
túnica media hacia la íntima para
encerrar el problema
12. se forma el núcleo lípido y se
pegan a la parte superior del
endotelio y esta necrótico y
contagia la pared del endotelio y
lo convierte necrótico y se rompe
la pared del endotelio
13. eso atrae plaquetas -> se forma
tapón planetario para reparar los
daños -> tapan el daño
14. se desprende la masa y se forma un trombo
o ↑ mal de adhesión
o ↑ factores quimiotácticos
o ↑ vasoconstricción
o ↑ coagulación
o ↑ fibrinoliso
DPG – Macrophage-mediated cholesterol handling in
atherosclerosis
• ¿Qué relación tiene el metabolismo del colesterol por
macrófagos y progreso de la
enfermedad(Ateroesclerosis)? Explique.
▪ El LDLox es reconocido por los receptores Scavenger
(CD36, SR-A1, LOX-1) los cuales transportan hacia el
interior del macrófago por endosomas hacia el
lisosoma donde es hidrolizado por LAL en esteres de
colesterol, los cuales en el RE son catalizadas por la ACAT-1 en gotas lipídicas que se almacenan.
▪ Por acción de la nCEH y NCH-1 se genera una segunda hidrólisis para liberar colesterol y ApoA1.
▪ El LDL sale por las proteínas de membrana ABCG1 y el ApoA1 sale por el ABCA1.
▪ aumenta el Colesterol Acil Transferasa (ACAT), absorción de colesterol mediada por HDL.
▪ Disminución de Lecitin colesterol acil transferasa (LCAT), impide la maduración HDL.
▪ Aumento de Proteína transportadora de colesterol éster (CEPT), causa disminución de HDL colesterol y
aumenta TAG del HDL.
1. el colesterol (LDLox) es fagocitado cuando se une al receptor scavenger (CD36, SR-A1, LOX-1)
2. LDLox se va a la endosoma tardía o lisosoma y por tener un PH=5 el LDL se degrada y libera los esteres de
colesterol el cual puede ser catalizado por la lipasa acida lisosomal (LAL) y se vuelve colesterol.
3. el colesterol sale del lisosoma y se dirige al retículo endoplasmático por la ACAT1
4. en el retículo endoplasmático se vuelve un ester de colesterol
5. hidrolasas de esteres de colesterol (nCEH y NCEH1) liberan el colesterol libre fuera de los macrófagos a
través de tres proteínas de membrana (SR-B1, ABCG1 y ABCA1).
6. el SR-B1 y el ABCG1 liberan los colesteroles al HDL mientras que el ABCA1 libera los colesteroles a la
apolipoproteína (ApoA1).
7. En la aterosclerosis, el aumento de ésteres de colesterol, hace que haya un aumento de LDL el cual se oxida
para ingresar al macrófago para degradarse. El ACAT1 transporta los colesteroles al retículo endoplasmático,
pero en la enfermedad, como hay un aumento de colesterol, el ACAT1 formara las gotitas lipídicas, que
luego puede conllevar a la formación de la célula espumosa el cual puede lisarse.
SEMANA 6
• Lipogénesis en adipocito
o aumenta insulina, aumenta LPL y favorece el transporte de glucosa por el glut 4 para que se degrade a
glicerol 3 fosfato y se une con el ácido graso para formar un triglicérido
o el VLDL y el quilomicrón depositan sus ácidos grasos el cual ingresa al adipocito por su transportador para
que luego formar triglicéridos.
o el LPL hace que el quilomicrón libere MAG y AG para formar triglicéridos en el adipocito
o la insulina favorecerá la degradación de glucosa para formar glicerol 3 fosfato a partir de DHAP
• Lipogénesis en el hígado
o La glucosa ingresa al hepatocito y se degrada por glucolisis para formar piruvato. El piruvato ingresa a la
mitocondria y se transporta en acetil coA. Para liberar el acetil coA de la mitocondria, ese sale como citrato.
El citrato regresa a acetil coA que luego se degrada a malonil coA para formarse en palmitato por la AG
sintasa que utiliza NADPH. Luego el palmitato se degrada a AGcoA que luego formara triglicéridos
o Por otro lado, el DHAP puede degradarse a glicerol 3 fosfato el que puede formar triglicéridos
• Lipolisis
o Lipolisis degradación de triglicéridos en el adipocito
o HSL o LSH o TAG triacil glicerol lipasa o lipasa sensible a hormonas enzima que degrada ácidos
o albumina proteína mas abundante en el plasma sanguíneo y transporta ácidos grasos (7-10 AG)
o adrenalina entra al adipocito y por el HSL o LSH el triglicérido se degrada a ácido graso y glicerol. el ácido
graso se va al torrente sanguíneo y se une a la albumina y libera los acido grasos al músculo grasos a glicerol
donde el acido graso entra a la mitocondria se forma acylCoA acido graso y por la enzima beta oxidada se
degrada a aceite coa que entra al ciclo de Krebs para formar ATP
o Acuaporina 7 permite la salida del glicerol y este se puede ir al hígado para formar glucosa
o catecolamina: adrenalina y noradrenalina
• Oxidación ácidos grasos – lanzadera de carnitina
1. Ácido graso + CoA + ATP acil-CoA AG + AMP + Pi
a. Acil coA sintetasa y sucede en el citosol.
2. Acil-CoA AG se difunde a través de la membrana
3. Acil-CoA AG + carnitina coA + acil carnitina AG
a. Carnitina palmitoil transferasa 1 (CPT1).
Sucede en el espacio intermembrana de la
mitocondria
4. acil carnitina AG entra a la matriz mitocondrial
a. carnitina acilcarnitina translocasa
5. acil carnitina AG + coA acil-CoA AG + carnitina
a. Carnitina palmitoil transferasa 2 (CPT2).
6. Carnitina regresa al espacio intermembrana
a. carnitina acilcarnitina translocasa
• Beta oxidación mitocondrial
o Acil-coA AG -> acil coA AG + Acetil coA
o Acil-coA AG -> trans Enolil coA
▪ Acil-coA deshidrogenasa
▪ FAD FADH2
o Trans Enolil coA 3 hidoxi acetil coA
▪ Enolil coA hidratasa
▪ Entra agua
o 3 hidoxi acetil coA beta ketoacil coA
▪ 3 hidoxi acil CoA deshidrogenasa
▪ NAD NADH
beta ketoacil coA acil coA AG + acetil
coA
▪ beta ketoacil coA triolasa
▪ entra CoASH
Beta oxidación peroxisomal
o Se da en cadenas muy largas de ácidos
grasos (+22 carbonos)
Cuerpo cetónicos -> acetoacetato, betahidroxibutirato, acetona
o 2 acetil coA aceto acetil CoA
▪ triolasa
▪ sale coASH
o aceto acetil coA 3 hidoxi 3 metil glutaril
coA (HMG CoA)
▪ HMG coA sintasa
▪ Libera coA
o 3 hidoxi 3 metil glutaril coA (HMG CoA)
acetoacetato
▪ HMG coA liasa
o Aceto acetato beta-hidroxibutirato
▪ Beta-hidroxibutirato deshidrogenasa
▪ NADH NAD
o Aceto acetato acetona
▪ Sucede de manera espontánea y libera co2
Metabolismo de cuerpo cetónicos (síntesis de acetil coA)
o beta-hidroxibutirato aceto acetato
▪ beta-hidroxibutirato deshidrogenasa
▪ NAD NADH
o aceto acetato aceto acetil coA
▪ 3 ketoacil coA transferasa
▪ Succinil coA succinato
o aceto acetil coA acetil coA
▪ triolasa
▪ entra COASH
cetoacidosis diabética (olor a fruta)
o el aumento de lipolisis a causa de una disminución del transporte de glucosa al interior de las células,
origina que los excesos de ácidos grasos se conviertan a cuerpos cetónicos, dando lugar a cetonemia,
acidosis metabólica y cetoinuria
o se debe a una serie de desajustes metabólicos provocados por un déficit de insulina
o el tratamiento consiste de la administración de líquidos por vía intravenosa, insulina y potasio
o el bicarbonato de sodio solamente debe ser utilizado en casos más graves
o la acetona es volátil y le da un color característico que es importante para el diagnostico
o en ayuno prolongado se produce cetosis, exceso de cuerpos cetónicos en la sangre y orina
o la cetosis produce una disminución de pH en la sangre originando una cetoacidosis que puede inducir una
coma y en algunos casos la muerte
o diabetes 40-400 de acetoacetato y beta hidroxi butirato
Síntesis de colesterol
o HMG coA reductasa (izoenzimas)
▪ Citosol síntesis de colesterol
▪ Mitocondria síntesis de cuerpo cetónicos
▪ diana terapéutica en las estatinas inhibe a la enzima para que no se forme colesterol
o 2 acetil coA aceto acetil CoA
▪ triolasa
▪ sale coASH
o aceto acetil coA 3 hidoxi 3 metil glutaril coA (HMG CoA)
▪ HMG coA sintasa
▪ Libera coA
o
•
•
•
•
•
3 hidoxi 3 metil glutaril coA (HMG CoA) mevalonato
▪ HMG coA reductasa
▪ 2 NADPH 2 NADP
▪ libera CoASH
o mevalonato luego de varias reacciones se transformará en escualeno
o escualeno se transformará en colesterol después de varias reacciones
o se utiliza para formar una molécula de colesterol 3 acetil coA, 3 NADPH, 3 ATP, O2 y H2O
• productos derivados del colesterol
o taurocolato, pregnenolona, hormonas esteroideas (progesterona, cortisol, aldosterona, estrógenos,
testosterona)
• Regulación síntesis de colesterol
o Por fosforilación
▪ fosfatasa
por la insulina le quita un Pi a la enzima HMG-CoA reductasa que esta inactiva y la
convierte en activa para que produzca colesterol.
▪ proteína quinasa activada por AMP el glucagón a activa a esta enzima que degrada un ATP -> ADP
para darle un Pi al HMG-CoA reductasa para inactivarla para que no produzca colesterol
o Por proteólisis
o Estatinas Inhibidores competitivos de la HMG-CoA reductasa usados para el tratamiento contra el
hipercolesterolemia.
• Mecanismo molecular de leptina
o La leptina (hormona producida adipocitos, hipotálamo, ovario y placenta), actúa sobre el receptor lepRb del
núcleo arqueado, generando dos vías: Se activa la JAK2 que fosforila a la tirosina y se activa a las proteínas
SAT3 (Transductor de señal y activador de la transcripción 3) para la transcripción de ARNm de leptina
promoviendo la señal de saciedad. Es inhibida por SOCS3.
o Al acoplarse a la IRS2, se activa a la PI3-K (tiene dos subunidades p85 y p110), que activa a la proteína cinasa
B (PKB) que fosforila al factor de transcripción FOXO1 y al complejo de esclerosis tubular 2 (TSC2), para que
se active al intercambiar el GDP por el GTP que va a fosforilar al mTOR (Mammamlian target of rapamycin )
produciendo la señal anorexígena.
o La insulina y la leptina por medio de FOXO1 aumenta la expresión del POMC y disminuye la síntesis de NPY
o AgRP.
o El NPY aumenta la ingesta de alimentos y disminuye la termogénesis.
o El SIRT1 reprime la expresión FOXO1 dependiente del neuropéptido AgRPorexigénica.
o leptina -> saciedad leptina induce POMC (promecio melacotrina) y CART, se libera del tejido adiposo se val
al SNC (en el hipotálamo en el núcleo arcuato) receptor de leptina es tirosina quinasa que activa al JACK2
que activa al STAT y quitan al FOXO del núcleo y se une al ADN y favorece la síntesis de POMC
o germina -> hambre -> activa NPY y AgRP
o La deficiencia y resistencia a la leptina conducen a la hiperfagia, disminuye el gasto E°lo cual condiciona a la
obesidad. Hay 06 isoformas de receptor de leptina (ObRa-f) pero solo el lepRb activa a las cinasas.
• Leptina – adiponectina
• Patologías relacionadas al metabolismo de lípidos
Enfermedad
Defecto genético
Fredrickson Riesgo
Hipercolesterolemia
Menor número de receptores de
IIa, IIb
Ecc
familiar
LDL funcionales
Hipertrigliceridemia
Defecto en un solo gen
IV, V
familiar
Hiperlipidemia
Defecto en un solo gen
IIa, IIb, IV, V Ecc
familiar combinada
Déficit de lipoproteína Concentraciones reducidas de LPL
I
Pancreatitis
lipasa (LPL)
funcional
Déficit de apo CII
Incapacidad de sintetizar Apo CII
I
Pancreatitis
(cofactor de LPL)
abetalioproteinemia
Incapacidad de sintetizar Apo B
normal
Déficit de vitaminas liposolubles,
alteraciones neurológicas
Analfalipoproteinemia Incapacidad de sintetizar Apo A
normal
Alteraciones neurológicas, depósitos
(enfermedad de
de esteres de colesterol en lugares
tangier)
anómalo
o
•
•
Hiperlipidemia causas
Condición
Anormalidad de lípidos
Hipercolesterolemia
HDL LDL triglicéridos
o Elevación de colesterol en sangre (valor normal:
Obesidad
N
<150mg/100mL)
Ingesta excesiva de
N
o Causa defecto del gen del receptor de LDL que
alcohol
conduce a una cancelación completa o a una disfunción
Diabetes mellitus
N
del receptor.
Hipertiroidismo
N/
N/
o Consecuencia Restringe la capacidad de recepción de
Síndrome nefrótico
LDL a las células periféricas y se acumulan en la sangre
Fallo renal crónico
N/
o Se acumula el colesterol en la piel y los tendones, y en la
Colastasis
N
pared de los vasos. Se puede presentar en niños y
jóvenes.
Tipo
Sintomatología
Defecto molecular
Hiperlipoproteinemia tipo I
Hipertrigliceridemia
Gen de la lipoproteína lipasa (LPL)
Hipercolesterolemia familiar tipo II
Hipercolesterolemia
Gen del receptor del LDL, apolipoproteína B
Hiperlipoproteinemia tipo III
Hipertrigliceridemia o
Apolipoproteína B
hipercolesterolemia
• Hipertrigliceridemia
o En la luz intestinal se forma la micela y en el enterocito se produce los quilomicrones.
o El TAG de los quilomicrones se elimina por la lipoproteína lipasa (LPL) que se encuentra en el endotelio
vascular de los músculos, del miocardio y del tejido adiposo.
o Los quilomicrones remanentes se eliminan de la circulación por los receptores hepáticos que reconocen la
apo E.
o Los hepatocitos exportan TAG en el núcleo de las VLDL hacia la circulación.
• Hiperquilomicronemia familiar
o Trastorno lipídico autosómico recesivo causado por mutaciones en el gen de la lipoproteína lipasa (LPL)
o La deficiencia de LPL se manifiesta en la infancia con los siguientes síntomas clínicos:
Hepatoesplenomegalia, dolor abdominal intenso, pancreatitis aguda, xantomas eruptivos, lipemia retinalis.
• deficiencia del surfactante pulmonar: enfermedad de membrana hialina
o Surfactante pulmonar es una sustancia presente en los pulmones (alvéolos), producido por neumocitos
II,. Consta de: Dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC),
o Proteínas hidrofílicas surfactante A (SP-A) y proteína surfactante D (SP-D), actúan contra patógenos
inhalados. Proteínas hidrofóbicas, SP-B y SP-C, mejoran la extensión de los fosfolípidos en los espacios
aéreos.
• Mecanismo molecular de hormonas sexuales
o las hormonas esteroideas se difunden a través de la membrana y se pueden unir a su receptor dentro de las
células. Las hormonas ingresan al núcleo donde se unen al ADN y pueden modificar la expresión genética o
pueden interactuar con los factores de transcripción que modifican la expresión de genes.
o Hormonas esteroideas pueden activar los mecanismos independientes al fosforilar los receptores de
hormonas y desencadenando la cascada de las proteínas quinasa que se une con el ADN y regula los
factores de transcripción.
o Las hormonas esteroideas se difunden a través de la membrana y se unen a su receptor dentro de la célula
fosforilando los factores de transcripción mediante la cascada de señalización de las proteínas quinasas.
o Hormonas esteroideas activan la vía de proteína G
▪ GS activando al adenilato ciclasa el cual forma AMPc y activa al PKA que modifica al ADN.
▪ GQ activa a la fosfolipasa c que activa diacil glicerol el cual activa al PKC y activa al IP3 el cual libera
calcio del retículo sarcoplasmático
o La HE interacciona con el receptor (ERα), la HS ingresa a la célula y se une a los receptores intracelulares
específicos, formando el complejo hormona-receptor, que se translocan al núcleo.
o En el núcleo, los RH interactúan con factores de transcripción, que a su vez se unen a sus elementos de
respuesta en el ADN, controlando de este modo la expresión de genes.
o Por un mecanismo independiente de hormonas se fosforila a los RE desencadenando una cascada de
proteína-quinasa que activa factores de transcripción que se unen a sus propios elementos de respuesta en
el genoma, controlando de este modo la expresión de genes.
o La HE interacciona con la PGq y a la PGs.
o Estrógenos y fitoestrógenos:
▪ Disminuyen a los ROS (actividad antioxidante)
▪ Inducen la liberación de IkBα que inhiben a los NFkB, reduciendo la inflamación.
▪ Disminuyen la producción de citoquinas (TNFα, IL-6, NFkB)
▪ Disminuye CREBS y PPARγ, por lo que disminuye la adipogénesis.
o La HE interacciona con el receptores (ERα).
▪ Por un mecanismo independiente de hormonas se fosforila a los RE desencadenando una cascada de
proteína-quinasa.
o La HE interacciona con la PGq y a la PGs.
o meloncito -> dan pigmentación de la piel, se encuentran en la piel. acantosis nigricans -> mucha
proliferación y no hay apoptosis por exceso de meloncitos
o NALFD -> enfermedad hepática grasa no alcohólica ->
hígado graso -> grave lleva al NASH -> esteatosis hepática
no alcohólica (hígado está recibiendo muchos ROS y se
oxida y induce apoptosis)
LAB 3 Índice lipídico
• Los lípidos son un grupo de biomoléculas que se caracterizan
por ser poco o nada solubles en agua y, por el contrario, muy
solubles en disolventes orgánicos no polares. Aunque
químicamente heterogéneos, todos presentan un denominador
común estructural: la totalidad o al menos una parte
significativa de su molécula es de naturaleza hidrocarbonada,
por lo tanto apolar. Este rasgo estructural común es el
responsable de su insolubilidad en agua y de su solubilidad en
disolventes no polares. Los lípidos constituyen el material
fundamental de todas las membranas celulares y subcelulares;
forman la mayor reserva de energía de los organismos
(depósitos energéticos); funcionan como aislante térmico,
precursores de hormonas de gran relevancia para la fisiología humana; utilizados como cofactores en reacciones
enzimáticas y tienen una función nutricional importante aportando alrededor del 30 % de las kilocalorías de la
dieta siendo fuente de ácidos grasos indispensables.
• Dentro de este grupo encontramos el colesterol, una sustancia cerosa y requerida por el cuerpo en determinada
cantidad para funcionar adecuadamente. El colesterol interviene en la formación de ácidos biliares, vitales para
la digestión de las grasas, los rayos solares lo transforman en vitamina D para proteger la piel de agentes
químicos y evitar la deshidratación, a partir de él se forman ciertas hormonas, como las sexuales y las tiroideas.
• La digestión de las grasas es más compleja en comparación con los
carbohidratos o las proteínas debido a que no son solubles en agua. Los
triglicéridos de la dieta se emulsifican en el intestino por efectos de las sales
biliares, que se sintetizan en el hígado y se almacenan en la vesícula biliar. La
lipasa pancreática convierte los triglicéridos en el lumen del intestino en la
forma de ácidos grasos y 2-monoacilglicreoles, que interactúan con las
sales biliares para formar micro gotas delgadas llamadas micelas. Los ácidos
grasos y los 2- monoacilgliceroles se absorben en el intestino, en donde se
re-sintetizan en triglicéridos.
• Las grasas deben transportarse en la sangre unidas a proteínas o en
complejos de lipoproteínas, debido a que no son solubles en agua. De esta
manera, tanto los triglicéridos como el colesterol se encuentran en
complejos de lipoproteínas.
• El exceso de colesterol en la sangre, combinado con otras sustancias, puede
adherirse a las paredes de las arterias formando placas, las cuales pueden estrechar las arterias o incluso
obstruirlas. Los niveles de colesterol elevados en la sangre pueden aumentar el riesgo de enfermedades
cardíacas. El aumento de colesterol no suele tener signos ni síntomas, pero puede detectarse con un análisis de
sangre.
• La cuantificación de colesterol y triglicéridos en suero es también llamada perfil lipídico, es un procedimiento
analítico básico en el diagnóstico y seguimiento de
enfermedades metabólicas, primarias o secundarias.
• Para la determinación de colesterol se utilizan las
siguientes reacciones
o CHE: Colesterol éster hidrolasa
o CHOD: Colesterol oxidasa
o POD: Peroxidasa
• Para la determinación de triglicéridos se utilizan las siguientes reacciones:
o Donde GK: Glicerol quinasa
o GPOD: Glicerolfosfato oxidasa,
o POD: Peroxidasa
• Colesterol total
o FC = 200/ Absorbancia del Standard •
Colesterol (mg/dl) = FC x Absorbancia de la
muestra
• Triglicéridos total
o FC = 200/ Absorbancia del Standard
Triglicéridos (mg/dl) = FC x absorbancia de la muestra
• Colesterol HDL
o FC = 76,5/ Absorbancia del Standard Colesterol HDL
(mg/dl) = FC x absorbancia de la muestra
• Colesterol LDL
o FACTOR = 240/ Absorbancia del Stándard
o Colesterol sobrenadante (mg/dl) = FC x absorbancia de la
muestra Colesterol LDL (mg/dl) = Colesterol Total –
Colesterol de la muestra
DPG 6 microbiota y aterosclerosis
• ¿Qué es Microbiota? ¿qué rol cumple en nuestro organismo? Explica
o La microbiota es un conjunto de microorganismos que se localizan de manera normal en distintos sitios del
cuerpo humano
o está en relación simbiótica comensal con el hospedador ya que también se obtiene ventajas de ellos tanto
como ellos la obtienen del individuo
o funciones: ayudan a la digestión de los alimentos, producen vitaminas, protegen contra la colonización de
otros microorganismos que puede ser patógenos.
• ¿Nuestro cuerpo tiene la capacidad de
sintetizar carnitina?
o TML -> trimetil lisina
o TML DO -> trimetil lisina dioxigenasa
o HTML -> hidroxi trimetil lisina
o TMABA -> trimetil amino butiladlehido
o HTMLA -> hidroxi trimetil lisina aldolasa
o TMABA DH -> trimetil
amino butiladlehido deshidrogenasa
o y-BB -> y butirobetaina
o y-BB-DO -> y butirobetaina dioxigenasa
o hígado y riñones a partir de aminoácidos como la lisina y metionina
o lisina y metionina son hidrolizados para formar trimetil lisina (TML)
o trimetil lisina (TML) -> hidroxila trimetil lisina (HTML)
▪ trimetil lisina dioxigenasa (TML-DO)
▪ alfa-cetoglutarato + o2 -> succinato + co2
▪ cofactores: hierro, ácido ascórbico
▪ hidroxilación
o HTML (hidroxi trimetil lisina) -> TMABA (trimetil amino butiladlehido)
▪ HTMLA (hidroxi trimetil lisina aldolasa)
▪ libera glicina
▪ condensación aldosolica inversa
o TMABA (trimetil amino butiladlehido) -> y-BB (y butirobetaina)
▪ TMABA DH (trimetil amino butiladlehido deshidrogenasa)
▪ NAD+ + H2O -> NADH
▪ Hidroxilación
o y-BB (y-butirobetaina) -> carnitina
▪ y-BB DO
▪ hidroxilación
▪ cofactores: fe+3, alfa-cetoglutarato, ácido ascórbico
• ¿cuál es la función de la carnitina en nuestro organismo? Explica.
o Ácido graso + CoA + ATP acil-CoA AG + AMP + Pi
▪ Acil coA sintetasa y sucede en el citosol.
o Acil-CoA AG se difunde a través de la membrana
o Acil-CoA AG + carnitina coA + acil carnitina AG
▪ Carnitina palmitoil transferasa 1 (CPT1). Sucede en el
espacio intermembrana de la mitocondria
o acil carnitina AG entra a la matriz mitocondrial
▪ carnitina acilcarnitina translocasa
o acil carnitina AG + coA acil-CoA AG + carnitina
▪ Carnitina palmitoil transferasa 2 (CPT2).
o Carnitina regresa al espacio intermembrana
▪ carnitina acilcarnitina translocasa
• Teniendo en cuenta la dieta de la paciente, responde: ¿Qué relación tiene el consumo de carnitina y progreso
de la enfermedad (Ateroesclerosis)? Explica los procesos bioquímicos que ocurren.
o
SEMANA 8
• núcleo
o Orgánulo más grande de las células eucariotas.
o Está rodeado por membranas, cada una de las cuales es una bicapa fosfolipídica que contienen diferentes
tipos de proteínas.
• membrana nuclear
o lamina: estructura que rodea el núcleo en forma de malla, le da soporte al poro nuclear, unida a proteínas
de membrana, SUN1 y SUN2 y se unen a la nesprina (conecta proteínas citoplasmáticas a la lámina nuclear)
para darle soporte y estabilidad al núcleo.
o complejo poro nuclear: NPC: transporte de proteínas, ADN y ARN
• poro nuclear
o Permiten el transporte de moléculas solubles en agua a través de la envoltura nuclear:
o Movimiento de ARN y ribosomas desde el núcleo al citoplasma.
o Movimiento de proteínas ( ADN polimerasas y laminas), carbohidratos, moléculas de señal y lípidos del
citoplasma hacia el núcleo.
• Hutchinson – Glilford Síndrome de Progeria (envejecimiento acelerado)
o una falla en la lámina A de la membrana nuclear
o evita que haya un daño en el ADN farnesilación: agregar un grupo farnesilo (acido graso) y sirve de marca
para que una enzima corte la enzima
o en la enfermedad, hay una mutación en la secuencia y la enzima no lo puede cortar progerina pre
lamina A mutada
• Transporte nuclear
o nucleoporina fg: reconocen sustancias que pueden entrar o salir, tienen parte hidrofílica y parte hidrofóbica
y le da selectividad al poro nuclear
SNL: señal de localización nuclear (marca la información) importina reconoce la carga
gap: proteína aceleradora de hidrólisis de fosfato
gef: proteína intercambiado de nucleótidos de guanina
ran GTP: activa
ran GDP: inactiva
ran es proteína G que solo tiene subunidad alfa
SEN: señal de exportación nuclear
Importación
▪ En el citoplasma la proteína con señal de importación se asocia a la importina (dímero βα): la importia
α reconoce a la proteína de importación nuclear NLS (señal nuclear de localización). La importia β se
une al α.
▪ La subunidad β conduce el complejo importia α y a la proteína a importar a través del poro nuclear
facilitando la traslocación hacia el núcleo.
▪ La interacción de la importia β con las FG nucleoporinas lleva a cabo el transporte a través del poro en
un proceso que requiere ATP.
▪ En el nucleoplasma el complejo Ran-GDP interactúa con RCC1, un intercambiador de nucleótidos de
guanina (GEF), causando que Ran libere GDP y se una a GTP.
▪ Ran en su forma GTP se une al complejo de importación (importia β) causando una disminución de
afinidad del complejo hacia el NLS. El complejo importia–Ran-GTP libera el cargo dentro del núcleo. El
complejo importia-Ran-GTP es devuelto al citoplasma a través del poro mediante difusión siguiendo los
gradientes de concentración.
▪ En el lado citoplasmático Ran-GAP convierte Ran-GTP a Ran-GDP disociando el complejo y liberando la
importia.
o Exportación
▪ Citoplasma: se forma el complejo de exportación mediante el acoplamiento de la exportina 1 a la
proteína con la señal de exportación nuclear mediante el reconocimiento de esta y después sucede la
unión a Ran-GTP.
▪ Ran en su forma GTP adquiere afinidad para con la NES de la proteína y la exportina, así el complejo
carga está listo para la exportación.
▪ El complejo se difunde a través del poro nuclear mediante su interacción con las FG-nucleoporinas.
▪ Una vez en el citoplasma, el complejo interactúa con Ran-GTP con la exportina 1 liberando así el cargo.
Pero, también se puede separar de Ran y la exportina/cargo se debe directamente a la interacción con
Ran-GTP.
▪ Ran-GTP asociada con los filamentos del complejo de poro nuclear interactúa con Ran-GTP y este
último libera un fosfato para terminar convirtiéndose en Ran-GDP.
▪ La proteína con señal NES y la exportina 1 se disocian y la proteína queda liberada en el
citoplasma. Para continuar con el ciclo Ran-GDP y la exportina son devueltas al núcleo mediante un
gradiente de concentración a través del complejo de poro nuclear.
Condensación del ADN y empaquetamiento
o primer nivel nucleosomas:
▪ histonas enrolladas en ADN
▪ tipos de histonas:
• h1 (verde) h2a, h2b, h3,
• h4 (gris)
o segundo nivel solenoide 6 nucleosomas juntas
o tercer nivel hebra de solenoides / bucles / loops
o cuarto nivel enrollamiento de la hebra de solenoides (rodillos)
o quinto nivel cromosoma
Replicación del ADN
o Replicación de ADN: mecanismo que permite al ADN duplicarse (sintetizar una copia idéntica). De una
molécula de ADN única, se obtienen dos o más "réplicas" de la primera.
o La duplicación del material genético se produce de acuerdo con un mecanismo semi-conservador, lo que
indica que las dos cadenas complementarias del ADN original, al separarse, sirven de molde cada una para
la síntesis de una nueva cadena complementaria de la cadena molde, de forma que cada nueva doble hélice
contiene una de las cadenas del ADN original.
o Origen de replicación: La cantidad de ADN que se puede sintetizar a partir de un único origen de replicación
se denomina replicón o unidad funcional de replicación.
o
o
o
o
o
o
o
o
•
•
La replicación de la hebra conductora y retardada son antiparalelas. La replicación del ADN ocurre en
sentido 5 á 3 .́ En la horquilla de replicación, la hebra conductora se sintetiza en forma continua y en la
misma dirección que el movimiento de la horquilla de replicación.
o La hebra rezagada se sintetiza discontinuamente en forma de fragmentos cortos de ADN denominados
fragmentos de OKASAKI.
o Un origen de replicación es el lugar del cromosoma donde se inicia la replicación de la cadena de ADN. Es
una determinada secuencia de nucleótidos a partir de la cual se desarrolla una horquilla de replicación que
dará lugar a las dos cadenas idénticas de ADN.
o Proteína de replicación A (RPA)o factor de replicación A (RFA): estimula las ADN polimerasa, facilita la carga
de helicasa.
o Antígeno nuclear de proliferación celular (PCNA): estimula las ADN polimerasa y al RFC.
o Factor de replicación C (RFC) ADN polimerasa δ (Pol δ): síntesis del primer ARN, primer ADN.
o ARN primasa sintetiza al primer o cebador de ARN.
o FEN1: Endonucleasa flap 1, elimina estructuras ramificadas (flap) durante la maduración de los fragmentos
de Okazaki, y en los procesos de reparación del DNA.
o RNasa HI1: Ribonucleasa de híbridos 1
o Es el mecanismo que permite al ADN duplicarse (sintetizar una copia idéntica).
▪ Proteína de replicación A (RPA) o factor de replicación A (RFA) equivalente a proteínas SSB que
estabilizan las cadenas abiertas y las mantienen separadas una de otra.
▪ ADN girasa (topoisomerasa II) corta ambas cadenas del ADN para reducir la tensión molecular causada
por el superenrrollamiento del ADN al abrirse las dos hebras.
▪ Helicasa (asociada con la ADN polimerasa δ) rompe los puentes de hidrógeno (P.H.) de la doble hélice,
abriendo las dos hebras, lo que permite el avance de la horquilla de replicación.
▪ El factor de replicación C (RFC) interacciona con el ADN polimerasa δ.
▪ ARN primasa sintetiza al primer o cebador de ARN necesario para la síntesis de la cadena
complementaria a la cadena rezagada. Permite la síntesis de los fragmentos de Okazaki en dirección 5'
3'.
o En el proceso general participa:
▪ El primer ARN se unen a la cadena molde por P.H. para que la ADN polimerasa III reconozca donde
debe unirse para empezar a añadir nucleótidos. ADN polimerasa III (equivalente el antígeno nuclear de
proliferación celular, PCNA) sintetiza la cadena complementaria de forma continua en la hebra
adelantada y de forma discontínua en la hebra rezagada, ya que solo puede sintetizar en dirección 5'→
3'.
▪ ADN polimerasa I reemplaza los primer ARN por nucleótidos de ADN. Corta solo una de las dos cadenas
de la doble hélice del ADN; y actúa en la transcripción del ADN. ADN ligasa une los fragmentos de
Okazaki.
Inicio de replicación en procariotas
Replicación de ADN en procariotas (bacterias)
o oriC define el punto de iniciación en bacterias
o DnaA proteína que se dirige al punto de origen
o DnaG y DnaB tienen actividad helicasa que cortan el ADN
1. acerca proteína iniciadora y reconoce el punto de origen (oriC) y se acerca el helicasa y rompe el ADN
2. SSB proteínas de unión a cadena simple, evitan la unión de la doble hebra y la topoisomerasa (favorece
el giro para que la helicasa desenrolle el ADN)
primasa lleva y coloca el cebador (iniciador) (segmento de ARN)
3. ADN polimerasa 3 extiende la cadena de 3' a 5' y le agrega nucleótidos (fragmentos de okazaki)
4. el ADN polimerasa 1 saca los cebadores
5. el ADN ligasa calla los huecos con los nucleótidos correspondientes.
Complejo de pre iniciación
1. ORC complejo de reconocimiento del origen y se une la CDT1-geminina
2. 2. MCM proteína del mantenimiento del mini cromosoma
Inicio de replicación en eucariota
o Un origen de replicación es el lugar del cromosoma donde se inicia la replicación de la cadena de ADN.
o Es una determinada secuencia de nucleótidos a partir de la cual se desarrolla una horquilla de replicación
que dará lugar a las dos cadenas idénticas de ADN.
Proteínas de horquilla del ADN en eucariotas:
o Proteína de replicación A (RPA) o factor de replicación A (RFA): estimula el ADN polimerasa, facilita la
o
•
•
•
•
•
carga de helicasa.
o Antígeno nuclear de proliferación celular (PCNA): estimula el ADN polimerasa y al RFC.
o Factor de replicación C (RFC)
o ADN polimerasa δ (Pol δ): síntesis del primer ARN, primer ADN.
o ARN primasa sintetiza al primer o cebador de ARN.
o FEN1: Endonucleasa flap 1, elimina estructuras ramificadas (flap) durante la maduración de los fragmentos
de Okazaki, y en los procesos de reparación del DNA.
o RNasa HI1: Ribonucleasa de híbridos 1
• Replicación de ADN en eucariotas mecanismo que permite al ADN duplicarse (sintetizar una copia idéntica).
o Proteína de replicación A (RPA) o factor de replicación A (RFA) equivalente a proteínas SSB que estabilizan
las cadenas abiertas y las mantienen separadas una de otra.
o ADN girasa (topoisomerasa II) corta ambas cadenas del ADN para reducir la tensión molecular causada por
el superenrrollamiento del ADN al abrirse las dos hebras.
o Helicasa (asociada con la ADN polimerasa δ) rompe los puentes de hidrógeno (P.H.) de la doble hélice,
abriendo las dos hebras, lo que permite el avance de la horquilla de replicación.
o El factor de replicación C (RFC) interacciona con el ADN polimerasa δ.
o ARN primasa sintetiza al primer o cebador de ARN necesario para la síntesis de la cadena complementaria a
la cadena rezagada. Permite la síntesis de los fragmentos de Okazaki en dirección 5' 3'.
o En el proceso general participa:
▪ El primer ARN se unen a la cadena molde por P.H. para que la ADN polimerasa III reconozca donde
debe unirse para empezar a añadir nucleótidos.
▪ ADN polimerasa III (equivalente el antígeno nuclear de proliferación celular, PCNA) sintetiza la cadena
complementaria de forma continua en la hebra adelantada y de forma discontínua en la hebra
rezagada, ya que solo puede sintetizar en dirección 5'→ 3'.
▪ ADN polimerasa I reemplaza los primer ARN por nucleótidos de ADN. Corta solo una de las dos
cadenas de la doble hélice del ADN; y actúa en la transcripción del ADN.
▪ ADN ligasa une los fragmentos de Okazaki.
• Mutaciones
o Espontaneas condiciones normales de crecimiento y ambiente: metabolismo celular, replicación de ADN
o Inducidas provocadas por factores externos (múgatenos)
▪ Agentes físicos rayos UV, rayos x, rayos alfa, rayos beta, rayos gamma, rayos cósmicos, choque
térmico
▪ Agentes químicos cafeína, agentes que atacan al ADN (formalina), nitrógeno, gas mostaza,
colorantes de acridina (proflavina, acridina), carcinógenos (benzopireno), sulfato de cobre, ácido
bórico, ácido fórmico, colchicina, uretano, bromuro de etidio
▪ Agente biológico virus o bacteria
o Desanimación consiste en la pérdida de grupos amino.
▪ La C se desamina en U que se empareja con A produciéndose transiciones: GC→TA. El U no forma parte
del ADN, por lo que la glucosidasa de uracilo detecta al U en el ADN y lo retira generándose la
apirimidínica.
▪ La 5-Metil-Citosina (5-Me-C) por desaminación se convierte en T, la cual es una base normal en el ADN
y no se retira, por tanto estos errores no se reparan. Este tipo de mutación también genera
transiciones.
o Dímeros de timina
o Polimorfismo
diferentes formas de un mismo gen, menos sensibles a mutaciones
▪ A) Una mutación se convierte en un polimorfismo
▪ B) ADN dañado causa una mutación, y si es en una célula germinal es transmitida a un niño, y por lo
tanto en la población.
▪ Una vez que un polimorfismo se estableció en la población los hijos de los portadores heterocigotos
(que tienen una copia de cada alelo) pueden tener ninguno, uno o dos alelos deletéreos que causan
una enfermedad grave. Los descendentes heterocigotos no se afectan en gran parte.
Tipo de mutación
Cambios
efectos
Mutuaciones puntuales
Sustituciones:
Depende del codón
de una sola base
Diferente AA
proteína
Transiciones
A G
no
funcional
T C
Stop mutación nonTransversiones
A T
sense proteína
G
Mutación de muchas
bases
Microinserciones
ATG GCT GTC
ATC AGC TGT C
Midrodeleciones
ATG GCT GTC
ATG CTG TC
Perdida de muchas bases
Deleciones
Inserciones
Inversiones
Translocaciones
•
•
C
transposones
Cambio de sentido de un
fragmento
Cambio de lugar de un
fragmento
incompleta
Mismo AA mutación
silenciosa (proteína
normal)
Mutación de corrimiento
de las pautas de lectura
Perdida de función de los
genes
Diversos efectos
Perdida de función de los
genes
Diversos efectos
Reparación de ADN
o Reparación por escisión de bases:
▪ Se elimina el nucleótido con la base mutada (mutada por alquilación o por radiación ionizante) y se
introduce el nucleótido correcto uniéndolo con los nucleótidos adyacentes.
▪ ADN glicosilasa específica para cada una de las bases alteradas.
▪ AP endonucleasas (APE1 específica de humanos).
▪ Fosfodiesterasas, la ADN polimerasa beta
o Mecanismo de reparación de errores de apareamiento (MMR) en eucariotas y en bacterias:
▪ La lesión es reconocido por MutSα, compuesto por la unión de dos proteínas homólogas que forman
un dímero (MSH2-MSH6), el cual se une al sitio del apareamiento erróneo.
▪ El complejo MutL (MLH1-PMS2) en presencia de ATP, reconoce la secuencia de ADN hemimetilado
generando un rompimiento de la cadena debido a su actividad de endonucleasa.
▪ El segmento lesionado es removido por el ADN helicasa UvrD y degradado por una ADN exonucleasa.
o La síntesis y ligación es realizada por ADN polimerasa III y el ADN ligasa.
o En eucariotas:
▪ El daño es reconocido por el complejo (XPC, DDB, XPA y RPA).
▪ Las helicasas (XPB y XPD) apertura la doble hélice.
▪ Las endonucleasas (XPG y ERCC1-XPF), realizan la escisión de la hebra dañada.
▪ La síntesis y unión son realizadas por el ADN polimerasa I y la ligasa.
▪ Repara daños en el ADN causado por la radiación UV, agentes mutagénicos, quimioterapia.
o En procariotas:
▪ El UvrABC actúa como endonucleasa, localizando la lesión y removiendo los nucleótidos con daño.
▪ La UvrA es la primera en unirse y reconocer el daño en el ADN. UvrD (helicasa II) remueve el segmento
de oligonucleótidos lesionados y la ADN polimerasa I sintetiza los correctos que son unidos por la
ligasa.
o RH: Intercambio genético entre dos moléculas de DNA que comparten una región de secuencias homólogas.
o Las células la utilizan para:
o Reparar roturas nocivas que se producen en ambas hebras de ADN (rupturas de doble hebra). Producir
nuevas combinaciones de secuencias de ADN durante la meiosis.
o Estas nuevas combinaciones de ADN representan la variación genética en la descendencia y permite que las
poblaciones se adapten durante el curso de la evolución.
o Modelos para repara las rupturas de doble cadena en el ADN:
o Vía de reparación de la ruptura de cadena doble (DSBR) (modelo de doble cruce Holliday) Vía de síntesis
que depende de la línea del recocido (SDSA)
o El complejo ADN-PK (DNAPK), es una serina/treonina kinasa nuclear que consta de una subunidad catalítica
(DNAPKcs) y de un heterodímero de unión a ADN llamado KU (KU70 y KU80). El complejo ADN-PK se asocia
a los extremos rotos, ayuda al alineamiento de los extremos y facilita su ligación.
Recombinación homóloga y reparación de ADN
o RH: Intercambio genético entre dos moléculas de DNA que comparten una región de secuencias homólogas.
o Las células la utilizan para:
Reparar roturas nocivas que se producen en ambas hebras de ADN (rupturas de doble hebra). Producir
nuevas combinaciones de secuencias de ADN durante la meiosis.
o Estas nuevas combinaciones de ADN representan la variación genética en la descendencia y permite que las
poblaciones se adapten durante el curso de la evolución.
o Modelos para repara las rupturas de doble cadena en el ADN:
o Vía de reparación de la ruptura de cadena doble (DSBR) (modelo de doble cruce Holliday) Vía de síntesis
que depende de la línea del recocido (SDSA)
o El complejo ADN-PK (DNAPK), es una serina/treonina kinasa nuclear que consta de una subunidad catalítica
(DNAPKcs) y de un heterodímero de unión a ADN llamado KU (KU70 y KU80). El complejo ADN-PK se asocia
a los extremos rotos, ayuda al alineamiento de los extremos y facilita su ligación.
o Un corte de doble cadena en uno de los dos homólogos se convierte en un hueco de cadena doble por la
acción de exonucleasas. Las hebras con extremo 3 ́se degradan menos que las hebras con extremo 5 ,́
formándose extensiones 3 d
́ e cadena sencilla.
o Un extremo 3 é xpuesto se aparea con su complementario en el homólogo intacto. La otra hebra del dúplex
se desplaza.
o El extremo 3 é ntrante es extendido por la ADN polimerasa, simultáneamente que la migración de la rama,
formándose finalmente el ADN con un entrecruzamiento, denominada intermedio de Holliday.
o la replicación reemplaza el ADN ausente en el lugar del corte original
o El corte del intermedio de Holliday por nucleasas especializadas genera cualquiera de los dos productos de
recombinación. En el grupo de productos 2, el ADN a ambos lados de la región reparada es recombinado
Elementos transponibles
o Transposición de ADN: Inserción de elementos de ADN que se mueven de un lugar a otro, usualmente
tienen poca similaridad en su secuencia (transposón)
ALU
o Una secuencia Alu es un fragmento de ADN (aprox. 300 pares de bases) que se encuentran en el genoma de
los primates. Las primeras secuencias de este tipo se identificaron mediante la endonucleasa Alu, de la cual
han recibido su nombre, actualmente se analizan por PCR (reacción en cadena de la polimerasa) y
electroforesis). Los Alu se vinculan con enfermedades hereditarias y varias formas de cáncer.
o Alu se inserta en intrones por retrotransposición.
o Durante las mutaciones (por evolución) los Alu activan sitios de pseudo-empalme del intron (flechas
negras). Las mutaciones cambian empalme (flecha verde).
o A raíz de estas mutaciones, parte de la secuencia Alu se reconoce como un nuevo exón y empalmado en la
transcripción.
Ciclo celular
o Es un conjunto ordenado de sucesos que conducen al crecimiento de la célula y la división en dos células
hijas.
o Las células que se encuentran en el ciclo celular se denominan proliferantes y las que se encuentran en fase
G0 se llaman células quiescentes.
o La célula puede encontrarse en dos estados muy diferenciados:
o Estado de no división o interfase (período comprendido entre dos mitosis y consta de tres etapas:
▪ Fase G1 (Gap 1 o intervalo 1) Existe crecimiento celular con síntesis de proteínas y de ARN. Es el
período que trascurre entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. Dura de 6 y 12 horas,
y durante este tiempo la célula duplica su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus
componentes, como resultado de la expresión de los genes que codifican las proteínas responsables de
su fenotipo particular.
▪ Fase S Se produce la replicación o síntesis del ADN, como resultado cada cromosoma se duplica y
queda formado por dos cromátidas idénticas. Con la duplicación del ADN, el núcleo contiene el doble
de proteínas nucleares y de ADN que al principio. Dura unas 10-12 horas.
▪ Fase G2 (Gap 2 o intervalo 2) Continúa la síntesis de proteínas y ARN. Al final de este período se
observa cambios en la estructura celular, que indican el principio de la división celular. Dura de 3 y 4
horas. Termina cuando la cromatina empieza a condensarse al inicio de la mitosis.
o MITOSIS Y CITOCINESIS (fase m estado de división)
▪ Proceso que ocurre en el núcleo de las células eucariotas y que precede inmediatamente a la división
celular. Hay reparto equitativo del material hereditario (ADN).
▪ Ocurre en las células somáticas y normalmente concluye con la formación de dos núcleos separados
(cariocinesis), seguido de la separación del citoplasma (citocinesis), para formar dos células hijas
▪ PROFASE
o
•
•
•
o
• fibras de cromatina se enrollan y se condensan en cromosomas separados
• nucléolos desaparece
• cada cromosoma duplicado aparece como 2 cromátides hermanas
• el huso mitótico comienza a formarse.
• los centrosomas se alejan unos de otros impulsados por el alargamiento de microtúbulos
▪ PROMETAFASE
• la envoltura nuclear se fragmenta
• microtúbulos del huso invaden el área nuclear e interactúan con los cromosomas condensados
• microtúbulos se extienden desde el centrosoma hacia el centro de la célula
• cinetocoro -> centro del centrómero
o microtúbulos se unen a los cinetocoro y interactúan con los polos opuestos del huso
o fosforila (degradación de la lámina nuclear)
▪ METAFASE
• etapa más larga de la mitosis
• centrosomas se encuentran en los extremos opuestos de la célula
• los cromosomas se unen en la placa ecuatorial (placa metafásica)
• el conjunto de microtúbulos se llama huso debido a su forma
▪ ANAFASE
• la más corta de la mitosis
• comienza cuando las cromátides se separan (se convierten en un cromosoma completo)
• los cromosomas liberados se mueven hacia los polos opuesto
• la célula se alarga cortando los microtúbulos
• al final, ambos extremos tienen la misma cantidad de cromosomas
▪ TELOFASE
• 2 núcleos hijos se forman
• la envoltura nuclear surge de los fragmentos de la envoltura progenitora
• cromosomas se vuelven menos condensados
• finalización de la mitosis
• desfosforilar (formación de lámina nuclear)
MEIOSIS
▪ Interfase
• cromosomas se replican en fase S, pero no se condensa
• cada cromosoma tiene 2 cromatinas hermanas genéticamente idénticas conectadas al centrómero
• el centrosoma se replica formando 2 centrosoma
▪ profase I
• ocupa el 90% del tiempo de la meiosis
• cromosomas se condensa
• cromosomas homólogos se aparecen holgadamente en toda su longitud, alineados con presión
gen por gen
• en el entrecruzamiento las moléculas de ADN de las cromatinas no hermanas se rompen en
lugares correspondientes y se unen con el ADN de la otra
• en la sinapsis se forma entre los homólogos una estructura proteica llamada complejo
sinaptonémico
o mantiene unidos fuertemente (alineados) en toda su longitud
• en la profase tardía se deshace el complejo sinaptonémico y cada par de cromosomas se hace
visible en el microscopio como un tetrada (grupo de 4 cromátides)
• cada tetrad tiene uno o más quiasmas
• regiones donde se han producidos entrecruzamientos que mantiene unidos los homólogos juntos
hasta el anafase I
• mismo que mitosis:
o movimiento de centrosoma
o formación de los husos con microtúbulos
o ruptura de la envoltura nuclear
o dispersión de los nucléolos
• en la profase I tardía los cinetocoro se adhieren a los microtúbulos desde un polo o otro. los pares
•
de homólogos se mueven hacia la placa metafísica
▪ metafase I
• los pares de cromosomas homólogos en forma de tétradas se encuentran dispuestos sobre la
placa metafísica, con un cromosoma de cada par dispuesto hacia cada polo
• ambas cromatinas de un homologo se adhieren a los microtúbulos del cinetocoro y un polo y las
de un homologo se adhieren a los microtúbulos del polo opuesto
▪ anafase I
• los cromosomas se mueven hacia los polos guiados por el huso mitótico
• los cromosomas homólogos compuestos por dos cromatinas hermanas se mueven hacia los polos
opuesto
▪ telofase I y citocinesis
• al comienzo de telofase I cada mitad de la célula tiene un conjunto haploide completo de
cromosomas, pero cada cromosoma está compuesto por 2 cromatinas hermanas
• la citocinesis se produce de forma simultánea a la telofase I para formar 2 células hijas haploides
• en células animales se forma un surco de segmentación y en células vegetales se forma una placa
celular
• no se produce ninguna replicaron cromosómica en el final de meiosis I y al comienzo de meiosis
II porque los cromosomas ya están replicados
▪ profase II
• se forma un aparato del uso
• los cromosomas (cada uno compuesto de 2 cromátides) y se mueven hacia la placa metafísica
▪ metafase II
• los cromosomas se posiciones sobre la placa metafísica
• los cinetocoro de la cromátides hermanas están adheridos a los microtúbulos que se extienden
desde los polos opuestos.
▪ anafase II
• se separan los centrómeros de cada cromosoma y las cromátides hermanas se separan
• las cromatinas hermanas de cada cromosoma se puede como dos cromosomas separados hacia
polos opuestos
▪ telofase II y citocinesis
• se forma el núcleo, los cromosomas comienzan a perder su condensación y se produce la
citocinesis
• la división meiótica produce 4 célula hijas cada una con un conjunto haploide (no replicado) de
cromosomas
• cada una de las 4 células hijas es genéticamente distinta de las otras y de la célula progenitora
o Gametogénesis solo se da en células reproductoras
▪ Ovogénesis formación de ovocitos primarios
▪ Espermatogénesis formación de espermatozoides
Control del ciclo celular
o Ciclinas proteínas regulan ciclo celular, forman complejo quinasa dependiente de ciclina
▪ familia de proteínas involucradas en la regulación del ciclo celular
▪ forman complejos con enzimas quinasas dependientes de ciclinas (Cdks) activando en estas últimas su
función quinasa.
o Complejo cdk-ciclina
▪ La cinasa dependiente de ciclina (Cdk) son enzimas que regulan el desarrollo del ciclo celular.
▪ Las ciclinas (que pasan por un ciclo de síntesis y degradación) dota de especificidad a las Cdk.
▪ Después de la mitosis, las ciclinas se degradan por la vía de la ubiquitina-proteasoma.
▪ Activación: 1 fosfato lo activa, 2 lo inhibe.
▪ La ciclina B/CDK1 controla el paso de la fase G2 a la fase M.
▪ Cuando la célula entra en fase G2, se sintetiza ciclina B y se une a CDK1, formándose el complejo ciclina
B/CDK1, cuya actividad es indispensable para que las células pasen a la fase M.
▪ El complejo ciclina B/CDK1 se activa por fosforilación y la cinasa activa (Cdk) fosforila a varias proteínas
de la mitosis.
o Mitógenos
1. el mitógenos se une a su receptor y forma RAS
•
•
•
•
2. RAS activa el MAP-quinasa y promueve la expresión de genes temprano inmediato y se expresa la
proteína reguladora de genes (Myc) que conlleva a una expresión de genes de respuesta tardía
3. activa a la CDK/ciclina y lo fosforila y eso hace que la proteína Rb activa se separe de la proteína E2F
inactiva. el Rb se fosforila 2 veces y la proteína e2f queda activa por la retroalimentación positiva y
conlleva a la transcripción de genes de fase S que conlleva a activar al CDK para la síntesis de ADN.
o Proteínas inhibidoras del complejo cdk-ciclina
1. se genera un daño en el ADN por un rayo x activación de quinasas ATM/ATR activa las quinasas
Chk1/Chk2
2. El Mdm2 se separa del p53 y lo fosforila y activa.
• Si no se separa el Mdm2 del p53, se ubiquitina y se degrada en los proteosomas.
3. El p53 se une al gen p21 y transcribe el gen y traduce la proteína p21
4. Si la proteína p21 se une al complejo CDK/ciclina lo inactiva.
Puntos de regulación del ciclo celular (puntos de control)
o g1 - al final: asegura que la célula esté suficientemente grande y en un ambiente favorable
▪ Punto de restricción: cuando la molécula se le restringe continuar si hay un daño
• Los responsables intracelulares del paso a través de este punto son:
o complejos Cdk4 y Cdk6 –ciclina D “liberan” al factor de transcripción E2F de la proteína Rb
(proteína del Retinoblastoma).
o Las Cdk-ciclasa fosforila al Rb para que libere al factor de transcripción E2F (del complejo RbE2F)
• INK4 o p16: Inhibidoras de las quinasas
• La p16 inhibe la unión de la Cdk y la ciclina → por lo que son inactivos → El E2F no se puede liberar
y en consecuencia no se pasa el punto de restricción.
• La acción de la p16 tiene que ver con el medio extracelular → si no existen señales del exterior
(mitógenos, factores de crecimiento, nutrientes........p16 y p27 tienden a acumularse (por lo que
se hacen muy activos).
▪ Punto de control (después del punto de restricción:
• revisar las condiciones del medio, buscando factores externos que induzcan el progreso del ciclo
celular.
• Revisar que la célula haya crecido lo suficiente y que el material genético esté intacto
o g2 - antes de mitosis: asegura que todo el ADN este replicado
▪ complejos Cdk1- ciclina A y ciclina B permiten el paso a través de este punto.
▪ Actividad de estos dos complejos = Factor Promotor de la Mitosis (MPF).
▪ Se encargan de inducir el ensamble del huso mitótico y de asegurarse que los cromosomas se unan a
éste.
▪ La p53, detecta alteraciones en el ADN y desencadena a la activación de la CIP p21.
o mitosis - entre metafase y anafase encarga de que los cromosomas se unan al huso mitótico
▪ cohesina une a las cromatinas hermanas
▪ en el punto de control se degrada la cohesina que es hecho por la separasa
▪ la separada es activada por el APC (complejo promotor de anafase)
▪ la proteína securina inactiva a la separada.
▪ el APC degrada la securina.
SEMANA 9
ARN adenosina ribonucleótido / Estructura del ARN
o E. SECUNDARIA El ARN se pliega como resultado de la presencia de regiones cortas con apareamiento
intra molecular de bases.
▪ Tallo bucle Este tipo de estructuras se origina cuando dos regiones de una misma cadena,
generalmente con una secuencia de nucleótidos complementaria si la leemos en sentidos opuestos, se
empareja base a base para formar una doble hélice (o tallo) que acaba en un lazo (o bucle) de bases
desemparejadas.
o E. TERCIARIA Es el resultado de las interacciones en el espacio entre los átomos que conforman la
molécula.
▪ Seudónudo contiene al menos dos estructuras del lazo del tallo en las cuales la mitad de un tallo se
intercala entre las dos mitades de otro tallo.
Tipos de ARN -> PreARN, mARN, rARN, tARN
o PreARN
Es una sola hebra inmadura de ARNm, son transcritas directamente del DNA en el núcleo de la célula, y
que codifican para una proteína determinada. El pre-ARN es transcrito por la polimerasa I.
▪ Presentan dos tipos diferentes de segmentos, exones e intrones. Los exones se mantienen hasta el final
de la síntesis del ARNm. Adición a 5' de la caperuza o casquete (CAP), que es un nucleótido modificado
de guanina, la 7-metilguanosina trifosfato.
▪ Poliadenilación es la adición al extremo 3' de una cola poli- A (secuencia larga de poliadenilato (un
tramo de ARN cuyas bases son todas adenina). Su adición está mediada por una señal de
poliadenilación (AAUAAA), situada unos 11-30 nucleótidos antes del extremo 3' original. Esta cola
protege al ARNm frente a la degradación, y aumenta su vida media en el citosol, de modo que se
puede sintetizar mayor cantidad de proteína.
▪ Los intrones se eliminan en un proceso llamado empalme (splicing), que se realiza por el spliceosome
(El ARNsn se asocia a una proteína formando a la ribonucleoproteína pequeña nuclear (RNPsn) que se
encarga de eliminar a los intrones).
o mARN ARN mensajero
▪ El ARNm maduro es trasladado al citosol de la célula, en el caso de los organismos eucariontes, a través
de poros de la membrana nuclear, donde se hallan los ribosomas.
▪ Son procesadas del hnRNA que codifican para una proteína determinada.
▪ Existe una molécula de mRNA para cada gen o grupo de genes que vayan a expresarse. En las células
eucariotas la polimerasa II es la responsable de transcribir los ARNm en el nucleoplasma.
o rARN ARN ribosómico
▪ ARN más abundante en la célula. Principal componente de los ribosomas.
▪ rARN: formado por una sola cadena de nucleótidos (puede presentar regiones de doble hélice
intracatenaria).
▪ Tienen una función catalítica y estructural en la síntesis de proteínas, según la secuencia de nucleótidos
presente en el ARNm.
▪ Subunidades se nombran de acuerdo a su coeficiente de Sedimentación, medido en svedbergs (S).
o tARN ARN de transferencia
▪ Es el RNA más pequeño (75 nucleótidos en promedio).
▪ Función Transportar los aminoácidos a los ribosomas y ordenarlos a lo largo de la molécula de
ARNm, a la cual se unen por medio de enlaces peptídicos para formar proteínas durante el proceso de
síntesis proteica.
▪ Existe una molécula de tARN para cada uno de los 20 AA, con un triplete específico de bases no
apareadas, el anticodón.
▪ Cada ARNt "cargado" con su correspondiente aminoácido se une al ARNm, mediante la región del
anticodón, con tripletes de bases del ARNm (cada tres bases del ARNm definen un triplete o codón) en
el proceso de la traducción de la información genética que conduce a la síntesis de las proteínas.
▪ En las células eucariotas la polimerasa III es la responsable de transcribir los ARNt en el nucleoplasma.
o snARN ARN pequeño nuclear
▪ El espliceosoma es un complejo formado por cinco ribonucleoproteínas nucleares pequeñas, que se
encargan de eliminar los intrones, corte y empalme de ARN.
o scARN ARN citoplasmático pequeño
▪ Es un RNA de unos 300 nucleótidos que forma parte del SRP (Signal Recognition Particle). Ejerce una
función específica en el envío de proteínas recién sintetizadas hacia compartimentos intra o
extracelulares.
• Tipos de ARN Polimerasa
Polimerasa
ARN transcrito
Función del ARN
ARN Polimerasa I
PreARN (rARN 28S, 18S, 8.5S) Componente de ribosoma, síntesis de proteína
ARN Polimerasa II
mARN
Codifica proteínas
snARN
Corte y empalme de ARN
siARN
Represión mediada por cromatina, control de la traducción
miARN
Control de la traducción
ARN Polimerasa II
tARN
Síntesis de proteína
5S rARN
Componente de ribosoma, síntesis de proteína
snARN U6
Corte y empalme de ARN
7S ARN
Partícula de reconocimiento de la señal para la inserción de
polipéptidos en el retículo endoplasmático
▪
•
•
•
•
•
•
Otros ARN cortos estables
Diversas funciones, desconocidas por muchos
Splicing ->se agrega cap5 y poliA, splicing quita intrones, y luego se trasporta el mARN al citoplasma
Transcripción en procariotas
o Consiste en hacer una copia complementaria de un trozo de ADN. Mecanismo: ensamblaje, iniciación,
elongación y terminación.
o Secuencia de ARNm: 5'...AUGCGA...3‘
o En una primera etapa, la ARN-polimerasa se asocia a una región del ADN, denominada promotor, la enzima
pasa de una configuración cerrada a abierta, y desenrolla una vuelta de hélice, permitiendo la
polimerización del ARN a partir de una de las hebras de ADN que se utiliza como patrón.
o La ARN-polimerasa, se desplaza por la hebra patrón, insertando nucleótidos de ARN, siguiendo la
complementariedad de bases. Cuando se ha copiado toda la hebra, al final del proceso, la cadena de ARN
queda libre y el ADN se cierra de nuevo, por apareamiento de sus cadenas complementarias. De esta
forma, las instrucciones genéticas copiadas o transcritas al ARN están listas para salir al citoplasma.
o Unidades de transcripción en procariotas.
o Una unidad de transcripción se compone de un sitio de inicio de la transcripción (o sitio de iniciación): Una
región -10 de ADN, que se encuentra a diez nucleótidos del sitio de inicio de transcripción.
o Una región -35 de ADN, se encuentra a 35 nucleótidos del sitio de inicio de transcripción. Secuencias
compartidas o secuencias de consenso, es una secuencia común de las regiones -35 y -10 para el inicio de la
transcripción.
o La ARN polimerasa, conformado por cuatro subunidades proteicas (α2ββ0 ) y un factor sigma σ dirige el
pegado de la RNAP a un promotor específico.
o Existen factores sigma de acuerdo a las condiciones sobre las cuales se ha observado su actividad.
Operon lac en E. coli ->
o El operón lac es requerido para el transporte y metabolismo de la lactosa en las bacterias entérica, como la
E. coli. El operón lactosa consta de: Genes estructurales:
o Gen lac z: codifica la enzima β-galactosidasa, que hidroliza a la lactosa. Gen lac y: codifica la proteína
galactósido permeasa, que facilita el transporte de la lactosa al interior de la bacteria colocándose en la
membrana plasmática y formando un carrier.
o Gen lac a: codifica la enzima tiogalactósido transferasa, que cataliza la transferencia del grupo acetil del
acetil Coenzima A al 6-OH de un aceptor tiogalactósido.
o Promotor: región del DNA, que reconoce a la ARN polimerasa para llevar a cabo la transcripción.
o Operador: región del DNA localizada entre el promotor y el comienzo de los genes estructurales, que es
reconocida por la proteína represora Lac I.
o Gen represor (lac I): codifica la proteína represora Lac I, que reconoce la región operadora, donde se une.
Impide la transcripción de los genes bajo el control de este promotor pero estimula la unión de la ARN
polimerasa formando el Complejo Cerrado.
o Cuando el represor se retire (en presencia de inductor: lactosa o IPTG), la ARN polimerasa estará lista para
formar Complejos Abiertos y empezar la transcripción.
Terminación – Rho
o La terminación mediada por proteínas:
▪ la proteína RHO reconoce la señal de terminación. Rho es un hexámero formado por seis subunidades
idénticas que aprovecha la hidrólisis de ATP para desencadenar la reacción de terminación.
▪ En primer lugar rho se une a un sitio específico del ARN llamado RUT, tras unirse a él rho viaja en
dirección 5′-3′ hasta que encuentra a la ARN pol y desenrolla el segmento bicatenario RNA-DNA
formado, por lo que se libera el RNA y la RNA pol cesando la transcripción.
Promotor en el ADN eucariota
o Un promotor es una región de ADN que controla la iniciación de la transcripción de una determinada
porción del ADN a ARN (promueve la transcripción de un gen).
o Los procariotas, solo tienen una polimerasa.
o Los eucariotas tienen tres ARN polimerasa distintas, y cada una de las polimerasas tiende a reconocer
secuencias de promotores específicas.
o Los promotores tienen secuencias de nucleótidos definidas, como la cajas "TATA" y "TTGACA, que se
localizan en los extremos 5'- terminales de los genes. La ARN polimerasa se une a las secuencias de dichos
promotores iniciando el proceso de la transcripción. La secuencia mínima con capacidad promotora de la
transcripción recibe el nombre de promotor mínimo.
Complejo de pre-iniciación
o Complejo de pre-iniciación en promotores con cajas TATA:
•
•
•
•
•
•
1. Proteína de unión a TATA (TBP, una subunidad de TFIID) se une al promotor, generando un fuerte
plegamiento en el ADN.
2. Este plegamiento hace que el ADN se une al dominio C- terminal de TFIIB.
3. El ADN envuelve a la ARN polimerasa II.
4. El TFIIE se une al complejo creciente, luego,
5. Se recluta a TFIIH. Las subunidades de TFIIH tienen actividad ATP-asa y helicasa generando una tensión
helicoidal negativa en el ADN.
6. Dicha tensión causa la desnaturalización del ADN y permite la formación de la burbuja de transcripción. La
hebra no codificante del ADN puede entonces plegarse y entrar en el sitio activo de la ARN polimerasa II
o 6 factores de transcripción TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH
Transcripción en eucariotas
o Iniciación
▪ Una vez que el factor sigma se ha unido al promotor, se une el resto de la ARN polimerasa y se forma el
“complejo del promotor cerrado; y se desarrolla un tramo de ADN. La ARN polimerasa se fija
fuertemente formando el complejo del promotor abierto.
▪ Cuando entra el segundo nucleótido se forma el enlace fosfodiéster.
o Elongación
▪ La ARN polimerasa sintetiza ARN en dirección 5′-3′, para ello, se desenrolla el ADN en una corta
distancia llamada “burbuja de replicación”. Laelongaciónpresentadosproblemas: El dúplex debe
enrollarse por detrás y desenrollarse por delante. Así la ARN sigue el sentido de desenrollado y el ARN
se enrolla alrededor del dúplex con lo que no se produce superenrrollamiento. Las topoisomerasas
eliminan los superenrollamientos.
o Terminación
▪ La ARN polimerasa reconoce señales de terminación de la cadena. Se dan dos tipos de terminación:
• A) Directa genera secuencias palindrómicas: El ARN se transcribe se enrollan en forma de horquilla
y pierde estabilidad con lo que la cadena se disocia. Después de la horquilla viene una región de
poli(U) que parece actuar como señal para que se suelte la ARN polimerasa y termina la
transcripción.
• B) Mediada por proteínas: la proteína RHO reconoce la señal de terminación.
splicing alternativo en eucariotas
o El splicing o empalme de ARN, es un proceso post-transcripcional de maduración del ARN del cual eliminan
ciertos fragmentos secuenciales. Este proceso es muy común en eucariotas, pudiéndose dar en cualquier
tipo de ARN aunque es más común en el ARNm.
mecanismos que afectan los factores de unión de transcripción
o Especificidad latente de unión de ADN novel por interacciones de proteína.
o Arquitectura específica que facilitan la regulación a través de las interacciones con proteína.
o Los pares de bases que flanquean un TFBS influye en la unión del TF.
o La secuencia puede influir en TF de unión a través de efecto sobre la formación nucleosomas.
epigenética
o estudia los factores genéticos que son determinados por el ambiente celular en lugar de la herencia. Las
modificaciones epigenéticas que regulan la transcripción o traducción. La metilación del ADN es un
fenómeno epigenético. Desacetilasas de histonas (HDAC), MBD2b tiene actividad de desmetilasa.
Digestión de ácidos nucleicos
o boca ingresa como ADN y ARN
o estomago el pH ácido desnaturaliza el ADN y el ARN
o intestino (páncreas libera nucleasas) que degradan el ADN y ARN desnaturalizado en
oligonucleótidos. libera fosfodiestarasa y degrada los oligonucleótidos en mononucleótidos. los
mononucleótidos se degradan en nucleósido por la nucleotidasas el cual libera un fosfato que luego
liberaran el azúcar que se va al torrente sanguíneo y se forman las purinas y pirimidinas.
o enterocito ingresan las purinas y pirimidinas y se van a la circulación o se degradan como ácido úrico
para ser eliminados por la orina.
Metabolismo de ácidos nucleicos
o Síntesis de Novo
o Síntesis a partir de productos de degradación de ácidos nucleicos
o 3-dioxinucleotido
▪ bases nitrogenadas
•
•
•
•
•
• purinas adenina y guanina
• Pirimidinas citosina y timina
▪ azúcar 5-desoxirribosa
▪ grupo fosfato
o 5-ribonucleotido
▪ bases nitrogenadas
• purinas adenina y guanina
• Pirimidinas citosina y uracilo
▪ azúcar 5-ribosa
▪ grupo fosfato
o nucleósido base + pentosa
o nucleótido nucleósido + fosfato
Biosíntesis de purinas
AMPc y GMPc
Recuperación de purinas
Lesch Nyhan
o Es una enfermedad hereditaria que se incluye
dentro del grupo de los errores congénitos del
metabolismo. Se genera por deficiencia de la
hipoxantina-guanina fosforribosiltransferasa
(HGPRT).
o Presencia de cristales de ácido úrico de color
naranja en el pañal del niño afectado.
o Formación de cristales o cálculos de ácido úrico
en riñones, uréteres, o vejiga.
o Cristales se depositan en las articulaciones, y
con el tiempo provocan una forma de artritis
similar a la gota, con inflamación y dolor.
o Trastorno del movimiento: torpeza y distonía.
o Cognición: falta de atención y reducción del
índice de inteligencia.
o Comportamiento: autolesión e impulsividad.
Catabolismo de purinas
o en la síntesis de purinas hay una enzima
importante la cual es HPGRTC (hipoxantina fosfato
guaina ribosil tranferasa) la cual cataliza 2
reacciones:
▪ hipoxantina IMP
• usa como cofactor al PRPP
▪ guanina GMP
• usa como cofactor al PRPP
o en la enfermedad de Lesch Nyham
▪ es causada por deficiencia de HPGRTC que
causa que la hipoxantina y guanina no podrán
pasar a IMP y GMP, lo que causa que se
acumulen.
▪ hipoxantina xantina
• xantina oxidasa y libera h2o2
▪ guanina xantina
• guanina deaminasa y libera nh4
▪ la xantina ácido úrico
• xantina oxidasa y libera h2o2 y ros
▪ el ácido úrico se acumula en el cerebro lo que causa hiperuricemia e insuficiencia renal (por
acumulación de sales en el túbulo renal)
▪ además, puede causar gota:
• cuando se acumulan el ácido úrico en el cerebro, éstos precipitan formándose cristales que serán
•
•
•
captados por los macrófagos ocasionando su ruptura y liberación de ROS lo cual causa un daño
tisular, lo que se expresa a través de una inflamación aguda de las articulaciones considerado
como edema.
Gota
Regulación de biosíntesis de purinas
Biosíntesis de Pirimidinas
o glutamina + co2 + 2 ATP carbomoil fosfato
▪ PRPP
• Recuperación de Pirimidinas
• Catabolismo de Pirimidinas
• Regulación de biosíntesis de Pirimidinas
• Metabolismo de purinas y Pirimidinas
Enfermedad
Defecto en el gen
Gota
Múltiples causas
SCID (inmunodeficiencia
Adenosin deaminasa
combinada grave)
(recuperación de purinas)
Enfermedad
inmunodeficiente
Lesch-Nyham
Purina nucleósido
fosforilasa
Hipoxantina guanina
fosforibosil transferasa
(HGPRT)
UMP sintasa
producto que se acumula
Ácido úrico
Deoxiadenosina
Nucleósidos de purina
Purinas y ácido úrico
Síntomas clínicos
Dolor en las articulaciones
Falla del sistema inmune
incluyendo falta de células
BoT
Pérdida parcial de sistema
inmune.
Retardo mental, automutilación.
Aciduria orótica
Ácido orotico
Retardo de crecimiento
hereditaria
• Biosíntesis de novo de timina
o di hidro folato tetra hidro folato
▪ di hidro folato reductasa inhibida por metotextrato,
aminopterina, trimetoprima
▪ NADPH NADP
o tetra hidro folato 5,10 metil en tetra hidro folato
▪ serina hidorximetil transferasa
▪ serina glicina
o 5,10 metilen tetra hidro folato di hidro folato
▪ timidilato sintasa inhibida por FdUMP
▪ dUMP dTMP
• Deficiencia de tubo neural
o Craneorraquitismo cerebro y médula espinal completamente abierto.
o Anencefalia cerebro abierto y falta de bóveda craneal.
o Encefalocele Hernia de los meninges y del cerebro.
o Iniencefalia occipital del cráneo y de la columna vertebral con defectos retroflexión extrema de la
cabeza.
o Espina bífida oculta defectos del tubo neural en el que algunas de las vértebras no está completamente
cerrada.
o Espina bífida cerrada con un lipoma.
o Meningocele protrusión de las meninges (llenos de LCR) a través de un defecto en el cráneo o la columna
vertebral.
o Mielomeningocele espina dorsal abierta (con un quiste meníngea).
PORTAFOLIO – Folato //DPG – Folato y deficiencia de tubo neural
Folato
Acido fólico
• Se obtiene de la dieta: hígado de res, hojas verdes,
• suplemento o alimento fortificado
legumbres
• forma inactiva y oxidado
• Forma activa y reducida
• estable
• Inestable
• se absorbe como suplemento al 100% y como
• se absorbe muy poco
alimento fortificado al 85%.
• metabolismo del folato
o El folato es una vitamina B9 que no se puede sintetizar en el organismo y se encuentra en muchos
alimentos como las verduras, los frutos, frijoles, cereales y guisantes. Es importante
para el metabolismo de los precursores del ácido nucleico y varios aminoácidos, como también en las
reacciones de metilación.
o el folato se encuentra abundantemente en los alimentos por lo general en forma de poliglutamatos y existe
una gran variedad de alimentos de donde se puede obtener un suministro adecuado del mismo. La principal
función de esta vitamina es actuar como coenzima en el transporte de fragmentos simples de carbono,
además de participar en la síntesis de bases nitrogenadas (guanina, adenina, pirimidina, timina) esenciales
para la división celular.
o El AF es la forma monoglutámica completamente oxidadade la vitamina, es sintética y se usa para forti
caralimentos y como suplemento vitamínico
o absorción
▪ solo los monoglutamatos se absorben por el intestino delgado mientras que el ácido fólico se
descompone a la forma de monoglutamato por la folil conjugasa del páncreas y la conjugasa de la
mucosa de la pared intestinal. El almacenamiento de folatos en adultos bien nutridos es de 12-28 mg.
▪ Tanto los folatos y el ácido fólico se absorben en el duodeno y el yeyuno siendo los
poliglutamatos hidrolizados a monoglutamatos por la enzima glutamato-carboxipeptisdasa II en la
pared del intestino.
▪ el acido fólico es una molécula monoglutámica su absorción esta medida por dos proteínas expresadas
en la membrana apical del enterocito:
• el transportador de folletos reducido (hRFC) con funcionamiento a pH neutro
• el transportador de folletos acoplados a protones (hPCFT) dependiente de pH ácido.
cuando el ácido fólico es ingerido en altas dosis, la absorción es menos eficiente, debido a la saturación
del sistema de transporte acoplado a protones, no obstante, pequeñas cantidades de monoglutamatos
son absorbidas por difusión pasiva en pequeñas vesículas
o transporte
▪ el folato puede ser transportado por estas formas:
• la forma predominante de folatos en el plasma, es unida a la albúmina es el 5-metiltetrahidrofolato (5-MTHF)
o almacenamiento
▪ El hígado almacena el folato en forma reducida y conjugada o lo convierte en metil-FH4 que es
secretado en la bilis y reabsorbido en la mucosa intestinal, estando disponible para los tejidos
extrahepáticos. Los tejidos extrahepáticos acumulan folato a concentraciones por encima del plasma
por desmetilación y formación de poliglutamatos.1
o Diversos ácidos pteroilglutámicos poseen un «efecto de ácido fólico». El ácido fólico actúa como
transportador de grupos hidroximetilo y formilo. Quizá el uso más importante dentro del organismo sea la
síntesis de purinas y timina, necesarias para formar el ADN. Por eso, el ácido fólico, como la vitamina B,
12 se necesitan para la replicación de los genes celulares. Probablemente así se explique una de las
funciones capitales del ácido fólico, la estimulación del crecimiento. De hecho, cuando falta ácido fólico en
la alimentación, los animales apenas crecen.
o El ácido fólico es una vitamina que estimula el crecimiento con mucha más fuerza que la vitamina B12 y, al
igual que esta, resulta esencial para la maduración de los eritrocitos, como se expone en el capítulo 32. No
obstante, tanto la vitamina B12como el ácido fólico cumplen funciones químicas especiales, pero
diferentes, que propician el crecimiento y la maduración delos eritrocitos. Uno de los efectos más
importantes de la carencia de ácido fólico es la aparición de una anemia macrocítica, casiidéntica a la
perniciosa. Muchas veces esta anemia se corrige sólo con ácido fólico.
ciclo del folato
1. el folato de la dieta se
reduce a dihidrofolato
(DHF) que luego puede
ser degradado por la
vitamina b12 utilizando
a DUMP como su
cofactor produciendo
tetra-hidrofolato y
DTMP.
2. por la serina
hidroximetil
transferasa (SHMT) el
THF se puede
transforma a 5,10
metilen tetra hidro
folato (5,10 metilen
THF). el SHMT utiliza a
la vitamina b6 como un
cofactor y le dona un grupo metilo al 5,10 metilen THF de la
serina el cual luego se degrada a glicina
3. con la ayuda de la enzima metilen tetra hidro folato reductasa
(MTHFR) transforma el 5,10 metilen THF a 5 metil THF. esta
enzima usa la vitamina b2 como su cofactor.
4. la vitamina b12 remueve un grupo metilo del 5 metil THF y lo
degrada a THF. simultáneamente la vitamina b12 le dona el
grupo metilo a la homocisteína para que se transforme en
metionina. este proceso se lleva a cabo por la enzima
metionina sintasa. por otro lado, la vitamina b12 favorece la
conversión de betaína a dimetil glicina
5. la metionina se transforma en s adenosil metionina (SAM) por
la enzima metionina adenosil transferasa. el SAM se puede
transformar a s adenosil homocisteína (SAH) por la enzima metil transferasa la cual le dona un grupo metilo
▪
•
a diversos compuestos. luego por la enzima s- adenosil homocisteína hidrolasa, el SAH se transforma
nuevamente en homocisteína. El SAM puede inhibir a la MTHF reductasa
6. el 5,10 metilen THF puede irse por otras 2 vías:
a. puede llevar a la síntesis de ácidos nucleicos (específicamente en la biosíntesis de Novo de purinas,
en donde se utiliza como un cofactor importante
b. se puede degradar a metilil THF para luego formar 10 formal THF el cual es necesario para la
biosíntesis de purinas. en esta vía, el 10 formal THF es utilizado como un cofactor y es degradado a
THF
7. la homocisteína se puede catolizar por una vía de transulfuración el cual convierte homocisteína a cisterna a
través de 2 enzimas dependientes de la vitamina b6. la cistationina beta sintasa cataliza la condensación de
homocisteína con serina para formar cistationina y luego es convertida en alfa-cetoglutarato y amoniaco por
la cistationina y liasa.
SEMANA 10
• Métodos de estudio moleculares
o búsqueda genética para los mutantes del ciclo de división celular sensible a temperatura
1. se añade mutágena, se distribuye en alícuotas más pequeñas
2. se incuba a 23ºC durante 5 horas
3. se colocan alícuotas individuales en placas
4. se incuba a 23ºC
5. se hacen placas replicas y se incuba
a. temperatura sensible para el crecimiento: crecen a 23ºC, no crecen a 36ºC
• Enzimas de restricción
o Es aquella que puede reconocer una secuencia característica de nucleótidos dentro de una molécula de
ADN y cortar el ADN en ese punto, llamado sitio o diana de restricción, o en un sitio no muy lejano a este.
o Los sitios de restricción cuentan con 4 y 6 pares de bases, con las que son reconocidos.
o El mecanismo del corte de ADN se realiza a través de dos enlaces fosfodiéster en la doble hebra, lo que da
lugar a dos extremos de ADN. La enzima de restricción EcoRI reconoce y escinde la secuencia 5'– G·AATTC –
3‘.
o Eco: significa que la endonucleasa pertenece a Escherichia coli.
o R: corresponde a la cepa RY13.
o I: número que corresponde de la primera descubierta en esa forma de vida.
o Localización periplasmática, la longitud del producto es 7.
o Inhibida por ARNt.
o ligamiento de los fragmentos de restricción con extremos:
▪ Los fragmentos producidos mediante la digestión con enzimas de restricción se unen a otras moléculas
de ADN que sirven de vectores.
▪ Los vectores pueden replicarse autónomamente en una célula huésped y facilitan la manipulación de la
molécula de ADN recombinante recién creada.
▪ Los fragmentos de ADN obtenidos se unen por acción de las enzimas llamadas ADN ligasas.
Enzima
BamHI
Microorganismo fuente
Bacillus amyuloliquefaciens
Sau3A
Staphylococcus aureus
EcoRI
Escherichia coli
HindIII
Haemophilus influenzae
SmaI
Serratia marcescens
NotI
Nocardia otitidis-cavitarum
•
Sitio de reconocimiento
GGATCC
CCTAGG
GATC
CTAG
GAATTC
CTTAAG
AAGCTT
TTCGAA
CCCGGG
CCCGGG
GCGGCCGC
CGCCGGCG
Extremos producidos
Cohesivo
Cohesivo
Cohesivo
Cohesivo
Romos
cohesivos
Clonación de ADN
o Es la obtención de múltiples copias de un gen o de su producto génico, usualmente una proteína.
o vector + fragmento de ADN ADN recombinante replicación del ADN recombinante dentro de la
célula huésped aislamiento secuenciación y manipulación del fragmento de ADN purificado
Vectores de clonación: son pequeñas moléculas de ADN autorreplicantes. Deben tener:
▪ Sitios de rotura con enzimas de restricción.
▪ Genes de resistencia a antibióticos, u otro gen que nos resulte útil para distinguir qué bacterias han
incorporado el ADN que queremos clonar y cuáles no.
o Vectores plásmidos bacterianos:
o Partículas virales y cromosomas eucarióticos de levadura (“YAC”).
o Vector de expresión, debe tener un promotor fuerte para que haya transcripción de las secuencias
insertadas.
o Para lograr la unión del fragmento de ADN y el vector, se rompen ambas moléculas con la misma enzima
de restricción. Si ésta genera extremos cohesivos, en condiciones de reasociación, ambas moléculas
tenderán a juntarse.
o La enzima ADN ligasa facilita la formación del enlace fosfodiéster, que asegura la continuidad en cada
cadena del ADN híbrido formado.
ADN recombinante
o 1. Aislamiento del plásmido ADN y el ADN que contiene el gen de interés.
o 2. Gen insertado en el plásmido.
o 3. El plásmido insertado en la célula bacteriana.
o 4. Células clonadas con gen de interés.
o 5. Identificación de clon deseado.
o Aplicaciones:
▪ Gen para la resistencia de plagas insertada en plantas. Investigación básica sobre el gen.
▪ Genes bacterianos para la limpieza de residuos tóxicos.
▪ proteína disuelve los coágulos de sangre en la terapia de ataque al corazón. golosinas Hormona de
crecimiento humano: dulces retrasan el crecimiento.
▪ La investigación básica sobre la proteína.
Vacuna recombinante
o Pasos a seguir en la preparación de una vacuna de ADN recombinante de la hepatitis B a partir de la
levadura.
▪ (A) Clonado de ADN VHBV Aislar el gen de HBsAg del ADNc del virus VHB.
▪ (B) Unión del gen HBsAg con el ADN de la Levadura vector.
▪ (C) Transformación de las células de levadura.
▪ (D) Crecimiento de la levadura en medio selectivo para las células que contienen el plásmido.
▪ (E) Células de cultivo.
▪ (F) Células aisladas por centrifugación.
▪ (G) Lisado de células de levadura y separación de proteínas.
▪ (H) Vacuna HBsAg
Secuenciamiento
Reacción en cadena de la polimerasa PCR:
o El ADN se calienta a 90-100°C separar las dos hebras.
o El ADN se enfría rápidamente a 30-65 ° C para permitir la acción de los cebadores. Las hebra única se
hibridan a sus secuencias complementarias.
o La solución se calienta a 60-70 ° C; ADN polimerasa sintetiza nuevas hebras de ADN, generándose dos
nuevas moléculas de doble cadena de ADN.
o El ciclo completo se repite. Cada vez que se repite el ciclo, la cantidad de diana de ADN se duplica.
o PCR multiplex
o PRC convencional
o qPCR o PCR – RT -> real time PCR
o RT-PCR
Electroforesis en gel agarosa
o método que se emplea para separar macromoléculas en función del tamaño, la carga eléctrica y otras
propiedades físicas.
Northern blot
o Técnica de detección de moléculas de ARN de una secuencia dada dentro de una mezcla compleja (ARNm
para un péptido dado en una muestra de ARN total).
o A) Añadir muestras de ARN compleja en el gel, para separar el ARN requerido. Se separan según el tamaño.
o B) Colocar el gel en papel de filtro húmedo entre dos espaciadores.
o C) Filtro de nitrocelulosa en la parte superior del gel: colocar papel secante sobre el filtro y añadir peso.
o
•
•
•
•
•
•
ARN se mueve para filtrar por acción capilar.
o D) Añadir ADN radiactivo de una sola hebra de la sonda.
o E) Preparar autorradiografía y estudiar los resultados. Secuencia de ARN de interés ausente. secuencia de
ARN de interés presente.
• Southern blot (hibridación)
o Permite detectar la presencia de una secuencia de ADN en una mezcla compleja de este ácido nucleico.
Para ello, se realiza los siguientes pasos:
o Extracción del ADN de cualquier tejido humano.
o Digestión del ADN con una endonucleasa de restricción que corta el ADN bicatenario en donde tenga una
secuencia característica.
o Electroforesis en gel de agarosa: los fragmentos de ADN resultantes se separan según su tamaño mediante
electroforesis .
o Preparación de un ensayo de Southern ("Southern blot"): el DNA monocatenario resultante se transfiere a
la superficie de una membrana de nailon, realizando así una copia .
o Hibridación con sonda radioactiva: Una sonda de locus único es una molécula pequeña de ADN o ARN
capaz de hibridar (formar un dúplex ADN-ADN o ADN-ARN) con el ADN de un fragmento de restricción
concreto en el ensayo de Southern.
o Detección de los RFLPs mediante autorradiografía: la membrana de nailon se coloca, una vez lavada, junto
a una película de rayos X dentro de una caja que las aísle de la luz. La película registra las posiciones donde
hay desintegración radiactiva. Tras su exposición y el revelado fotográfico, el registro resultante de la
hibridación de Southern se conoce como autorradiografía
• Micromatrices
o Un chip de ADN (microarray) es una superficie sólida a la cual se une una colección de fragmentos de
ADN.
o Se usan para analizar la expresión diferencial de genes, y se monitorean de manera simultánea los niveles
de miles de ellos.
o Se mide el nivel de hibridación entre la sonda específica (probe), y la molécula diana (target), y se indican
generalmente mediante fluorescencia y a través de un análisis de imagen, lo cual indica el nivel de
expresión del gen.
• Células madre
o Son células que se encuentran en todos los organismos pluricelulares y que tienen la capacidad de dividirse
(por mitosis) y diferenciarse en diversos tipos de células especializadas, además de autorrenovarse para
producir más células madre.
o (1) Células madre embrionarias, ES:
▪ A. Embrión en estadio de división: mórula (totipotencial)
▪ B. Blastocito: sección transversal de blastocisto y masa interna de blastocito (pluripotente).
▪ C. Células madre embrionarias, ES.
• ARN interferente
• ARN mensajero
• ARN transferencia (tARN)
o El ARNt es encargado de transportar los aminoácidos a los ribosomas y ordenarlos a lo largo de la molécula
de ARNm, a la cual se unen por medio de enlaces peptídicos para formar proteínas durante el proceso de
síntesis proteica.
• Ribosomas
Subunidad 50S
Subunidad 30S
rARN
Proteína ribosomal L
rARN
Proteína lisosomal S
rARN 23 s (2904
31 proteínas diferentes
rARN 16 s (1541
21 proteínas diferentes
nucleótidos)
(L1-L31)
nucleótidos)
(s1-s21)
rARN 5 s (120 nucleótidos)
Procariotas
Eucariotas
Ribosoma
70s (50s + 30s)
80s (60s + 40s)
mARN
Policistrónicos
Monocistrónicos caperuza y cola
poli A
tARN iniciador
tARN formil met
tARN met
Factores de iniciación
FI-1, FI-2, FI-3
eFI-2, eFI-2B, eFI-3, eFI-4a, eFI-4B,
eFI-4C, eFI-4E, eFI-4G, eFI-5, eFI-6
Factores de elongación
Factores de terminación
Inhibición
•
•
•
•
•
•
FE-T (Ts y Tu), FE-G
eFI-1, eFI-2
RF-1, RF-2, RF-3
eRF
Puromicina, eritromicina,
Puromicina, cicloheximida,
estreptomicina, clonafenicol,
pactamicina, abrina, ricina, toxina
gentamicina, kanamicina,
diftérica, etc.
neomicina, etc
Traducción de información genética
o la traducción es el segundo proceso de
la síntesis proteica que ocurre tanto en
el citoplasma, donde se encuentran los
ribosomas, y en el RER.
o El ARNm se decodifica para producir un
polipéptido específico de acuerdo al
código genético. Es el proceso que
convierte una secuencia de ARNm en
una cadena de aminoácidos para formar
una proteína.
Universalidad del código genético
Activación de aminoácidos
iniciación de traducción
o La iniciación de la traducción en
procariotas y eucariotas requiere de un
ARNt iniciador ARNmet que es usado para incorporar el residuo de metionina inicial.
o La iniciación de la traducción requiere del reconocimiento de un codon AUG del ARNm. Complejo eIF4:
▪ eIF-4A es una helicasa de ARN dependiente de ATPasa
▪ eIF-4E reconoce el 5 (́ que se encuentra sobre expresada en el cáncer humano, por lo que es un blanco
para terapia anticáncer). eIF-4G actúa como una base para el ensamblaje de eIF-4E y 4A en el complejo
eIF-4F.
o Factores de iniciación: eIF-2, eIF-2B, eIF-3, eIF-4A, eIF-4B, eIF-4C, eIF-4E, IF-4G, eIF-5, eIF-6.
o ARNm: monocistrónico con caperuza y cola de poli-A
Elongación de la cadena polipeptidica
o El centro P (centro peptidil), es donde se sitúa el primer aminoacil-ARNt.
o El centro A (centro aceptor) de nuevos aminoacil-ARNt. Las GTP se unen a los ARNt para que se puedan unir
al centro A.
o Factores de elongación: eIF-1, eFE-1, eIF-2.
o El grupo carboxilo terminal (-COOH) del aminoácido iniciado se une con el amino terminal (-NH2) del
segundo aminoácido, formando el enlace peptídico. Esta unión es catalizada por la enzima peptidil
transferasa.
o El centro P queda pues ocupado por un ARNt sin aminoácido. El ARNt sin aminoácido sale del ribosoma. Se
produce la translocación ribosomal.
o El dipeptil-ARNt queda ahora en el centro P. Todo ello es catalizado por los factores de elongación (EF2) y
necesita GTP.
o Según la terminación del tercer codón, aparece el tercer aminoacil-ARNt y ocupa el centro A. Luego se
forma el tripéptido en A y posteriormente el ribosoma realiza su segunda translocación. Estos pasos se
pueden repetir cientos de veces, según el número de aminoácidos que contenga el polipéptido.
o La traslocación del ribosoma implica el desplazamiento del ribosoma a lo largo de ARNm en sentido 5'
3'.
Terminación de la traducción
o La terminación de la traducción requiere de factores específicos (proteínas) llamados eRF3 y eRF1 que se
unen al sitio A en los eucariotas.
o Las señales para la terminación son las mismas en los procariotas y en los eucariotas.
o El factor de terminación eRF3 y eRF1, se une a GTP.
o La terminación de la traducción se produce cuando un codón de parada (UAA) se encuentra en el sitio A de
la subunidad 60S.
o La escisión del peptidil-ARNt, se produce al activarse la ribozima peptidiltransferasa para transferir al
polipéptido (proteína), a partir del ARNt que se encuentra en el sitio P.
•
biosíntesis de proteínas –eucariotas
o El factor de iniciación eIF4G (es la principal) de la traducción, a la cual se le unen las proteína de unión a
Cap eIF4E, la helicasa eIF4A y su activador eIF4B; se une la proteína de unión a la cola de Poli-A (PABP).
• Plegamiento de proteínas mediado por chaperonas
o La proteína Hsp70 revierte el proceso de desnaturalización y agregación proteica, facilitar el plegamiento
correcto de proteínas sintetizadas y asiste en la translocación de proteínas a través de la membrana.
o La actividad ATPasa de las Hsp70 es débil en ausencia de sustrato, por lo que está en conformación abierta
interactuando con proteínas. Las proteínas que emergen del ribosoma, son reconocidas por la chaperona
Hsp70 que lo estabiliza. La liberación es reversible y fácil debido a la presencia de ATP en Hsp70 y, por
tanto, a su estado abierto.
o Cuando la proteína ha terminado de sintetizarse, el factor de intercambio de nucleótidos BAG-1 y HspBP1
estimula la liberación del ADP y la recaptura de ATP por parte de Hsp70, lo cual induce la liberación de la
proteína.
o La proteína, HOP, transfiere la proteína del Hsp70 y a la Hsp90 que continúa con el proceso de
plegamiento.
• Plegamiento de proteínas mediado por chaperoninas
o La subunidad GroEL forma una estructura en forma de barril hueco con un diámetro interno de ~45 Å.
o Las proteínas mal plegadas se unen en el dominio apical hidrofóbico (cámara) de GroEL.
o Después GroES se une a GroEL induciendo un cambio conformacional que promueve que la proteína
sustrato se libere al interior de la cavidad de la estructura de barril, el cual le otorga un microambiente
apropiado para que la proteína se pliegue además de aislarla y evitar su agregación con otras proteínas.
o La proteína cuenta con ~13 s para plegarse, tiempo en el cual el anillo cis cataliza la hidrólisis de sus 7 ATP.
La ausencia del fosfato del ATP debilita la unión de GroES a GroEL.
o Una segunda proteína GroES se une al GroEL, posteriormente se libera la proteína plegada adecuadamente,
dejando a los ATPs y la proteína sustrato unidos solo al anillo trans de GroEL.
• Regulación de biosíntesis de proteínas
• Biosíntesis de proteínas – procariotas
o Las subunidades 30S y 50S se asocian y se acopla el primer aminoacil-ARNt (fmet-ARNt) con el codón de
inicio mediante el emparejamiento de bases anticodón-codón.
o El ribosoma consta de tres sitios: el sitio A, el sitio P y el sitio E. Sitio A es el punto de entrada para el
aminoacil-ARNt. Sitio P (centro peptidil), es donde se sitúa el primer aminoacil- ARNt.
o Sitio E es el sitio de salida del ARNt una vez descargado. El IF-1 (factor de iniciación 1) bloquea el sitio A
para asegurar que el fMet-ARNt sólo se puede acoplar al sitio P. El IF-2 es una GTPasa que se asocia con el
fmet-ARNt y le ayuda a acoplarse con la subunidad 30S. El IF-3:
o Bloquea el sitio E y evita que las dos subunidades se asocien. Ayuda a posicionar el fmet-ARNt en el sitio P.
o El ARNr 16S de la subunidad 30S reconoce el sitio de acoplamiento ribosómico del ARNm, por delante del
codón de iniciación (AUG). Esto ayuda a posicionar correctamente el ribosoma sobre el ARNm para que el
sitio P esté directamente sobre el codón de iniciación AUG.
• Inhibidores de la síntesis de proteínas
Inhibidor
Efecto especifico
Efecto solo en bacterias
Tetraciclina
Bloquea la unión de aminoacil-tARN al citio A del ribosoma
Estreptomicina Evita la trascripción del complejo de inicio en la fase de elongación en el ribosoma y también
causa mal apareamiento
Cloranfenicol
Bloquea la reacción de la peptil transferasa de los ribosomas
Eritomicina
Se une a la salida del túnel de los ribosomas, evita elongación de las cadenas peptídicas
Rifampicina
Bloquea el inicio de las cadenas de ARN mediante su unión a la ARN polimerasa (evita síntesis de
ARN
Efectos en bacterias y eucariotas
Puromicina
Provoca la liberación prematura de las cadenas poli peptídicas nacientes al incorporarse al
extremo de crecimiento de la cadena.
Actinomicina B Se une al ADN y bloquea el desplazamiento del ARN polimerasa (evita síntesis de ARN)
Efecto en eucariotas, pero no en bacterias
Cicloheximida Bloquea la reacción de translocación en los ribosomas
Anciomicina
Bloquea la reacción de la peptidil transferasa de los ribosomas
Alfa-amanitina Bloquea la síntesis de mARN mediante su unión preferencial al ARN polimerasa II
o
o
macrólidos (eritromicina, claritromicina, azitromicina)
▪ inhibición de translocación de péptidos desde A a P
▪ ERITROMICINA Indicada en el tratamiento de las siguientes
infecciones:
• Faringitis/ faringoamigdalitis causada por S.Pyogenes.
• Infecciones de piel y tejidos blandos leve o moderada causada
por S. pyogenes, Streptococci grupo C y G o S. Aureus.
• Enterocolitis y diarrea grave causada por Campylobacter jejuni.
• Neumonía adquirida en la comunidad leve.
• Tos ferina
• Difteria, como adyuvante a la antitoxina diftérica
• Uretritis, cervicitis o proctitis no gonocócica cuando los antibióticos normalmente utilizados
como primera línea para tratar estas infecciones no están recomendados
• Conjuntivis del neonato causada por Chlamydia trachomatis
▪ CLARITROMICINA
Indicada en el tratamiento de las siguientes infecciones causadas por micro
organismos sensibles a claritromicina:
• Faringitis bacteriana
• Sinusitis bacteriana aguda
• Reagudización bacteriana aguda de bronquitis crónica
• Neumonía adquirida en la comunidad de leve a moderada
• Infecciones de la piel y tejidos blandos de gravedad leve a moderada, por ejemplo, foliculitis,
celulitis y erisipelas.
• También puede utilizarse para la erradicación del H. pylori en pacientes con ulceras asociadas a
H.pylori, en combinación con un régimen terapéutico antibacteriano adecuado y un medicamento
para la curación de úlceras.
▪ AZITROMICINA Indicada para las siguientes infecciones causadas por microorganismos sensibles a la
azitromicina:
• Sinusitis bacteriana aguda (diagnosticada adecuadamente)
• Otitis media aguda bacteriana (diagnosticada adecuadamente)
• Faringitis, amigdalitis
• Exacerbación aguda de bronquitis crónica (diagnosticada adecuadamente)
• Neumonía adquirida de la comunidad de leve a moderadamente grave
• Infecciones de la piel y tejidos blandos de gravedad leve a moderada, por ejemplo, foliculitis,
celulitis, erisipelas.
• Uretritis y cervicitis no complicadas producidas por Chlamydia trachomatis.
aminoglucidos (gentamicina, amikalicina,
etreptomicina) nefrotoxicicidad y ototoxicdad
▪ GENTAMICINA Indicada en el tratamiento de
las infecciones causadas por bacterias sensibles a
gentamicina, tales como:
• sepsis
• infecciones del sistema nervioso
central(meningitis)
• infecciones complicadas y recidivantes del
aparato urinario cuyo tratamiento no sea posible con otros antibióticos más indicados
• infecciones gastrointestinales, incluyendo peritonitis
• infecciones de las vías respiratorias inferiores
• infecciones de la piel, huesos, tejido subcutáneo.
• Infecciones en quemados.
• Endocarditis
▪ REACCIONES ADVERSAS
• Todos los aminoglucósidos tienen el potencial de inducir toxicidad auditiva, vestibular, renal y
bloqueo neuromuscular.
• Estas reacciones adversas se producen más frecuentemente en pacientes con insuficiencia renal,
en pacientes en tratamiento con medicamentos ototóxicos o nefrotóxicos y en pacientes tratados
o
o
durante largos períodos y/o con dosis superiores a las recomendadas.
• Estas reacciones son dependientes de la dosis, del espaciado de
las mismas y de la duración del tratamiento.
• Los síntomas pueden aparecer durante el tratamiento o una vez
finalizado el mismo.
tetraciclinas (doxiciclina) bloquea 30s
clonafenicol (tifoidea)
▪ inhibe enzima peptidil transferasa destruye medula ósea roja en
huesos
▪ depresión de la medula osea y anemia aplasica
▪ En general, debe restringirse para infecciones severas en las cuales
un antimicrobiano menos tóxico es ineficaz o esté contraindicado.
▪ Fiebre tifoidea y otras infecciones severas por Salmonella sp
▪ Meningitis por organismos susceptibles.
▪ infecciones por bacterias anaerobias, incluyendo Bacteroides fragilis
(infecciones intraabdominales: terapia combinada) y mixtas con
aeróbicas.
▪ Infecciones por Burkholderia (Pseudomona cepacia), leptospira,
rickettsias, Chlamydia. (5) Brucelosis, como alternativa a tetraciclinas.
No recomendado en estado de portador de Salmonella typhi.
▪ NOTA: Los productos orales de cloranfenicol se retiraron formalmente
del mercado en los EE.UU. en julio del 2012 debido al riesgo de daños graves y potencialmente
fatales. El daño más serio y potencialmente mortal asociada con el tratamiento con cloranfenicol es la
toxicidad de la medula ósea, que ocurre cuando el cuerpo no produce suficiente cantidad de glóbulos
rojos, glóbulos blancos y/o plaquetas. Algunos tipos de toxicidad de medula ósea son reversibles, sin
embargo en raras circunstancias puede causar la muerte. Los pacientes con anemia, conteo bajo de
glóbulos blancos o rojos o disminución de plaquetas podrían tener un riesgo mayor de muerte o daños
a la salud graves.
LABORATORIO
• reacción de cadena de polimerasa
o amplificación enzimática de un segmento específico de ADN
o se hace entre 30-40 ciclos.
o función:
▪ generar copias (amplificando) de un gen de ADN
▪ tiene un ADN molde
▪ el primer ciclo se realiza en el laboratorio y el resto de ciclos se realizan en el termociclador
o componentes
▪ ADN molde segmento que desea amplificar
▪ buffer pH 8, permite: incorporación de dNTPs, actividad polimerasa, temperatura cebador-molde
▪ cebador/primer (2) foward y reverse
• Secuencia que flanquean el fragmento a amplificar.
• TAMAÑO 18-30 nucleótidos complementarios.
• COMPOSICIÓN G+C entre 40% y 75%.
▪ MgCl2 para el uso del ion Mg+2 que es el cofactors del Taq polimerasa, concentración oscila entre
0.5 y 2.5 mili molar
▪ Taq Polimerasa proviene del termus aquatus, termo estable
• función: regula cambios drásticos de temperatura y no se desnaturaliza
▪ dNTPs -> nucleótidos para agregar a la cadena
• dATP, dGTP, dGTP, dTTP a 100-200mM.
• Estos cuatro componentes son los elementos
básicos que es necesario incorporar a la reacción
para que se complete una PCR.
▪ agua free
o pasos: (3 reacciones)
▪ desnaturalización
• a 94-96º C
•
• la hebra se separa
▪ anillamiento / alineamiento / iniciación del cebador
• a 54-60ºC
• se agregan primers: uno a 5’ y otro a 3’
▪ extensión de cebador
• a 70-74ºC
• Taq polimerasa regula la temperatura y el Mg+2 es su cofactor
• se agregan dNTPs
o tipos de PRC
▪ PCR convencional normal
▪ PCR multiplex
• distintos cebadores
• distintas bacterias en gel agarosa
• Se amplifica en una misma reacción distintos genes del ADN diana o diferentes ADN diana con los
mismos o diferentes cebadores obteniendo varios productos de la reacción.
▪ PCR nated / anillado / alineado PCR de PCR
• Amplificación doble, donde se utiliza un ADN molde de una segunda PCR el producto de una PCR
inicial en la que se ha amplificado una determinada secuencia
▪ qPCR / PCR-RT (real time PCR) es más rápido, pero es más costoso
▪ RT-PCR (retro transcriptasa PCR)
• cuando hay ARN y se tiene que transformar a ADN
• se copia el ARN y se usa primers y lo cambia a ADN
• se usa la retro transcriptasa que convierte ARN de ADN
▪ PCR de Gen rARN 16s
▪ Se trata de una molécula presente en todas las bacterias
actuales.
▪ Constituye una diana universal para su identificación
▪ Los ARNr 16S contienen suficiente variabilidad para
diferenciar no sólo los organismos más alejados, sino también
los próximos
▪ Resulta fácil secuenciar los ARNr 16S Una vez determinada la
secuencia de nucleótidos se establecen comparaciones con las bases de datos de secuencias de
especies ya conocidas
▪ La identificación basada en la secuenciación del gen que codifica el ARNr 16S se centra en los
siguientes casos:
▪ Bacterias no cultivables presentes en muestras clínica
▪ Bacterias cuyas características bioquímicas no se adaptan a las de ningún género o especie
reconocida
▪ se hace electroforesis en gel de agarosa en PCR convencional, múltiplex y anillado para ver los
resultados.
ELECTROFORESIS EN GEL DE AGAROS
o método que se emplea para separar macromoléculas en función del
tamaño, la carga eléctrica y otras propiedades físicas.
o migración de las partículas cargadas bajo la influencia de un campo
eléctrico
o Agarosa
▪ Polisacáridos, que mezclada con soluciones salinas, se calienta y
enfría, adoptando una conformación más ordenada de tipo
helicoidal.
▪ Los espacios entre las hélices funcionan como poros.
▪ El tamaño del poro puede controlarse con la concentración de la solución.
o tampón de electroforesis
▪ La movilidad electroforética del ADN se ve afectada por la composición y la fuerza iónica del tampón de
electroforesis.
▪ Tris 40 mM, ác. acético 19 mM, EDTA 1 mM, pH=7,5
o ADN marcador
La distancia de migración depende del peso molecular del material inicial. Se cargar un ADN marcador
de tamaño conocido, es decir, un marcador contiene un número determinado de segmentos de ADN
conocidos.
tampón de carga
▪ Aumenta la densidad de las muestras. Añadir color a la muestra, simplificando de este modo el proceso
de carga y hace que la velocidad de corrida sea previsible.
bromuro de etidio
▪ Es una sustancia mutágena/carcinógena potente y moderadamente tóxica. Se trata de un compuesto
intercalante, es decir, que tiene afinidad para unirse al DNA, pues se introduce entre sus bases apiladas
pasos:
▪
o
o
o
DPG – flavivirus
• ¿Qué procesos moleculares se producen en la paciente luego de la
picadura de un mosquito infectado con flavivirus? Explicar
detalladamente (tomar en cuenta el proceso de infección) ¿Qué
técnica molecular es utilizada para confirmar la etiología de la
enfermedad de la paciente? Explica
o el flavivirus ingresa a la célula mediante endocitosis mediada
por receptores y se dirige al endosoma donde el ambiente
acido desencadena grandes cambios conformaciones en su
estructura, específicamente en la glicoproteína de envoltura
E que induce la fusión entre la membrana celular viral y la del
huésped.
o la membrana huésped libera el genoma. luego, se traduce el
ARN viral después de procesar la poli proteína por el huésped
y las proteínas del virus
o después de la traducción, se forma el complejo de replicación
y se asocia a las membranas del virus donde se llevará a cabo
la replicación del virus.
o el complejo de replicación transcribe el ARN molde a ARN, el
cual servirá de molde para la nueva síntesis de ARN.
o el nuevo ARN puede iniciar una nueva traducción o formar el
virus
o el empaquetamiento del virus ocurre en la superficie
del retículo endoplasmático, y se unen las proteínas
estructurales y el ARN sintetizado en el lumen del RE.
o los virus inmaduros que quedan son transportados al aparato de Golgi en el lado trans donde se forma
una vesícula alrededor del virus
o luego la vesícula es liberada por exocitosis.
• Ante un proceso de infección el sistema inmune de la paciente responde adecuadamente, pero, ¿qué procesos
moleculares se producen en la célula huésped para evadir esta respuesta? Explica. En el contexto de la lectura
¿qué inhibidores se podrían utilizar? ¿cuál sería su mecanismo de acción
(que proceso podría evitar)? Explica
o interferón -> pro sistema inmunitario
o el virus hace que haya un aumento de la síntesis de
colesterol aumentando la función del HMGC reductasa
o ayuda para la formación de la membrana alrededor del virus para
poder salir del RE
o se redistribuye el colesterol para formar las balsas lipídicas -> inhibe
la señalización de los INF alfa/beta que se encargan de eliminar el
virus.
o Una consecuencia importante de la redistribución inducida por el virus
de colesterol celular es la pérdida de la función balsa de lípidos y la
inhibición de la vía de señalización de interferón.
o células natural killers (NK) importante para la inmunidad de respuesta innata celular y su función es
reconocer destruir las células que están infectadas por los virus
o Células NK muestran tanto de activación y receptores inhibidores que reconocen diferentes ligandos.
La actividad citolítica de las células NK se determina por la integración de estas señales opuestas
Una importante señal se determina mediante el acoplamiento de
receptores inhibidores NK con mayor de histocompatibilidad de clase
complejo de la célula huésped I (MHC-I) moléculas.
o Muchos virus downregulate MHC-I en la superficie celular con el fin
de eludir las respuestas de células T citotóxicas (CTL), pero la
reducción en los resultados de MHC-I en la activación de la muerte
celular NK
o En respuesta a la infección por flavivirus, la activación temprana de
las células NK se ha observado pero esto es transitorio
o A diferencia de muchos otros virus, flavivirus parecen aumentar la
expresión de MHC-I en las células infectadas
o VNO infección aumenta celular de expresión de MHC-I mediante la mejora de la actividad de los
transportadores asociados con el procesamiento de antígenos (TAP) y por dependiente de NF-kB activación
transcripcional de genes MHC-I .
o La regulación positiva de moléculas MHC-I se puede observar hasta 96 horas después de la infección, y no
es debido al efecto de IFN o cualesquiera otras citocinas, lo que sugiere la participación directa de algunos
componentes virales.
o Lobigs y sus colegas sugirieron que la regulación positiva de la superficie moléculas MHC-I visto en
respuesta a la infección DV podría ser una consecuencia accidental de ensamblaje viral en lugar de un
mecanismo específico de la evasión inmune, con precursoras del virus de la proteína C-prM no escindida
responsable para el fenómenoSin embargo, MHC-I upregulation se puede observar en las células que
expresan establemente replicones DV, que sólo expresan proteínas no estructurales DV
o Aún no se ha resuelto si MHC-I upregulation es una respuesta a una proteína viral particular, o la replicación
del ARN viral en general.
o Independientemente del mecanismo, la evidencia reciente sugiere que la regulación al alza de MHC-I tiene
potencialmente importantes consecuencias funcionales, la inhibición de la actividad citolítica NK
o Incluso mejora moderada de MHC-I de expresión como resultado la inhibición significativa de la actividad
citolítica NK.
o La agregación inducida por Flavivirus de moléculas de MHC-I en la superficie de las células diana parece
resultar en compromiso mucho mayor por los receptores inhibidores NK
o Al igual que con WNV, tanto la actividad TAP mejorada y la regulación positiva de la transcripción de MHC-I
han sido descritos con DV, dependiendo de las líneas celulares específicas analizadas
o Esta última observación sugiere que la sobreexpresión de moléculas MHC-I puede implicar más de un
mecanismo, e implica que puede representar un atributo importante de la evolución.
o Es intrigante que flavivirus realidad upregulate MHC-I cuando en circunstancias normales los niveles basales
de expresión son suficientes para proteger las células de matanza NK.
o Es posible que las infecciones por flavivirus como resultado la expresión de la superficie celular de un factor
celular o viral que interactúa con los receptores de activación de NK, y el aumento de MHC-I expresión
contrarresta las señales de activación de las células NK.
• Una de las líneas de defensa de la célula hospedera comienza con una cascada de señalización intracelular que
resulta en la producción de IFN-α/β,
o promueve respuestas antivirales intracelulares y ayuda a iniciar la respuesta adaptativa durante el curso de
la infección por DENV.
o DENV retrasa el estrés celular y la apoptosis.
o Sin embargo, la presencia de mediadores anti-virales, junto con la replicación viral sugiere mecanismos de
evasión viral, que pueden ser mediados por MYD88, TRIF y activaciones de la vía NF-kB.
o La producción elevada de IFNα/β indica una respuesta inmunitaria apropiada, de protección contra la
infección por DENV.
o Sin embargo, el aumento en la replicación viral junto con el aumento de las concentraciones de IFN-α/β
sugiere falta de efecto anti-viral de esta citocina.
o Se han descrito varios mecanismos de señalización que implican la interferencia con IFN tipo I; inactividad
catalítica de IFN por el complejo proteasa NS2B3 activa o la producción de proteínas antagonistas de IFN
inducida por flavivirus que actúan a nivel del transductor de señal y activador de la transcripción (STAT), que
inducen la degradación STAT o inhiben a las janus quinasas (JAK).
o En este sentido, el DENV puede codificar proteínas antagonistas de IFN (VNO E, NS1 y NS2A) dirigidas a cada
una de varias vías en diferentes niveles.
o
o
o Por lo tanto, a través de una cuidadosa manipulación de los procesos celulares, tales como la expansión de
RE, la autofagia, el metabolismo lipídico y la producción de IFN-α/β el DENV es capaz de secuestrar en sí las
respuestas inmunitarias antivirales del hospedador.
SEMANA 11
• Digestión y absorción de aminoácidos
o Gastrina activada por la masticación estimula activación de HCL, pepsinogeno, pepsina
o células parietales (liberan HCL) activan células principales (liberan pepsinogeno) activan la mucosa
gástrica (que libera pepsina (funciona enun pH de 1-1.5) que degrada proteínas a aminoácidos como lisina,
arginina y fenilalalina)
o zimógeno
o Una pequeña parte de los péptidos pueden pasar al interior del enterocito a través de un transportador
ligado a h+.
o Transporte activo secundario acoplado al sodio:
▪ Sistema Bo+ del borde en cepillo para AA básicos.
▪ Sistema xag del borde en cepillo para AA aniónicos.
▪ Sistema Imino del borde en cepillo para AA pro, hypro, gly.
▪ Sistema ATBo del intestino y los riñones para AA en estado de zwitterión.
• Degradación de proteínas – lisosomas
o Artitis reumatoide enfermedad autoimmune en la cual se degradar el tejido conectivo: cartílagos,
colageno, tejido óseo
o Regresión del utero por efecto de los lisosomas se degradan y se dirige a torrente sanguíneo y se dirige a
la leche materna
• Degradación de proteínas ubiquitina-proteosomas
o Los proteosomas degradan proteínas en exceso y proteínas mal plegadas que son marcadas con las
ubiquitinas.
o Ubicuitina Proteína reguladora que dirige y marca el reciclaje o destrucción de las proteínas en el
proteosoma (complejo de proteínas).
o El proceso de marcar una proteína con ubiquitina (ubiquitinización) consta de una serie de pasos:
▪ El paso inicial implica la producción de un producto intermedio adenilil-ubiquitina.
▪ El segundo paso consiste en transferir la ubiquitina al centro activo del E1 (uniéndose a la cisteína) con
la liberación de AMP. Este paso se realiza mediante un acoplamiento tioéster entre el carbono terminal
del grupo carboxilo de la ubiquitina y el grupo sulfhidrilo o tiol (-SH) de la cisteína del E1.
▪ Se produce la transferencia de la ubicuitina del E2 al grupo amino terminal del sustrato proteico.
Liberación del sustrato ubiquitinizado, marcador que indicará que dicha proteína será degradada
• Metabolismo de aminoácidos
o Un aminoácido se degrada en 2 partes grupo amino y el esqueleto carbonado
o Esqueleto carbonado puede formar: co2 + h2o, glucosa, acetil coa, cuerpo cetonicos
o NH3 (grupo amino) ingresa al ciclo de la urea y se degrada como urea.
• Transaminación
o Todos los amino acido reaccionan con alfa- ketoglutarato y liberan un alfa-keto acido (esqueleto
carbonado) y glutamato
o los niveles de transaminasa en sangre indican salud hepática: alto = mal
o sucede todo en el hígado
o alfa-ceto ácido = esqueleto carbonado
o Las enzimas denominadas aminotransferasas o transaminasas requieren la coenzima piridoxal-5’- fosfato.
o transaminasas: (enzima para reacción) •
▪ GOT / TGO / ASAT / AST transaminasa glutamico oxalacetico
▪ GPT / TGP / ALAT / ALT transaminasa glutamico priuvico
o transferencia de grupo amino a un alfa-ceto acido
o aminoácido + alfa-cetoglutarato alfa-ceto acido + glutamato
o glutamato + oxalacetato alfa-cetoglutarato + aspartato
• Desanimación oxidativa
o Remover un grupo amino por la enzima glutamato deshidrogenasa (GDH)
o El grupo amino del glutamato, puede ser separado por catalizada por la desanimación oxidativa catalizada
por la glutamato deshidrogenasa (GDH) utilizando NAD y NADP como coenzimas
Se origina amoniaco y se regenera α-cetoglutarato
o glutamato alfa-iminoglutarato
▪ NADP NADPH +H
o alfa-iminoglutarato alfa-ceto glutarato
▪ h2o nh4 (se va al ciclo de la urea
• Ciclo de la urea
o NH3 + HCO3 + carbomoil fosfato
▪ carbomoil fosfato sintetasa 1
▪ 2 ATP 2 ADP
o carbomoil fosfato + ornitina citrulina
▪ libera Pi
o citrulina + aspartato arginina succinato
▪ ATP ADP
o arginina succinato arginina
▪ libera succinato
o arginine ornitina
▪ libera urea (se libera por orina)
o fumarato malato
oxalacetato gluconeogénesis
▪ (formación de glucosa a partir de compuestos no glucosídicos)
• Degradación de aminoácidos
o alanina, cisteína, glicina, serina y treonina se degradan a piruvato
o aspargina y aspartato se degradan a oxalacetato
o arginina, glutamato, histidina, prolina se degradan a alfa-cetoglutarato
o isoleucina, metionina, valina se degradan a Succinil-CoA
o leucina y lisina se degradan a acetil-CoA o acetoacetato
o triptófano se degrada a alanina o acetoacetato
o fenilalanina y tirosina se degradan a fumarato o acetoacetato
• Biosíntesis de aminoácidos
o aminoácidos esenciales aquellos que el organismo no puede sintetizar por sí mismo, deben ingresar al
organismo por la dieta
o aminoácido no esencial se sintetizan en el organismo
• Biosíntesis de aminoácidos no esenciales
• Biosíntesis de aminas fisiológicamente activas
Compuesto
Precursor Sitio de percusión
Aminoácidos
Glutamato
Sistema nervioso central
Apartato
Sistema nervioso central
Glicina
Medula espinal
Derivados de aminoácidos
GABA
Glutamato Sistema nervioso central
Histamina
Histidina
Hipotálamo
Norepinefrina Tirosina
Nervios simpáticos, SNC
Epinefrina
Tirosina
Medula adrenal, algunos nervios del SNC
Dopamina
Tirosina
Sistema nervioso central
5 hidroxi
triptófano Sistema nervioso central, células intestinales
triptófano
enterocromaafinas, nervios entericos
Derivados de purinas
ATP
Nervios sensoriales, entéricos, y simpáticos
Adenosina
ATP
Sistema nervioso central, nervios periféricos
Gas
Oxido nitirco
arginina
Acetilcolina
Colina
Nervios parasimpáticos, SNC
•
Biosíntesis de aminas
o triptófano 5 hidroxi triptófano
▪ triptófano hidroxilasa
▪ o2 h2o
▪ bh4 bh2
o 5 hidroxi triptófano serotonina
▪ DOPA descarboxilasa
▪ libera co2
o serotonina n-acetil serotonina
▪ acetil coA coASH
o n acetil serotonina melatonina
▪ SAM SAH
o serotonina 5 hidoxinodil acetaldehído
▪ MAO-A
▪ libera nh4
o 5 hidroxinodil acetaldehído 5 hidroxinodil ácido acético
▪ NAD+ NADH
o fenilalanina tirosina
▪ phe hidolasa
▪ bh4 bh2
o l tirosina dopa
▪ tirosina hidrolasa
▪ bh4 bh2
o dopa dopamina
▪ dopa descarboxilasa
▪ libera co2
o dopamina noreprinefrina
▪ dopamina beta hidrolasa
▪ entra o2
▪ vitamina c y cu+2 son cofactores
o noreprinefrina epinefrina
▪ SAM SAH
• Ciclo de los neurotransmissores
o
• Toxina botulínica
o
• Receptor de serotonina
o
• Neurotransmisores de importancia medica
Neurotransmisor
Mecanismo de acción
Ubicación
Acetilcolina (ACH)
Norepinefrina (NE)
Epinefrina
Serotonina
Glutamato
Gamma amino
acido buritico
(GABA)
• Síntesis de grupo hemo
o Succinil coA + GLICINA delta acido aminolevulinico (ALA)
▪ sale co2
▪ delta- acido aminolevulinico sintetasa
▪ en la mitocondria
o sale el ALA de la mitocondria
o ALA porfobilinogeno (PBG)
▪ profobilinogeno sintasa
Aminoácidos
esenciales
• arginina
• histidina
• isoleucina
• leucina
• lisina
• metionina
• fenilalanina
• treonina
• triptófano
• valina
comentario
Aminoácidos
no esenciales
• alanina
• aspargina
• aspartato
• cisteína
• glutamato
• glutamina
• glicina
• prolina
• serina
• tirosina
porfobilinogeno (PBG) uroporfirinogeno III
▪ uroporfirinogeno sintasa
▪ sale 4 nh3
o uroporfirinogeno III coproporbilinogeno
▪ coproporbilinogeno descarboxilasa
▪ sale 4 co2
o coproporbilinogeno protoforfilinogeno IX
▪ en la mitocondria
▪ coproporbilinogeno oidasa
▪ libera 2 co2
o protoforfilinogeno IX portofilina IX
▪ protoforfilinogeno oxidasa
o portofilina IX hemo
▪ fe+2 2h+
▪ ferroquelatasa añade hierro (fe+2) y es la ultima enzima para poder obtener un hemo maduro
o estructura de la hemoglobina:
▪ conformada por anillos pirrolico, es una estructura tetra pirrolico con un núcleo atómico metalico,
ejemplo más importante el grupo hemo dentro de la hemoglobina que contiene hierro
▪ se forma en la medula osea roja
▪ el plomo inhibe la hemoglobina
o La succinil-CoA y glicina se convierten en ALA (ácido deltaaminolevulínico), utilizando como cofactor el
piridoxal fosfato y a la enzima delta aminolevulínico-sintasa. El ALA es transportado al citosol, en donde se
convierte en porfobilinógeno (PBG), por acción de la porfobilinógeno-sintasa.
o Cuatro moléculas de PBG se transforma en uroporfirinógeno III por la acción de la uroporfirinógeno III
sintasa.
o El uroporfirinógeno III, por la uroporfirinógeno descarboxilasa se transforma en coproporfirinógeno III. El
coproporfirinógeno III es transportada al interior de la mitocondria, donde la coproporfirinógeno-oxidasa lo
transforma en protoporfirinógeno IX, que a su vez, mediante la protoporfirinógeno-oxidasa se convierte en
protoporfirina IX.
o El ion ferroso por acción de la ferroquelatasa, para dar lugar al grupo hemo.
Rol del hierro - absorción en el intestino e ingreso al sistema retículoendotelial
o En el estómago parte del Fe+3 se reduce a Fe+2 debido al bajo pH gástrico y a la acción de la vitamina C que
favorece esta reacción. Una parte del Fe+3 pasa al duodeno donde se reduce a Fe+2 por acción de la DcytB
(ferrorreductasa), para que se absorba como Fe+2
o El Fe+2 se absorbe por acción de la proteína transportadora denominada transportador de metal divalente
(DMT1), encargada también del transporte de otros metales como zinc, cobre y cobalto. El hemo
proveniente de las carnes (hierro orgánico) es absorbido mediante la proteína transportadora de hemo
(HCP1); el hemo en el interior del enterocito es metabolizado por la hemo oxidasa, liberando Fe+2 y
porfobilinógeno.
o El Fe+2 es transportado hacia la sangre por medio de la ferroportina (IREG1) de la membrana basolateral
del enterocito; la hefaestina (ferroxidasa homologa a la ceruloplasmina) oxida al Fe+2 en Fe+3, que es
transportado mediante la transferrina al sistema reticuloendotelial y a diversos tejidos.
Endocitosis del hierro / Metabolismo del hierro
o El Fe+3 es transportado por la transferrina (ferrotransferrina). La transferrina sufre endocitosis en los
tejidos, donde el endosoma tiene un pH ácido para que el Fe+3 se reduce a Fe+2 que será utilizado en la
eritropoyesis (síntesis de eritrocito y en la Hb), en la mioglobina, en los citocromos y en las enzimas como la
catalasa.
o El hierro se almacenada en dos formas:
▪ Hemosiderina que es insoluble.
▪ Ferritina (proteína) almacenado intracelularmente se encuentra en el hígado, bazo, mucosa intestinal,
médula ósea y músculo esquelético. La ferritina consta de una capa externa de apoferritina y en la
parte interior se almacena hierro como hidroxifosfato férrico.
▪ La transferrina libre de hierro se denominada apo-ferritina.
Degradación del grupo hemo
o Hemo biliverdina
▪ Ingresa o2
▪ Sale fe+3 y co
o
•
•
•
Biliverdina bilirrubina
▪ NADPH + H NADP+
o Bilirrubina urobilinogeno
▪ Por enizmas microbiales
▪ Ingresan 8 h+
o Urobilinogeno sercobilina
▪ Ingresan 2 h+
▪ En el intestino grueso
▪ Catalizado por enzimas microbiales
▪ Le da color a las heces
o Urobilinogeno urobilina
▪ En el riñon
▪ Libera 2 h+
▪ Le da color a la orina
Hemocatéresis
o Hemocateresis en hígado, bazo y en menor medida en la médula ósea roja: Después de la fagocitosis de los
eritrocitos por los macrófagos, la hemoglobina se recicla.
o La globina de la Hb es separada del grupo hemo y descompuesta en aminoácidos que pueden volver a
utilizarse para la síntesis de proteínas.
o El hemo se descompone en hierro (formando ferritina o hemosiderina) y bilirrubina.
Hemosiderosis y hemocromatosis
o La hepcidina inhibe la expresión de la ferroportina y la DMT1, con lo cual evita la absorción de hierro, tanto
inorgánico como orgánico.
o Hemosiderosis
▪ enfermedad caracterizada por el exceso de hemosiderina (color amarillo oro, dorado o pardo
amarillento) en el hígado, bazo, médula ósea, ganglios linfáticos, piel, páncreas. No produce daño
orgánico pero puede evolucionar a hemocromatosis.
▪ Se produce por: Aumento en la absorción de hierro en la dieta. Anemias hemolíticas Transfusiones
sanguíneas (porque los eritrocitos constituyen una fuente de hierro exógeno)
o Hemocromatosis
▪ enfermedad hereditaria que afecta al metabolismo del hierro, provocando un acúmulo excesivo e
incorrecto de este metal en los órganos y sistemas del organismo.
▪ El gen HFE y las dos principales mutaciones asociadas a él en la enfermedad son el C282Y y
H63D. Mutaciones del receptor 2 de transferrina (TFR2).
Mioglobina
o mioglobina aumenta la solubilidad efectiva del O2 en las células musculares y actúa como un tipo de
reservorio molecular para aumentar la velocidad de difusión del O2.
o Proteína del musculo que capta oxigeno
Hemoglobina
Hemoproteínas- mioglobina y hemoglobina
Flavoproteína
Colágeno y vitamina c (síntesis de colágeno)
o síntesis de cadena de polipéptidos
o hidroxilación de prolinas y lisinas (la vitamina c es un cofactor)
o glicosilación de hidroxilisinas
o unión de 3 cadenas
o formación de un pro colágeno de tripe hélice
o secreción (Golgi a exocitosis)
o eliminación de pro-péptidos
o formación de fibra de colágeno
Proteínas de importancia
Elastasa
o Elastina proteína del tejido conjuntivo con funciones
estructurales que, confiere elasticidad a los tejidos de
las arterias, ligamentos, pulmones y piel.
Proteínas plasmáticas (albumina y alfa-glicoproteina acida)
o
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
o albumina es la proteína mas abundante del plasma sanguíneo
• Mecanismo bioquímico en el excesivo consumo de proteínas
PORTAFOLIO / DPG - HIERRO
• ¿Qué eventos bioquímicos ocurren cuando una persona consume hierro de la dieta o suplementos de hierro?
(relaciona los eventos a la absorción, transporte y almacenamiento de éste elemento) Explica y esquematiza
o El hierro es un metal con funciones de gran importancia debido a que participa en procesos vitales para el
ser humano como la respiración celular, y los sistemas enzimáticos responsables en la integridad celular.
o El hierro tiene varias funciones en el cuerpo que se relacionan con el metabolismo del oxígeno y
especialmente en el transporte de éste por la hemoglobina. Dentro del cuerpo el hierro existe en dos
estados de oxidación: ferroso (Fe+2) (hemo) ó férrico (Fe+3) (no hemo). Debido a que el hierro tiene una
afinidad para los átomos electronegativos como el oxígeno, nitrógeno y sulfuro, estos átomos se
encuentran en los centros de unión del hierro en las macromoléculas.
o El hierro está asociado con proteínas a través de su incorporación a la protoporfirina IX ó a través de su
unión con otros ligandos. Cuando la forma ferrosa del hierro y la protoporfirina IX forman un complejo se
denomina a esta estructura como hem.
o hay un gran número de proteínas que contienen hem que están involucradas en el transporte del oxígeno
(hemoglobina), almacenamiento de oxígeno (mioglobina) y catálisis enzimática tales como la sintasa del
óxido nítrico (NOS) y la sintasa de prostaglandinas (ciclooxigenasa).
o El hierro se puede almacenar dentro de los enterocitos intestinales o transportado a la sangre. Cuando se
almacena intracelular en los enterocitos intestinales, así como otras células, el hierro se une a la ferritina en
el Fe+3 Estado.
o Hierro en la dieta se clasifica como hemo o hierro no hemo. El hierro hemo es muy abundante en las carnes,
como un componente de la hemoproteínas, la hemoglobina y la mioglobina. El bajo pH del estómago, junto
a las enzimas proteolíticas es responsable de la liberación de hemo hemoproteínas.
o absorcion
•
Sólo se absorbe, aproximadamente, 10% del hierro de la dieta y la absorción depende de factores
promotores o inhibidores y puede darse una variación en la absorción de hasta 50%.
▪ El hierro ingerido por vía oral ingresa al tubo digestivo y en su etapa digestiva es
degradado inicialmente en el estómago por acción de la pepsina y el ácido clorhídrico, primeros
promotores de su solubilización. La absorción el hierro se realiza principalmente en el duodeno y en la
parte superior del yeyuno.
▪ Afuera del enterocito, el hierro+3 se reduce a hierro+2 (no hemo a hemo) por la DCYT B y luego
ingresa al enterocito mediante el DMT1 que es un transportador de metales divalente 1 y es
responsable de la absorción de la forma ionice de los metales.
▪ El hierro hemo es captado por la proteina de membrana HCP1 (proteina portadora de hemo 1)
▪ Dentro del enterocito el hierro se puede dirigir al plasma siendo exportado por la proteína de
membrana ferroportina 1 (FPN1) o se puede almacenar en la proteina de almacenamiento ferritina.
o transporte y captación celular
▪ Después de la absorción por el enterocito, el hierro debe ser entregado a las células para funciones
generales o específicas.
▪ La estabilidad de hierro unido a transferrina (TBI) depende de varios factores, como el estado de
oxidación del hierro, la conformación de la proteína y el pH del medio ambiente.
▪ Tf se encuentra en el plasma en tres estados: apo-transferrina (Tf-apo), cuando no hay hierro está
unido; transferrina monoferrica (limitado a un único átomo de hierro); y transferrina diférrica, también
▪
•
•
conocido como holo-transferrina (Tf holo-; acotada a dos átomos de hierro). La existencia
concomitante de estos tres estados de la Tf en un individuo sano permite que la respuesta a los
aumentos agudos de la absorción de hierro, la prevención de los efectos tóxicos del exceso de hierro
en el organismo.
▪ La captación celular de TBI está mediada principalmente por el receptor de la transferrina 1 (TfR1),
situada en la membrana de la célula. Tras la unión de la superficie celular, el complejo TBI-TfR1 se
somete a una endocitosis dependiente de clatrina.
▪ El pH del endosoma disminuye por la entrada de H+ mediada por una bomba de protones dependiente
de ATP, y Fe+3 es liberado, mientras que la apo-Tf permanece unido a TfR1. En el endosoma, el hierro
libre se reduce en Steap 3 y se transporta al citoplasma por DMT1. Mientras tanto, el complejo Tf-TfR1
es conducido a la superficie celular donde apo-Tf es liberado al plasma
o almacenamiento
o reciclamiento
▪ Una de las principales funciones de los macrófagos esplénicos y hepáticos es para barrer los eritrocitos
senescentes a fin de liberar el hierro de la hemoglobina, lo que hace que esté disponible para otro ciclo
de hemoglobina. El reciclaje en macrófagos contribuye a la gran acumulación de hierro plasmático,
superior a la contribución de la absorción de hierro en la dieta. Hay varias alteraciones que son
reconocidas por los macrófagos como marcadores de eritrocitos de envejecimiento. Estos incluyen
modificaciones en el miembro de eritrocitos soluto familia portador 4 (intercambiador aniónico) 1
(SLC4A1), la presencia de la fosfatidilserina de la membrana, y la disminución de la flexibilidad de la
membrana, el ácido siálico y en el grupo de diferenciación del antígeno (CD47). Una combinación de
estas modificaciones desencadena la fagocitosis de los eritrocitos por el macrófago.
▪ Una vez en el fagolisosoma, el eritrocito se somete a especies reactivas de oxígeno (ROS) y enzimas
hidrolíticas que promueven la liberación de hemo al fluido vacuolar. Entonces, HO1 junto con O2
escinde heme al hierro, monóxido de carbono y biliverdina. Los macrófagos también capturan la
hemoglobina liberada al suero por los eritrocitos rotos. Complejos de hemoglobina de plasma con
haptoglobina, que es reconocido por el macrófago receptor de superficie celular CD163.
▪ El transporte de hierro dentro de los macrófagos implica:
• El movimiento de hierro a través de la membrana fagosoma por los transportadores DMT1 y la
proteína de macrófago asociada a la resistencia natural (NRAMP1)
• El transporte a través del citoplasma mediada por los chaperonas PCBP y
• La entrega de Fe 2 + a la FPN1 para la exportación celular, seguido de la reducción por el
glicosilfosfatidilinositol ligada (GPI) Cp y la consiguiente unión al suero Tf.
¿Qué procesos bioquímicos y moleculares regulan el metabolismo del hierro en nuestro organismo? (relaciona
los niveles de hierro con la inflamación, infección, hipoxia, anemia y eritropoyesis) Explica y esquematiza
o
o
4. Regulación del metabolismo del hierro
▪ El organismo humano tiene varios mecanismos mediante los cuales los niveles de hierro se mantienen
en la homeostasis.
▪ el proceso de absorción supera las pérdidas en el hierro no específicos a través del sangrado, el sudor y
el desprendimiento de las células epiteliales.
▪ Siempre que se requiera más hierro, el organismo aumenta su absorción duodenal y la liberación de los
macrófagos y de las células que almacenan.
▪ Por otro lado, cuando las condiciones enfrentadas de sobrecarga de hierro la absorción se inhibe y el
almacenamiento incrementa, con el fin de evitar los efectos tóxicos del exceso de hierro libre
4.1. regulación sistémica
▪ El principal regulador de la homeostasis del hierro conocida es la hepcidina, una hormona peptídica 25
aminoácidos (aa) se expresa principalmente en el hígado y en menores cantinas en las células beta del
pancreas, riñones, adiosito, macrófago y pulmón. se elimina a través de la orina
▪ La hepcidina se expresa a partir del HAMP gen localizado en el brazo largo del cromosoma 19
▪ la hepicidina actua estimulando y degradando la FPN1 y si se une al FPN1, provoca su ubiquitinación
rápida .
▪ Por lo tanto la hepicidina regula el metabolismo del hierro sistémica mediante la reducción de los
niveles de FPN1 y, en consecuencia, la absorción de hierro en la dieta y la liberación de los macrófagos,
hepatocitos y otros tipos de células.
▪ la sobrecarga de hierro, la infección y la inflamación hasta de regulan la expresión de HAMP, mientras
que la deficiencia de hierro, la hipoxia, anemia y la eritropoyesis suspenden su expresión.
▪ la expresión de hepicidina está regulada por una serie de condiciones fisiológicas como
▪ 4.1.1. Los niveles de hierro
• La regulación de la expresión de HAMP por los niveles de hierro es un proceso a través del cual el
cuerpo humano evita la vez los efectos tóxicos de la sobrecarga de hierro y las consecuencias
fisiológicas negativas de su deficiencia.
• Varias proteínas localizadas en la superficie de los hepatocitos se considerarán como sensores de
hierro '. Estos son hemojuvelina (hjv), HFE, TfR1, y TfR2
• Una de las vías involucradas en la regulación de la expresión de HAMP por el hierro es el eje de la
proteína morfogenética ósea hjv-(BMP)
• Hjv es una proteína de membrana unida a GPI que se considera que es el principal regulador de
la expresión de HAMP en el hígado.
• Hjv actúa en la superficie celular como un co-receptor de BMPs, una subfamilia de citocinas que
pertenecen a los del factor de crecimiento transformante β superfamilia
• La vía de señalización de BMP-hjv se desencadena sobre las BMP que se unen a los complejos
del receptor de BMP (BMPR) y hjv.
• Los receptores activados inducen la fosforilación de SMADs citosólicas 1, 5 y 8. Los SMADs
fosforilados forman complejos con SMAD4, que se translocan al núcleo donde se unen a los
elementos de respuesta BMP (BMP-RE) presentes en HAMP promotor, induciendo su
transcripción
• Aunque el eje hjv-hepcidina representa el mecanismo más importante para la regulación
de HAMP expresión durante la sobrecarga de hierro, hay otros pocos mecanismos que pueden
restringir su modo de acción ( Fig. 2 A).
• Cuando se libera al medio ambiente extracelular, se cree que sHjv para actuar como un
antagonista de HAMP expresión por alta hinca el BMPs, evitando que se unen a la membrana hjv
y para activar la vía de señalización
• Además de la escisión de furina mediada, hjv es también un objetivo a la escisión por
matriptase-2 (MT2), una proteína predominantemente expresado en el hígado y un supresor de
la expresión de hepcidina
• Otra vía responsable de la regulación de la expresión de hepcidina depende de los niveles de
hierro implica las proteínas de la membrana HFE y TFR2
• En condiciones homeostáticas de hierro, HFE se localiza parcialmente en la superficie celular de
los hepatocitos unidos a TfR1
• Cada vez que aumentan los niveles plasmáticos de hierro, la transferrina cargada de hierro (Fe
+2 -TF) gana una alta afinidad por el mismo receptor.
• Desde el TfR1 sitios para HFE y Fe de unión 2 -TF superposición, y como la afinidad para TfR1 Fe
▪
▪
▪
+2 -TF es mayor que para HFE, se disocia de este receptor y se convierte en disponible para
asociar con TfR2
• El Fe formado 2complejo -TF-TfR2-HFE desencadena la vía de señalización ERK1 / 2 y en última
instancia HAMP expresión
• HFE -> inhibe TFR1
• TFR1 -> solo se puede unir el holo tf para desencadenar via de señalización ERK1/MAPK para la
expresion de HAMP
• Por lo tanto, se acepta que tanto HFE y TfR2 pueden desencadenar otras vías de señalización
independientes el uno del otro. Ya sea HFE y TfR2 interactúan y forman un complejo que
contiene hjv en las balsas de lípidos dentro de la membrana celular también sigue siendo
controvertida
La infección y la inflamación
• Al igual que en otros organismos, agentes patógenos requieren hierro para la supervivencia y la
proliferación. Cada vez que el cuerpo humano está infectado, el patógeno se aprovecha del
hierro del anfitrión, para sus propias necesidades.
• El hipoferremia es comúnmente asociados con la infección es una de las varias respuestas innata
y adaptativa del sistema inmunológico
• Al reducir los niveles de hierro, el organismo intenta detener la proliferación de patógenos
dependientes de hierro evitando un resultado rápido y la septicemia que permiten una
eliminación eficaz de la infección.
• La inducción de la hipoferremia durante la inflamación e infección está mediada por la hepcidina
• Durante la infección, los patógenos son reconocidos como elementos extraños por varios tipos
de células, como los macrófagos.
• Este reconocimiento desencadena la expresión y secreción de las citocinas pro-inflamatorias
interleucina (IL) -6, -22 y de tipo 1 de interferón (INF)
• Este citoquinas son reconocidos por los receptores Toll-like superficie expresados por los
hepatocitos y leucocitos, lo que provocó el transductor Jak-señal y activadores de la vía de la
transcripción 3 (STAT3) por fosforilación.
• La translocación del factor de Stat3 al núcleo y su unión al Stat3 sitios de unión de
la HAMP promotor desencadenar la expresión de este gen
• Por lo tanto, los patógenos extracelulares se ven privados de hierro.
La hipoxia
• El sistema de factor de hipoxia inducir (HIF) se reconoce como siendo el principal modulador de
tanto el metabolismo del hierro y eritropoyesis durante la hipoxia HIF son factores de
transcripción que se unen a los elementos de la hipoxia-respuesta (HREs), que controlan la
transcripción de genes
• Los niveles de proteína HIF están regulados por el oxígeno. En estado de normoxia, todos las
subunidades de HIF-alfa son objeto de degradación del proteasoma
• Bajo hipoxia, los HIF estabilizadas regulan la expresión de TF , TFR1 , y CP , así como
de HMOX , SLC11A2 ,CYBRD1 y EPO (los genes responsables de la expresión de HO1, DMT1,
Dcytb y eritropoyetina, respectivamente)
• Mientras HIF-2 se ha demostrado que aumenta la expresión de SLC11A2 y CYBRD1 , aunque la
mejora de la absorción intestinal de hierro, HIF-1 se ha sugerido que desempeñar un papel en la
inhibición de HAMP expresión en el hígado, a través de un mecanismo mediado por HRE. Sin
embargo, sigue siendo controvertida la manera cómo actúa sobre 1 HIF-HAMP expresión.
• en condiciones hipóxicas, la sobreexpresion de HIF-alfa no afecta la expresion de hepicidina.
La anemia y la eritropoyesis
• La eritropoyesis es el proceso a través del cual se producen las células rojas de la sangre y, en
consecuencia, la hemoglobina transportador de oxígeno. Durante la hipoxia, la eritropoyesis
aumenta con el fin de superar los bajos niveles de oxígeno del cuerpo.
• Eritropoyesis ineficaz es responsable de un estado hipóxico observado durante anemia.
Eritropoyetina (EPO) es una hormona glicoproteína sintetizada principalmente en el riñón adulto
• Previene la apoptosis de las células eritroides unidades formadoras de colonias y eritroblastos
que no han comenzado la síntesis de hemoglobina
• La hipoxia es el estímulo fisiológico primario conocido que controla la producción de
eritropoyetina.
•
de acuerdo con la gravedad de la hipoxia, los niveles séricos de eritropoyetina puede aumentar
hasta 100 veces de los niveles encontrados durante la normoxia.
• se ha descubierto una nueva hormona, erythroferrone, producido por los eritroblastos en
respuesta a la eritropoyetina durante el proceso de la eritropoyesis, que es responsable de la
represión de la expresión de hepcidina . Sin embargo, su acción es independiente de la vía de
BMP-SMAD, así como, en TfR2
• En la anemia por deficiencia de hierro, en las anemias hereditarias con eritropoyesis ineficaz y en
los modelos animales de anemia por sangramiento o hemólisis, se han observado
concentraciones bajas de hepcidina. Todo ello indica que existe una señal reguladora de la
hepcidina que se origina en los precursores eritroides de la médula ósea. Entre los factores
propuestos están el GDF 15 y el TWSG1, ambos miembros de la superfamilia de los factores
transformadores de crecimiento ß (TGF-ß).
o el BMP y el HJV se encuentran unidos en la matriz extracelular -> no hay cascada de señalización para la
expresion de HAMP -> está inhibida
o expresion de HAMP -> formación de hepcidina
o hepcidina -> inhibe a la ferroportina 1 ubiquitinizandolo y promoviendo su degradación en los proteosomas
o hipoxia, anemia y eritropoyesis -> inhiben expresion de HAMP -> hierro sale del enterocito por la
ferroportina 1 -> podrá irse a la medula ósea para la eritropoyesis que es la formación de glóbulos rojos y
promueve la formación de hemoglobina
SEMANA 12
• Síntesis de glutamato
o 1. Principalmente el glutamato obtenido por desaminación de la glutamina (proveniente de las glías)
mediante la enzima glutaminasa.
o 2. El α-cetoglutarato es aminado a partir del aspartato, para convertirse en glutamato + alfa-cetoácido;
reacción mediada por una transaminasa
o 3. Por aminación directa: α-cetoglutarato por acción de la glutamato deshidrogenasa se convierte en
glutamato.
o El glutamato no ligado es recaptado tanto por la neurona presináptica como por las células de la glía. En las
células gliales, el glutamato es metabolizado a glutamina mediante la glutamina sintetasa.
• Metabolismo molecular y bioquímico del glutamato / Rol de glutamato en el cerebro
o Neurotransmisor excitatorio del SNC:
▪ Receptores NMDA (N-metil-D-aspartato) y AMPA (ácido α-amino-3-hidroxi-5-metil-4isoxiazolpropiónico), participa en una normal transmisión sináptica, para el desarrollo de la memoria a
través de la llamada potenciación a largo plazo (LTP) y para el desarrollo de la plasticidad sináptica
cerebral.
• Glutamato como un potencial transmisor
• Receptores NMDA y AMPA del glutamato
o El glutamato se libera y actúa sobre los receptores AMPA, NMDA y KAINATO:
▪ RECEPTOR AMPA (ácido α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxiazolpropiónico). Es un canal de cationes que
no discrimina entre Na+ y K+, pero lo hace para el Ca+2. La unión del glutamato al receptor AMPA,
provoca la apertura del canal de Na+ y salida de K+ provocando una despolarización neuronal
(potencial excitatorio postsináptico, EPSP). Esta despolarización permite que se libere Mg++ que
bloquea al receptor NMDA.
▪ RECEPTOR NMDA(N-metil-D-aspartato) Está asociado a un canal de Ca+2 Na+, por lo que su activación
incrementa calcio intracelular, generando diversos efecto neuronales, como participar en la memoria a
largo plazo, al aprendizaje y a la neuroplasticidad. Cuando hay ingreso excesivo de Ca+2 intracelular y
salida masiva del retículo endoplásmico al citosol, causando los movimientos involuntarios conocido
como enfermedad de Huntington.
• Interacciones neurona astrocito en sinapsis excitadora
o Células gliales son de soporte estructural, metabólico y trófico de las neuronas. Durante el desarrollo del SN
están implicadas en la proliferación, migración y diferenciación de precursores neuronales, así como en la
sinaptogenésis y la mielinización. Pueden cambiar el potencial de membrana que ocurre cuando se activan
los receptores de neurotransmisores postsinápticos, pueden participar en el procesamiento de la
información al coordinar la actividad entre grupos de neuronas.
o Existen dos clases de células gliales en el SN: macroglía y microglía (exclusivamente del SNC ). Astrocitos
son las células gliales más abundantes en el SNC y se encuentran íntimamente asociados con las neuronas:
•
•
•
•
•
•
•
•
Dan soporte estructural definiendo límites celulares, contribuyen a la formación de la barrera
hematoencefálica, circundan las uniones sinápticas y debido a que en el SNC central no hay lámina basal
recubriendo los axones mielinizados, en los nodos de Ranvier se encuentran asociados los astrocitos
perinodales (o sinantocitos).
Rol de glutamato en el cerebro
o El glutamato mediante la glutamato descarboxilasa (GAD) y el piridoxal fosfato como cofactor, se convierte
en GABA.
Metabolismo de GABA (poder inhibitorio)
Receptores GABA-A
o GABA A: receptores ionotrópicos, activación canales de cloro por medio de un ligando; produce efectos
inhibitorios rápidos.
Receptores GABA-B
o GABA-B: activados por segundos mensajeros y Proteina G; participa en la recepción de potenciales
inhibitorios lentos.
o Receptores presinápticos GABA-B actúan sobre proteínas G tipo Goα Giα, cuya subunidad βγ inhiben
canales de Ca++ y facilitan la salida de K+.
o Son dos tipos: Los que controlan la recaptación del GABA (autorreceptores). Los que inhiben la
recaptación de otros neurotransmisores (heterorreceptores).
o Receptores GABA-B postsinápticos se acoplan a la proteína Go, cuya subunidad βγ apertura a los canales de
K+ (GIRK o Kir3), hay salida de K+ generando una hiperpolarización.
Síntesis e inactivación de histamina
o Neurotransmisor histamina
o Incrementa la excitabilidad de las neuronas del sistema nervioso central, regula las funciones hipotalámicas
al actuar sobre receptores H1, regula el estado de vigilia e inhiben el apetito.
o Histidina histamina
▪ Histamina descarboxilasa
▪ Usa PLP como su cofactor
▪ Libera CO2
o Histamina imiadozol acetaldehído
▪ Diamina oxidasa
▪ Libera NH4
o Imiadozol acetaldehído imiadozol acido acético
▪ NAD NADH
o Histamina metil istamina
▪ SAM SAH
▪ Histamina metil transferasa
▪ Sucede en el cerebro
o Metil histamina metilimidazole acealdehido
▪ Por MAO-B
▪ Libera NH4
o metilimidazole acealdehido
metilimidazole acido acético
▪ NAD NADH
Metabolismo de histamina
o Mastocitos y basófilos producen histamina
o Receptores h1 h2 y h3 para histamina
o Plasticidad transmisión de impulso nervioso, h3 es su autorregulador
Síntesis de oxido nítrico / Metabolismo de oxido nítrico
o Oxido nítrico vasodilatador
o Acetilcolina se une al receptor acoplado de la celuala endotelial del vaso sanguíneo y activa a la fosfolipasa c
el cual activa al ip3 que estimula la liberación de calcio-calmodulina que activa al NOS (oxido nítrico sintasa
o Arginina + o2 citrulina + oxido nitico
▪ Oxido nítrico sintasa
▪ Usa NADPH como su cofactor
o El oxido nítrico se une con su reeptor y activa a la GMPc que activa a la proteína quinasa g que estimula la
relajcion de la celula muscular del vaso sanguíneo, produciéndose la vasodilatación.
Metabolismo de péptidos opioides: endorfina
•
•
•
•
o se produce endorfinas cuando hay felicidad exagerada o placer
o morfina; inhibe el dolor y se vuelve insensible
o chemoquinas de dolor: SP, glutamato, CGRP (proteina relacionada con el gen de la calcitonina)
o hiperalgesia: dolor exagerado
Sintesis de dopamina
o bh4: tetra hidro biopterina, añade grupos oxidrilo
o anillo bencenico hace que una molécula sea liposoluble y los radicales oxidrilo lo hacen mas hidrosoluble
o fenilalanina tirosina
▪ phe hidolasa
▪ bh4 bh2
o l tirosina dopa
▪ tirosina hidrolasa
▪ bh4 bh2
o dopa dopamina
▪ dopa descarboxilasa
▪ libera co2
Receptores de dopamina
o PGs acoplados a receptores:
▪ D1 centralespostinapticos: estimulan la actividad locomotora y extrapirimidal
▪ D1 periféricos: vasodilatación e incrementan el flujo sanguíneo, aumenta la tasa de filtración.
o PGi acoplados a receptores:
▪ D2 centrales postsinápticos (inhiben canales de Ca+2 y activan canales de K+).
▪ D2 periféricos: inhiben la liberación de catecolaminas terminales simpáticas.
o A nivel del SNC (neuronas dopaminérgicas: hipotálamo, sustancia negra, campo retrorubral) participa en
procesos cognitivos, emociones, reforzamiento positivo de la conducta, regulación neuroendocrina, en la
actividad locomotora, en la ingesta de agua y alimentos. El aumento de DA en el núcleo acumbens se
relaciona con la esquizofrenia y las alucinaciones.
o En el SNP: modula la función cardíaca, función renal, tono vascular y motilidad gastrointestinal
Metabolismo de dopamina
o 3 OMD: oxo metil dopamina que no cumple una acción
o MAO: mono amino oxidasa degrada la dopamina, el MAOB degrada en mayor cantidad
o th: tirosina hidroxilasa
o en el torrente sanguíneo so puede formar dopamina, pero no puede salir porque no puede atravesar la
barrera hemato-encefalica para la señalización de dopamina. Por eso, se necesita sintetizar en la neurona
presinaptica.
o la dopamina se sintetiza en la neurona presinaptica y se libera a través de vesículas y se unen a los
receptores de dopamina en la celular post sinaptica
o L-DOPA es liposoluble y puede ingresar a la barrera hemato- encefalica
Síntesis de melatonina
o triptófano 5 hidroxi triptófano
▪ triptófano hidroxilasa
▪ o2 h2o
▪ bh4 bh2
o 5 hidroxi triptófano serotonina
▪ DOPA descarboxilasa
▪ libera co2
o serotonina n-acetil serotonina
▪ acetil coA coASH
o n acetil serotonina melatonina
▪ SAM SAH
o serotonina 5 hidoxinodil
acetaldehído
▪ MAO-A
▪ libera nh4
o 5 hidroxinodil acetaldehído 5
hidroxinodil ácido acético
▪ NAD+ NADH
fenilalanina tirosina
▪ phe hidolasa
▪ bh4 bh2
o l tirosina dopa
▪ tirosina hidrolasa
▪ bh4 bh2
o dopa dopamina
▪ dopa descarboxilasa
▪ libera co2
o dopamina noreprinefrina
▪ dopamina beta hidrolasa
▪ entra o2
▪ vitamina c y cu+2 son cofactores
o noreprinefrina epinefrina
▪ SAM SAH
Metabolismo de melatonina
o creb: activa genes de memoria y aprendizaje
o glándula pineal: sueño: se activa por el ciclo circadiano
o melianopsina: hormona que favorece la liberación de glutamato y PACSP (peptido de pituitaria activador a
de adenilato ciclasa
o NE: noradrenalina (favorece la formación de melatonina) favorece su union y activa genes clock: y forma
proteina clock y inducen el sueño
o La melatonina se forma en el pinealocito y se va al torrente sanguíneo para irse a la neurona presinaptica
donde se une a un receptor acoplado a proteína g y inhibe al AMPc que activa al pKA para que
o La serotonina (5'-hidroxitriptamina) alcanza su máxima concentración en la glándula pineal.
o Los mayores picos se originan en la oscuridad y los menores en las horas de luz.
o Sucede porque el paso limitante de la síntesis de melatonina es la enzima NAT (N-acetil transferasa).
o Esta enzima tiene menores niveles de actividad por el día y mayores por la noche, y es la encargada de
pasar la serotonina a N-acetil serotonina.
o La HOMT (hidroxil-indol metil transferasa) acaba el ciclo con la síntesis de melatonina.
o Una vez que se estimula, el pinealocito segrega melatonina a la sangre, unida a albúmina (65% de las
ocasiones) o libre (35%).
o La vida media de la serotonina es de 10-15 minutos.
o Se metaboliza por la sangre, hígado o cerebro, entre las 23:00 y las 7:00 del día siguiente de la producción.
o En el hígado la 6-OH-melatonina pasa a sulfato y glucuronato y va a la orina.
o En el cerebro pasa a compuestos derivados de la quinoneimina.
o Las señales hormonales acompañan a las señales nerviosas que llegan a las terminaciones nerviosas del
ganglio cervical superior
Metabolismo de creatinina
o CKB creatina quinasa brain
o CKBE creatina quinasa, expresión ectopica
o CKM creatina quinasa musculo
o CKMB creatina quinasa corazon
o CKMT1A creatina quinasa mitocrondrial a1
o CKMT1B creatina quinasa mitocondria b2
o CKMT2 creatina quinasa mitocondria 2 (sarcomero
Metabolismo de creatinina en el astrocito
Mecanismo molecular del parkinson
o Cuando la α-sinucleína se produce en exceso, puede bloquear la liberación de la
dopamina y otros neurotransmisores almacenados en vesículas . La dopamina
puede acumularse hasta niveles tóxicos , formando quinona-dopamina , lo que daña
la neurona.
o
•
•
•
•
LAB: creatinina
• creatina
o Es un ácido orgánico nitrogenado que se encuentra en los músculo y células
nerviosas de algunos organismos vivos.
Es un derivado de los aminoácidos, tiene una estructura molecular parecido a ellos.
estructura: creatina (Cr) - acido alfa-metil guanido acetico
otros nombres
▪ acido (alfa-metilguanido acetico)
▪ acido metilguanidino acetico
▪ n-amindinosarcosina
o función: precursor energetico de almacenar energía
o necesidad diaria -> > 2g/dia
fuentes de creatina
o exogena
▪ alimentos o suplementos
o endogena
▪ síntesis en el organismo
▪ en el hígado o el riñón
abosrción de creatina
o creatina entra por un transportador de creativa (CrT1) cuando entra 2Na+ y
1 Cldistribución de creatina
o creatina entra al cerebro o a una celula muscular pr un transportador de creativa que es dependiente de
sodio y cloro y adentro puede transformarse a fosfocreatina por la creatina sintasa.
metabolismo de creatina
sintesis endogena de creatina
o arginina + glicina -> ornitina + guanidinoacetato
▪ AGAT - arginina glicina anódino transferasa
o guanidinoacetato -> creatina
▪ GAMT - n-guanidinoacetato metil transferasa
▪ SAM -> SAH
fosfocreatina
o atp + creatina -> fosfocreatina
▪ creatina quinasa
▪ para la contracción muscular
ciclo de la creatina quinasa
excreción de creatina
o creatina -> creatinina
▪ libera agua
▪ para eliminar la creatina
enfermedad renal cronica
o Es la pérdida lenta de la función de los riñones con el
tiempo. El principal trabajo de estos órganos es eliminar
los desechos y elexceso de agua del cuerpo.
o Uno de los marcadores para determinar la función renal es
la determinación de los niveles de creatinina en suero.
o creatinina -> biomarcador para detectar enfermedad renal crónica.
experimento:
o
o
o
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
• conclusion:
o el paciente tiene creatinina elevado y puede tener una falla renal,
evitando que la creativa este elevada en sangre.
DPG: PARKINSON
• ¿Qué procesos moleculares se producen en el
metabolismo de la dopamina? Explica
detalladamente.
o vmat -> hace que la dopamina se almacene
en vesiculars en la neurona presináptica
o dopamina se excita y se podrá unir con sus
receptores d1 y d2 y por el mecanismo de
señalización (Gs) habra una
neuroplasticidad y podrá hacer sinapsis
para una conducción nerviosa.
o L-DOPA es liposoluble y puedeingresar a
la barrera hemato-encefalica
o COMT: catecol / metil transferasa esuna
enzima que degrada la dopamina
o degradación -> la dopamina se puede
recaptar en la celula presinaptica por un
receptor de dopamina o se puede
degradar a derivados de dopamina.
• ¿Qué relación existe entre la disfunción
mitocondrial y la enfermedad de Parkinson?
Explica detalladamente / Según el caso clínico:
¿Qué procesos moleculares están ocurriendo
en el paciente?
o Figura 1. sugerido procesos fisiológicos
relacionados con la patogénesis de la
enfermedad de Parkinson (PD).
o Diferentes vías y sus disfunciones como
resultado de modificaciones genéticas en
los genes relacionados con la EP-y conducir
a un aumento del estrés oxidativo.
o Las mutaciones o alteraciones en la
expresión de estas proteínas resultan en
deficiencia mitocondrial, el estrés oxidativo,
y mal plegamiento de proteínas.
o Además, el metabolismo de la dopamina
puede estar oxidado a reactivo quinonas de
dopamina que contribuyen al aumento de los niveles de especies reactivas de oxígeno. alfa-sinucleína se
convierte modificado y acelerar su agregación.
o El aumento del estrés oxidativo provoca deterioro de la función de la UPS que degrada las proteínas
dañadas o mal plegada y por este medio que afecta aún más la supervivencia celular.
o Las toxinas ambientales alteran la función mitocondrial, aumentar la generación de radicales libres, y
conducir a la agregación de proteínas, incluyendo α-sinucleína. La disfunción mitocondrial mediante la
inhibición del complejo I afecta mediante la adición de un aumento del estrés oxidativo y una disminución
en la producción de ATP, que conduce a daños en los componentes intracelulares y la muerte celular.
o Además, los mecanismos neuroinflamatorios podrían contribuir a la cascada de consecuencias que
conducen a la muerte celular.
o En resumen, todos estos varios mecanismos celulares atribuidas al estrés oxidativo están implicados en la
degeneración selectiva de las neuronas dopaminérgicas.
•
•
Las estrategias potenciales para la
intervención incluyen la modulación de
bobinas nativas de α expresión sinucleína
o (1), la regulación positiva de moléculas
chaperonas para promover la
liquidación de α -sinucleína
o (2), la regulación positiva de enzimas
tales como la proteína fosfatasa 2A que
mejoran la desfosforilación de α sinucleína en Ser129
o (3), la facilitación del sistema ubiquitinaproteasoma para borrar no deseado α sinucleína
o (4), mejora de la función liposomal y α sinucleína metabolismo mediante el
aumento de la actividad de GCasa
o (5), la mejora directa de
tóxico α despeje sinucleína por activa y /
o la inmunización pasiva
o (6) o mediante el bloqueo de su agregación, la prevención de la propagación de α -sinucleína de afectado a
las células no afectadas
o (7), la inhibición de Ca V 1.3 para reducir la afluencia de calcio
o (8), la inhibición de los receptores NMDA para limitar la activación de las rutas excitatorias
o (9), la inhibición de las vías inflamatorias
o (10), la regulación positiva de SIRT1 a mejoran la biogénesis mitocondrial y reducir la activación de las vías
proinflamatorias
o (11), la inhibición de la O vías xidative de estrés
o (12), la reducción de la acumulación de hierro
o (13), y la inhibición de las vías de apoptosis
o (14). Los recuadros grises cuentan con medicamentos pensados para actuar en estas vías.
o Abreviaturas:
▪ GCSF, granulocitos factor estimulante de colonias;
▪ NMDA, N -metil- D -aspartato;
▪ PGC-1 α , peroxisomas receptor activado por el proliferador γ coactivador 1- α ;
▪ SIRT1, dependiente de NAD proteína
desacetilasa sirtuin-1.
El descubrimiento de los genes heredados de b
Mendel ha mejorado nuestra comprensión de las
vías de señalización que median la
neurodegeneración en la enfermedad de Parkinson.
o Una vía principal de toxicidad celular surge a
través de alfa-sinucleína, mal plegamiento de
proteínas y agregación.
o Estas proteínas se ubiquitinated e inicialmente
degradados por el sistema de ubiquitinaproteasoma (UPS), en el que parkin tiene un
papel crucial.
o Sin embargo, hay una acumulación y el fracaso
de despeje de la UPS con el tiempo, lo que
conduce a la formación de agregados fibrilares y
cuerpos de Lewy.
o Protofibrillas alfa-sinucleína también pueden ser
directamente tóxicos, lo que lleva a la
formación de estrés oxidativo que puede poner
en peligro aún más los UPS mediante la reducción de los niveles de ATP, la inhibición de la proteasoma, y
mediante la modificación oxidativa parkin.
o Esto conduce a la acumulación acelerada de los agregados.
La fosforilación de los agregados que contienen alfa-sinucleína o que contiene tau-podría tener un papel
en su patogenicidad y la formación, pero no se sabe si rica en leucina repetición quinasa 2 (LRRK2) media
esto.
o Otra vía principal es la vía mitocondrial.
o Hay evidencia de acumulación para alteración de la fosforilación oxidativa y la disminución de la actividad
del complejo I en la enfermedad de Parkinson, lo que conduce a especies de oxígeno reactivas (ROS) de
formación y el estrés oxidativo.
o En paralelo, hay una pérdida del potencial de membrana mitocondrial.
o Esto conduce a la apertura del poro de transición de permeabilidad mitocondrial (MPTP), la liberación de
citocromo c desde el espacio intermembrana al citosol, y la activación de la apoptosis mitocondrial
dependiente resulta en la activación de la caspasa y la muerte celular.
o Hay pruebas de que los genes recesivos heredado, tales como fosfatasa y tensina homólogo (PTEN) quinasa
inducida por 1 (PINK1), enfermedad de Parkinson (autosómica recesiva, inicio temprano) 7 (DJ1) y HtrA
serina peptidasa 2 (HtrA2, también conocido como OMI), podría tener todos los efectos neuroprotectores
contra el desarrollo de la disfunción mitocondrial, aunque el sitio exacto de su acción sigue siendo
desconocido.
o Parkin también se ha demostrado que inhiben la liberación de citocromo c tras el estrés inducida por
ceramida, y está a su vez modificada por la proteína de interacción athanogene BCL2-asociado 5 (BAG5).
o La disfunción de las dos vías conduce a estrés oxidativo, lo que hace aún más la disfunción de estas vías
mediante mecanismos de retroalimentación y alimentación hacia adelante, en última instancia conduce a
daño celular irreversible y muerte.
o I-IV, complejos de la cadena de transporte de electrones mitochondial I-IV; alfa-syn (PO 4 ) n , fosfo alfasinucleína; A30P, alanina a la sustitución de prolina en el residuo de aminoácido sinucleína 30; A53T,
alanina a posibilidad de sustitución de treonina en residuo sinucleína 53; E 1 , activadora de ubiquitina
enzima; E 2 , la ubiquitina conjugación de la enzima; E46K, ácido glutámico a la sustitución de lisina en
residuo sinucleína 46; NO, óxido nítrico; 3n / 4n, 3 ó 4 copias de sinucleína; Tau (PO i ) n , Tau (PO i ) n ,
fosfo-Tau; UCHL1, ubiquitina carboxilo-terminal esterasa L1.
• ¿Qué relación existe entre la
neuroinflamación y la enfermedad de
Parkinson? Explica detalladamente.
▪ la neurotoxicicidad es activada
por el sistema reninaagnigotensina (RAS) y los
receptores de dopamina.
▪ En el RAS, la angiotensinogeno
se converte en Angiotensina I
por renina y la A1 se convierte
en angiotensin II por la
enzima convertidora de
angiotensina.
▪ angiotensina II media sus
acciones por el receptor AT1 y
AT2Rs de angiotensina.
▪ AT1Rs activa la NADPH en donde
se produce la mayor cantidad de
ROS que puede ocasionar una disfunción mitocondrias y una respuesta inflamatoria.
▪ La interacción de AT1Rs con D1 y D3Rs incrementa la respuesta de dopamina mientras que D5Rs
regunla al AT1Rs por mecanismos de proteosomas.
▪ los receptores de dopamina están relacionados con la respuesta inmune de las células T.
o microglia -> célula inmune que controla la neuroinflamación o las toxinas ambientales
▪ en este caso las toxinas de parkinson
▪ microglia pueden cambiar a un estado sobre-activado y la liberación de ROS que puede causar
neurotoxicidad.
o se libera citoquinas pro inflamatorias y el aumento de la producción de ROS -> causa neurotoxicidad y eso
causa la activiación de enzimas del sistema NADPH oxidada
o neuromelanina -> pigmento oscuro que se reduce a partir de la oxidación de dopamina
▪ neuromelanina interactuarla con el Fe+2 que produce un aumento de ros y hace que haya un
o
compuesto muy occidente y produce una mayor producción de ROS
o metabolismo de catecolaminas -> mayor producción de neuromelanina ->induce la neuroinflamación
crónica en la enfermedad de parkinson
o parkinson -> disminución de neuronas dopaminergicas ->liberación de neuromelanina -> activación de
microglia
o parkin -> proteina neuroprotectora que es una ubiquitina ligasa que activa sustancias que degradan la
dopamina
SEMANA 13
• Supervivencia celular
• Apoptosis
o la destrucción o muerte celular programada o provocada por el mismo organismo.
o Finalidad Autocontrolar su desarrollo y crecimiento,
o está desencadenada por señales celulares controladas genéticamente. Hace posible la destrucción de las
células dañadas, evitando la aparición del cáncer, consecuencia de una replicación indiscriminada de una
célula dañada.
o La p53 es supresora tumoral es un factor de transcripción que controla el estado del DNA, e inhibe la
progresión del ciclo celular si existe alguna lesión en esta molécula.
o La mutación de p53 se asocia al cáncer y a numerosas enfermedades malignas.
o necrosis produce inflamación porque se libera el contenido celular, dañando a las otras células, mientras
que apoptosis no causa inflamación
o dos grupos:
▪ proapoptóticos BAX, BCL-XS, BAK, BAD, BID, BIM, NOXA, PUMA
▪ antiapoptoticos BCL-2, BCL-XL, MCL-1
• Familia de proteínas Bcl-2
o Deriva del la proteína fundadora protooncogen bcl-2 (b-celula linfoma 2)
o regulan procesos de permeabilización mitocondrial y constituyen un punto clave en la vía intrínseca de
apoptosis celular.
o subfamilia Bcl-2 (anti-apoptótica) Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-W, MCL-1, BCL2A1, BCL-B.
o Subfamilia Bax (pro-apoptótica) Bax, Bak, Bok.
o Subfamilia BH3 (pro-apoptótica) Bad, Bid, Bik, Blk, BimL, PUMA, NOXA, BMF, HRK.
• Via extrínseca de la apoptosisis
o Caspasa 8 corta a BID que es un pro apoptotico y forma tBID (bid truncado) y eso favorece la formación del
poro mitocondria a través de BAX/ BAK y la liberación del citocromo c.
o Ligando Fas (FasL o Apo-1) proteína de membrana tipo II, miembro de la familia del TNF que se expresa en
los linfocitos activados. El Fas se unen a los receptores Fas (receptor de muerte) e inmediatamente se une a
la proteína FADD que convierte a la procaspasa-8 en caspasa-8 (caspasa iniciadora).
o La caspasa-8 una vez activada, desencadena la activación de otras caspasas, entre las que se incluye la
caspasa-3 (caspasa ejecutora).
o La caspasa-8 activa la vía apoptótica mitocondrial al activar la proteína Bid, la cual puede promover la salida
del citocromo c de la mitocondria y activar la caspasa-9 (caspasa-9 iniciadora) que activa a las caspasas
ejecutoras.
o FADD (dominio de muerte asociado a Fas). Receptores de muerte (Fas, TNFR1).
• Vías apoptoticas
o Adaptador intracelular denominado TRADD. La permeabilización de la membrana lisosomal (LMP) induce
una proteólisis generalizada.
o BH3 (pro-apoptótica) BAD, BID, PUMA, NOXA, NIX.
o Bax (pro-apoptótica BAX, BAK, BOK. Factor inductor de la apoptosis (AIF).
o Bcl-2 (anti-apoptótica) Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-W, MCL-1,BCL2A1, BCL-B.
o El citocromo c se une a la Apaf-1 (factor activador de la proteasa apoptótica) para inducir la activación de la
caspasa-9 y con ello la cascada de las caspasas, mientras que SMAC/diablo se une y antagoniza al inhibidor
de las proteínas apoptóticas (IAP). MOMP (permeabilización de la membrana mitocondrial externa).
o caspasa: cisteino porteasas, degradan proteina y en el nucleo degradan ADN
o ligando se une a su receptor (y dentro de el se activan dominios de muerte celular (FADD/TRADD) y activan
al DISC y activa al procaspasa 8 y lo convierte en caspasa 8 y activa a la caspasa efectoras y desencadenan la
muerte celular.
o jian quinasa activa al lisosoma y favorece proteolisis generalizada y promueve la muerte celular por
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
casposas
necrosis es cuando se libera todo el contenido lisosomal
las proteinas apototicas alteran el ptencial de membrana mitocondrial formándose un poro formado por
BAX/BAK para que se libere citocromo c de la mitocondira y se forma el apoptosomoa (molecula formada
por citocromo c, APAF1 (factor apoptotico 1) y procaspasa 9) y activa a caspasa 9 y activa a casapasa 3,6,7 y
degradan proteínas y ADN que conlleva a la muerte celular.
Ligando de muerte celular: TNF y FAS
Caspasa 9: caspasa iniciadora
daño celular activa la p53 y activa la caspasa 2 y forma l os poros y con lleva a la translocacion nuclear que
aumenta ROS y daño de ADN
Intrinsico
▪ Un daño en la mitocondria produce una expresión de MOMP (alteración del potencial de membrana
mitocondrial) y se va a liberar proteínas pro-apoptoticas de la mitocondria como citocromo c, SMAC,
EndoG, AIF que estimulan la apoptosis
▪ Este se caracteriza por un evento central - mitocondrial permeabilización de la membrana exterior
(MOMP) - lo que resulta en la liberación de citocromo c desde el espacio intermembrana mitocondrial
Citosólica de citocromo c a continuación, activa el ensamblaje de un complejo caspasa-activación de la
caspasa entre 9 y apoptótica factor de la proteasa activadora 1 (APAF1; apoptosoma). MOMP puede
ser desencadenada por la activación de las proteínas BH3-sólo después de su movilización de otros
compartimentos subcelulares y su modificación post-traduccional (tales como fosforilación o
proteólisis) o la regulación positiva de la transcripción (por ejemplo, en respuesta a la activación p53).
BH3-only proteínas generalmente estimular MOMP mediante la inducción de la oligomerización de
asociada a BCL-2 proteína X (BAX) y / o Bcl-2 antagonista o killer (BAK) en la membrana mitocondrial
externa, formando de este modo canales supramoleculares que median la liberación de soluble
proteínas de la intermembrana mitocondrial espacio. Daño del ADN puede estimular la transactivación
de genes que codifican las proteínas pro-apoptóticas (tales como los BH3-sólo las proteínas p53
modulador upregulated de apoptosis (PUMA) y NOXA) por p53, o activar la caspasa 2 de una manera
dependiente de p53. La caspasa 2 puede entonces inducir MOMP y / o activar otras caspasas, como la
caspasa 3, directamente. Entre las proteínas mitocondriales que se liberan como resultado de MOMP,
factor inductor de apoptosis (AIF) y endonucleasa G (EndoG) puede promover la muerte celular
independiente de caspasas, que también pueden resultar de los estímulos que causan la
permeabilización de la membrana lisosomal (LMP) para liberar proteasas catepsina en el
citosol. Catepsinas también pueden desencadenar MOMP, estimulando así la vía apoptótica intrínseca
Extrinsico
▪ ligando se une a su receptor (y dentro de el se activan dominios de muerte celular (FADD/TRADD) y
activan al DISC y activa al procaspasa 8 y lo convierte en caspasa 8 y promueve la apoptosis
▪ Esto ocurre en respuesta a la ligadura de los denominados receptores de muerte, que son CD95
(también conocido como FAS), factor de necrosis tumoral receptor 1 (TNFR1; ver la figura, parte una ) o
receptor de ligando inductor de apoptosis relacionado con TNF (TRAILR ). Esto da como resultado el
reclutamiento de varias proteínas, incluyendo dominio de muerte asociado a Fas (FADD), dominio de
muerte de TNFR1-asociado (TRADD) y la caspasa 8. Activado caspasa 8 entonces activa
proteolíticamente caspasas efectoras aguas abajo o trunca la BH3 (BCL-2 homología 3 ) -sólo BID
proteína (BH3-interactuando agonista de la muerte de dominio), que co-activa la vía intrínseca de la
apoptosis por translocación a la mitocondria.
Anoikis
▪ Muerte celular por aislamiento de la celula
▪ La celula se ailsa, y produce una falla en la señalización de FAK
Autofagosomas
▪ Da el autofagosoma actua como un activador de caspasa 8. Estimula la conversión de caspasa 8
inactiva a casapasa 8 activa para promover la apotosis
▪ Db
necrosis regulado
▪ Esto se refiere a menudo como 'necroptosis' y es un proceso independiente de caspasas que implica
una serie de otras moléculas efectoras, incluyendo la proteína interacciona con el receptor 1 (RIP1) y
quinasas RIP3
catástrofe mitótica
Esto constituye un mecanismo de onco-supresor que se inicia por la interrupción del aparato mitótico
durante la fase M del ciclo celular, que es precedido por un cierto grado de detención de la mitosis y
eventualmente causa la muerte celular o senescencia
o la muerte celular por autofagia
▪ Otra modalidad de la muerte celular que, por definición, no implica moléculas efectoras apoptóticas o
necróticas, o se produce durante la mitosis
▪ BAD, BCL-2 antagonista de la muerte celular; DISCO, induce a la muerte complejo de señalización; JNK,
quinasa Jun N-terminal; NIX, NIP3 proteína similar a X; ROS, especies reactivas de oxígeno.
o Funciones letales de proteínas ATG
o Caspasa dependiente
o Caspasa independiente
• Integración de multeples vías de señalización que regulan la permeabilidad de la membrana mitocondrial
externa y apoptosis
o cuando se libera un factor de crecimiento se une a su receptor el cual es una tirosina quinasa se activa una
vía de señalización. PI3K y PKB inhiben a un pro apoptotico (BAD) fosforilandolo 2 veces utilizando 2 ATPs. y
en la mitocondria BAD inhibe a los antiapoptoticos (BCL2 y BCLxL) el cual inhibe BAK y BAK porque no dejan
que se forme el poro mitocondria.
o si no hay factor, no hay una vía de señalización que inhibe a BAD y ese induce la apoptosis.
o Bim esta anclado en el citoesqueleto, pero en una célula que morirá, el cito esqueleto libera al bim y el bim
se va a la mitocondria para activar a BAK y BAX y activan el poro mitocondria y conlleva a la muerte celular.
o puma detecta un daño en el ADN y se libera del núcleo y se va a la mitocondria y activa BAK y BAX y activan
el poro mitochondrial y conlleva a la muerte celular.
o Daño del ADN genera BH3 (pro-apoptótica) PUMA,NOXA que expresa Bax (pro-apoptótica) BAX, BAK.
o 3. Factor trófico se une al receptor que genera PKB que fosforila al BAD inhibiendo su actividad.
o El BAD inhibe a la Bcl-2 (anti-apoptótica): Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-W, MCL-1,BCL2A1, BCL-B.
• Proteínas que participan en el control del crecimiento celular y proliferación
o Activadores de receptores de señals codificiado por virus
o Moléculas de señalizacioon
o Receptor de la señal
o Transductor intracelular
o Receptor intraceluar
o Factores de transcripocion
o Protienas de reparación de ADN
o Protienas de control del ciclo celular
o Proteínas apoptotitcas
• Genes, mutaciones y cáncer
Función
Ejemplos de productos
Efecto de la
Propiedad
Origen de la
normal de los génicos
mutación
genética del
mutación
genes
gen mutante
protooncogen Promueven la Proteínas antiapoptóticas Mutaciones de
mutaciones
Surgen por
supervivencia componentes de vías de
ganancia de
son
mutación
celular de las señalización y de
función permiten genéticamente puntal,
células o la
transducción de señales
la proliferación y
dominantes
translocación
proliferación que resultan en la
supervivencia
cromosómica,
proliferación, factores de
celular no
amplificación
transcripción
reguladas
Gen supresor Inhiben la
Proteínas que promueven Mutaciones de
Mutaciones
Surgen por
de tumores
supervivencia la apoptosis, inhibidores
perdida de
son
deleción,
celular de la
de la progresión del ciclo
función permiten genéticamente mutación
célula o la
celular, proteína de
la proliferación y
recesivas
puntual,
proliferación control de los puntos de
supervivencia
metilación
control que evalúan el
celular no
daño del ADN o
reguladas
cromosómico,
componente de vías de
señalización que limitan la
proliferación celular
▪
Genes
cuidadores
•
•
•
•
•
•
Reparan o
previenen el
daño en el
ADN
Enzimas de reparación del
ADN
Mutaciones de
perdida de
función permiten
que las
mutaciones se
acumulen
Mutaciones
son
genéticamente
recesivas
Surgen por
deleción,
mutación
puntual,
metilación
Detección de g1 en respuesta a daño en el ADN
o El ADN dañado libera al ATM que activa a la molécula p53 y ChK2.
o ChK2 fosforila a la Cdc25A, proteína que defosforila tirosinas.
o Cdc25A promueve la degradación por el proteosoma, lo que impide la activación del complejo ciclina ECdk2, provocando una parada en la iniciación y progresión de la replicación del ADN.
o Cdc25A en células no irradiadas, defosforila Cdk2 para promover la transición de G1 a S.
o La fosforilación de p53 perturba su interacción con la ligasa E3 de ubiquitina-Mdm2, lo que impide la
ubiquitinación y degradación de p53.
o La comprensión de cuál es la señal que emana de las lesiones en el ADN y cómo afecta a las numerosas
rutas celulares implicadas se ha obtenido estudiando la respuesta a las roturas de doble hebra (DSBs, por
Double Strand Breaks), que está conservada desde levaduras hasta humanos. Proteínas kinasas asociadas:
o ATM (Ataxia-telangiectasia Mutated, el gen mutado en esta enfermedad humana) ATR (ATM- and Rad3Related).
Producción de energía en células cancerosas por glucolisis aerobica
o La glucosa vía glucolisis anaeróbica genera ácido láctico + ATP a una mayor velocidad.
o Mientras que la glucolisis aerobia esta disminuida.
o Mediante la angiogénesis (proceso de formación de vasos sanguíneos normal y en el cáncer) provee
nutrientes al tumor, pero no oxigeno, ya que hay disminución de eritrocitos.
o El ácido láctico y el sodio sale de la célula tumoral a través del transportador MCT1.
o célula tumoral: exceso de glucosa medio acido
poco o2, mucho Na
o en una célula tumoral, la glucolisis anaeróbico es 200 veces más rápido que una célula normal
o tejido diferenciado
▪ con o2 piruato mitocondria fosforilacion oxidativa (-36 moles de ATP/mol de glucosa)
▪ sin o2 piruvato lactato glucolisis anaerobica (2 moles de ATP/mol de glucosa)
o tejido proliferante + tumor (con/sin o2)
▪ glucosa piruvatato lactato (glucolisis anaeróbica (efecto warburg)) (-4 moles de ATP/mol de
glucosa)
Cáncer y alteraciones de las vías reguladoras del crecimenteo
o Receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR, ErbB-1o HER1) miembros de la familia del factor de
crecimiento epidérmico.
o Las mutaciones que afectan a la expresión o actividad del EGFR pueden provocar cáncer. ErbB
(glioblastomas, cervical y mama).
o protooncogenes genes cuyos productos promueven el crecimiento y la división de la célula. Codifican
factores de transcripción que estimulan la expresión de otros genes, moléculas de transducción de señales
que estimulan la división celular y reguladores del ciclo celular, que hacen que la célula progrese a través de
este ciclo.
Efecto de la perdida de la selalizacion por el TGF-beta
o el factor de crecimiento transformante beta 1 (TGF- β1ó TGFB1) es una proteína perteneciente a la
superfamilia de factores de crecimiento transformante beta de las citocinas.
o Controla el crecimiento celular, la proliferación celular, los procesos de diferenciación y apoptosis.
Cáncer:
o proliferación de células de manera descontrolada sin regulación en el ciclo celular y conlleva a la muerte
celular. un grupo de mas de 100 enfermedades desconocidas
Desarrollo y metastasisi del cáncer colorectal
o Se forma un pópilo (crecimiento pequeño) en la pared del colon
o Crece un tomor benigno precanceroso
o Crece un adenona clase II (benigno)
o Crece un adenona clase III (benigno)
o Se desarolla un carinoma maligno
o El cáncer hace metástasis (se disemina a otros tejidos)
Celula de colon normal perdida del gen supresor de tumores APC (cromosoma 5) activación del
oncogen K-ras (cromosoma 12) perdida del gen supresor de tumores p53 (cromosoma 17 otros
cambios
o Células tumorales invaden los vasos sanguneos lo que permite que se produzca una metástasis
Metástasis
o invasión del carcinoma hacia los otros tejidos por
invasión del vaso sanguíneo.
Diabetes mellitus
o diabetes mellitus tipo 2: alteración de genes, pero no
se desarrolla, sino puede ser a través de efectos
ambientales como la malnutrición
o Consumo exceso de carbohidratos hiperinsulinismo
resistencia a la insulina resistencia a las insulinas
en las células beta estrés pancreático disfunción
de las células beta niveles aumentados de glucosa y
acidos grasos libres diabetes mellitus tipo 2
El papel de los lípidos hepáticos en la resistencia hepática
a la insulina y la diabetes tipo 2
o El aumento de la DAG del hígado causa la activación de PKC y su translocación a la membrana celular, lo que
resulta en la inhibición de la señalización de la insulina. La fosforilación reducida del sustrato receptor de
insulina 2 (IRS2) y PI(3)K reduce la actividad Akt2 por la reducción en la actividad de PDK1, la supresión por
fosforilación de la glucógeno sintasa cinasa 3 (GSK3) y la reducción de la síntesis de glucógeno hepático
estimulado mediante la reducción de la actividad de la glucógeno sintasa (GS).
o La actividad Akt2 dañada produce el aumento de gluconeogénesis hepática mediante la promoción de
FOXO1 al núcleo debido a la fosforilación e incremento de expresión de las proteínas gluconeogénicos
piruvato carboxilasa (PC), fosfoenolpiruvato carboxiquinasa (PEPCK), glucosa- 6-fosfatasa (G6Pasa), PIP3.
Diabetes mellitus
o Estrés del RE
▪ Es un desbalance entre la capacidad de plegamiento proteico del RE y la demanda de síntesis proteica,
resultando en la acumulación de proteínas mal plegadas.
o Niveles excesivos de glucosa conducen a la producción elevada de insulina en las células β.
o El exceso de insulina genera estrés del RE, liberando y acumulando proteínas mal plegadas o no plegadas
(UP), debido a cambios en la disponibilidad del Ca+2, ATP, o2 y agentes patógenos.
o Luego se activa un programa celular de respuesta a UP (UPR) para mejorar el error, el cual incluye:
Transcripción de chaperonas (proteínas que atrapan a las UP), reducción de la síntesis de nuevas proteínas y
activación de la degradación de las UP en los proteosomas.
o RE en estrés prolongado conduce a la apoptosis y la liberación de citocinas como la IL-1 y TNF-α que activa
NF-kB que promueve agentes pro-apoptóticos (Subfamilia BH3 PUMA) y disminuyen agentes antiapoptóticos (Subfamilia Bcl-2 (Bcl-2, MCL-1). Estos cambios en la expresión génica favorecen a los agentes
pro-apoptóticos (Subfamilia Bax: Bax, Bak, Bok) que generan permeabilización de la membrana
mitocondrial externa ( MOMP ), liberando Cyt c que induce a la apoptosis de la célula pancreática β.
Además el NF-kB activa a la óxido nítrico sintasa (iNOS) que provoca estrés del RE y apoptosis.
o Lipotoxicidad promovido por ácidos grasos no esterificados (NEFAS) también conduce a estrés células β.
Diabetes melitus y biomarcadores
o A1C ≥6,5%. El análisis se debe realizar en un laboratorio con un método cerHficado por el NGSP y
uniformado con el análisis del DCCT.*
o Glucosa en ayunas (GA) ≥126 mg/dl (7,0 mmol/l).*
o Glucosa plasmática (GP) a las 2 h ≥200 mg/dl (11,1 mmol/l) durante una prueba de tolerancia a la glucosa
oral (PTGO). El análisis debe efectuarse como lo describe la Organización Mundial de la Salud, con una carga
de glucosa que contiene el equivalente a 75 g de glucosa anhidra disueltos en agua.*
o En un paciente con síntomas clásicos de hiperglucemia o una crisis hiperglucémica, una GP al azar ≥200
mg/dl (11,1 mmol/l).
o *Si no hay hiperglucemia inequívoca, los resultados se deben confirmar repitiendo el análisis otro día.
Biomarcadores de síndrome metabólico
o
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•
•
•
•
•
PORTAFOLIO Y DPG – RESISTENCIA A LA INSULINA:
• ¿Qué procesos bioquímicos y moleculares ocurren cuando la insulina se acopla a sus receptores en el músculo y
tejido adiposo? ¿cuál es la finalidad de éste proceso?
o En el tejido muscular:
▪ Estimula la entrada de glucosa (por translocación de los GLUT 4 hacia la membrana).
▪ Aumenta la glucólisis por es mulación de la fosfofructocinasa I y dela piruvatocinasa.
▪ Estimula la síntesis de glucógeno al es mular la actividad de la GS.
▪ Favorece la entrada de aminoácidos a la célula y su incorporación alas proteínas, estimula la síntesis e
inhibe el catabolismo de proteínas.
▪ Estimula la captación y utilización de los cuerpos cetónicos.
▪ La insulina es mula la bomba Na+/K+, lo que favorece la entrada de K+ a las células.
o En el tejido adiposo:
▪ Estimula la captación (GLUT 4) y utilización de glucosa por el adipocito.
▪ Aumenta la vía de las pentosas que aporta NADPH al es mular a laglucosa-6-fosfato deshidrogenasa.
▪ Favorece la captación de ácidos grasos al estimular a la enzima li-poproteínalipasa 1, que degrada los
triglicéridos contenidos en laslipoproteínas.
▪ Estimula la síntesis de triglicéridos (al promover la glucólisis y la vía de las pentosas) e inhibe los
procesos de lipólisis, por lo que se favo-rece la acumulación de éstos en los adipocitos.
• Diferencia cada uno de ellos, explica y esquematiza .
o insulina
▪ La insulina es una hormona anabólica importante que se sintetiza en los islotes de Langerhans en las
celulas beta del pancreas y desempeña un papel esencial en la homeostasis de la glucosa mediante la
regulación del equilibrio entre la producción de glucosa hepática y la absorción de glucosa por el
músculo y el tejido adiposo, los dos sitios principales de la captación de glucosa en el hombre.
o receptor de insulina
▪ el receptor de insulina (IR) es una glicoproteína que pertenece a la familia de tirosina quinasas las
cuales se autofosforilan. El IR contiene 4 subunidades, 2 alfas, y 2 betas. las subunidades alfas se
encuentran en el exterior de la membrana plasmática y contiene el sitio de unión con la insulina. las
subunidades beta tienen una parte extracelular y una parte intracelular que contiene actividad
tirosina cinasa que se autofosforila.
o mecanismo molecular de la insulina en el músculo y en el tejido adiposo:
▪ Cuando la insulina se une a su receptor, éste desencadena múltiples vías de señalización, incluyendo la
translocación de transportadores GLUT hacia la membrana, para el ingreso de glucosa a la célula.
▪ La unión de la insulina al receptor de insulina causa activación de una proteincinasa, la tirosina quinasa
con la consecuente autofosforilación de los residuos de tirosina específica del receptor. Una vez que el
receptor está activado se favorece la fosforilación de los residuos de tirosina de los sustratos de
proteína. Las 2 vías de señalización intracelular son la fosfatidilinositol 3 quinasa (P1-3K) y la vía de
proteína mitogénica activada quinasa (MAP-Quinasa).
▪ La vía de la P13K se inicia por la fosforilación de la tirosina del sustrato de receptor de insulinas 1-4,
(ISR-l-4) los cuales una vez fosforilados se asocian con la P85, una subunidad regulatoria de la P13K.
▪ La P13K activada compuesta con las subunidades P85 y P110 producen fosfatidilinositol 3, 4, 5, fosfato
(PIP3) por fosforilación de fosfatidilinositol-4,5-bisfosfato (PIP2). . Los niveles elevados de PIP3 resultan
en la activación de AKT (efector molecular) que media los efectos de la insulina y que incluyen:
• 1) la translocación de Glut-4 a la superficie de la célula para la utilización de la glucosa,
• 2) la activación de la enzima
sintasa constitutiva del óxido
nítrico (eNos) que conduce a
la síntesis del óxido nítrico por
el endotelio y el cual favorece
la vasodilatación de los vasos
• 3) la regulación de la síntesis
proteica, de glucógeno y la
acción antilipolítica a nivel del
tejido adiposo.
▪ a) Vía de señalización de las MAP
cinasas.
• Los efectos de la insulina en la
regulación de la síntesis de
proteínas son mediados
principalmente a través de la
activación de la vía
deseñalización de las MAP cinasas (Fig.2).
• La fosforilación en residuos de Tyr del dominio citoplasmático del IR, promueve la asociación de la
proteína Shc, la cual une al complejo Grb2/SOS; SOS es un factor recambiadorde nucleótidos de
guanina (GEF),capaz de activar a Ras.
• La activación de Ras (GTP-Ras) inicia el encendido de la cascada de las MAP cinasas.
• GTP-Ras se une y activa a Raf-1 que subsecuentemente lleva a la fosforilación y activación de la
vía,que involucra el reclutamiento y activación de MEK (también llamada cinasa de MAP cinasa) y
de las ERK1 (cinasa regulada extracelularmente 1)y ERK2.
• Alternativamente a esta víade señalización que lleva a la activación de las ERK1 y ERK2 (conocidas
genéricamente como MAPcinasas), la insulina es capaz de activara estas proteínas por una
víaindependiente de Shc, pero quedepende de la activación del IRS (sustrato del receptor de
insulina).
• Una vez activo IRS, une al complejo Grb2/SOS
y a partir de este punto lasecuencia de
activación de proteínases la misma que se
describió para Shc(Fig. 2).
• Las MAP cinasas tienen una amplia gama de
sustratos potenciales, incluyendo factores de
transcripción y otras cinasas, que participan
principalmente en la regulación de la
expresión genética en tejidos sensiblesa la
insulina pero no en la regulación del
transporte de glucosa
o Figura 2. Activación de la vía de las MAPK
por acción de la insulina.
o La insulina activa la víade las MAPK a través de dos mecanismos: en el primero, la activación
del IR promueve laasociación de la proteína Shc, la cual une al complejo Grb2/SOS; SOS activa a
Ras, la cualinicia el encendido de la cascada de las MAPK.
o GTP-Ras une y activa a Raf-1 que subsecuentemente lleva a la fosforilación y activación de MEK
y de las ERK1/2.
o Alternativamente existe una vía independiente de Shc pero dependiente de la activación del
IRS por la que lainsulina es capaz de activar a las MAPKs.
o En esta, una vez activo IRS, une al complejo Grb2/SOS y apartir de este punto la secuencia de
activación de proteínas es la misma que se describió para Shc.
• ¿Qué procesos bioquímicos y molecular esocurren cuando la insulina se acopla a sus receptores en el hígado?
o La insulina, a su llegada al hepatocito, se une y activa el receptor tirosinacinasa de la insulina (RTKI), el cual
promueve la fosforilación del sustrato del receptor de la insulina (SRI), siendo el SRI2 el másimportante a
nivel hepático.
o La fosforilación de SRI2 genera sitios de unión para la quinasa fosfatidilinositol 3 -PI(3)K-.
o La uniónde PI(3)K a SRI2 convierte el lípido de membrana fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PIP2) en
fosfatidilinositol 3,4,5-trifosfato (PIP3)que, a su vez, recluta Akt2.
o Bajo condiciones de estímulo de insulina, la proteína cinasa D (PDK1) es fosforilada y activa Akt2, queparece
suprimir la producción hepática de glucosa mediante 2
mecanismos principales:
▪ primero, la disminución de la expresiónde las enzimas
gluconeogénicas mediante la fosforilación y la exclusión
nuclear de la proteína FOXO1, que inhibe la activación
de la expresión de proteínas gluconeogénicas como la
glucosa-6 fosfatasa (G6Pasa) y la fosfoenolpiruvato
carboxiquinasa (PEPCK),dando lugar a la supresión de la
gluconeogénesis hepática;
▪ segundo, el aumento de la actividad de la glucógeno
sintasa (GS) mediante la fosforilación e inactivación de
la quinasa glucógeno sintasa 3 (GSK3). En su forma
inactiva (fosforilada), GSK3 nocataliza la fosforilación e
inactivación de la GS, permitiendo así la síntesis de
glucógeno hepática.
• ¿cuál es la finalidad de éste proceso?
o En el hígado:
▪ Incrementa la actividad y es mula la síntesis de la glucocinasa, favoreciendo la utilización de la glucosa.
▪ Aumenta la vía de las pentosas que aporta NADPH al estimular a la Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa.
▪ Aumenta la glucólisis por estimulación de la glucocinasa, fosfofructocinasa I y de la piruvatocinasa.
▪ Favorece la síntesis de glucógeno, es mulando la actividad de la glu-cógeno sintetasa (GS).
▪ Reduce la gluconeogénesis, al disminuir principalmente la síntesis de la fosfo-enol-piruvato-carboxicinasa (PEPCK).
▪ Estimula la síntesis de proteínas.
▪ Aumenta la síntesis de lípidos, al es mular la actividad de la ATPcitrato liasa, acetil-CoA-carboxilasa,
“enzima málica” y de la hidroxi-metil-glutaril-CoA reductasa.
▪ Inhibe la formación de cuerpos cetónicos.
• Qué procesos bioquímicos y moleculares están ocurriendo en el paciente? Esplique y esquematice
detalladamente.
o imc -> 32,6 kg/ dl -> elevado
o presión arterial -> 154/96 mmHg -> elevado
o glicemia -> 178 mg/dL -> hiperglicemia
o colesterol -> 162 mg/dL
o HDL -> 53 mg/dL -> elevado
o LDL -> 84 mg/dL ->
o triglicéridos -> 177 mg/dL -> elevado
o el paciente presenta sindrome metabolico
con resistencia a la insulina:
o La insulina se libera en la vasculatura por las
células β en respuesta a niveles elevados de
glucosa en la sangre, después de la ingestión
de alimentos.
o La insulina provoca sus efectos anabólicos
mediante la asociación con el IR transmembranal, presente en los tejidos diana.
o Estos receptores clave ligados a la membrana están presentes en las células que almacenan el exceso de
carbohidratos en forma de glucógeno (hígado y músculo) o como triacilglicerol (tejido adiposo).
o El IR se compone de cuatro subunidades peptídicas (dos subunidades de la cadena α y dos subunidades de la
cadena β) y es un receptor de tirosina quinasa heterotetramérica.
▪ La interacción con la insulina induce la autofosforilación del receptor en los residuos de tirosina (Tyr1158,
Tyr1162 y Tyr1163) y esto inicia el reclutamiento y la fosforilación de las proteínas adaptadoras
intracelulares (IRS).
Se han descrito trece isoformas IRS diferentes, pero las isoformas 1 y 2 se han estudiado extensamente, ya
que están ampliamente distribuidas entre diferentes tipos de células y se activan principalmente en el
músculo esquelético, que es responsable de aproximadamente el 75% de la glucosa en sangre estimulada por
la captación de insulina en el cuerpo.
o El IRS1 fosforilados, en menor medida IRS2, induce la activación de la quinasa lipídica PI3K por unión con la
subunidad reguladora p85 de PI3K. La PI3K activada convierte el 3,4-bisfosfato de fosfatidilinositol (PIP2) en
fosfatidilinositol 3,4,5 trifosfato (PIP3), a través de la subunidad catalítica p110.
o Esta conversión activa la proteína quinasa 1 dependiente de 3-fosfoinositidos (PDK1) que posteriormente
recluta y fosforila la proteína quinasa B (pAkt) en la membrana plasmática.
o PDK1 también puede activar atípica proteína quinasa C (aPKC), que también regula el metabolismo de la
glucosa. Aguas abajo de estas interacciones, pAkt tiene más de 100 sustratos que regulan muchos procesos
celulares, incluyendo la proliferación celular, la diferenciación, la endocitosis, la supervivencia, y la
homeostasis de la glucosa.
o Existen tres isoformas de Akt, y Akt2 es reconocido como el más abundante en los tejidos sensibles a la
insulina. Curiosamente, cuando Akt2 fue eliminado en knockout ratones, el aumento de la resistencia a la
insulina se observó que ilustra el importante papel fisiológico desempeñado por Akt2 en la mediación de la
glucosa homeostasis.
o Mecanicamente, Akt es un importante regulador de la translocación de las vesículas GLUT4 a la membrana
plasmática, que es crítico para la captación intracelular de glucosa libre en los tejidos sensibles a la insulina.
o La señalización apropiada de insulina puede ser interrumpida debido a alteraciones genéticas o cambios
físicos a cualquiera de los nodos de señalización antes mencionados, y esto puede manifestarse como
resistencia a la insulina. Mutaciones y serina hiperfosforilación de las proteínas del IRS se asocian
especialmente con el desarrollo de resistencia a la insulina, ya que se cree que disminuyen la interacción del
IRS con PI3K.
o Anteriormente, la interrupción homozigótica de la transcripción IRS1 llevó a la resistencia a la insulina leve ,
mientras que IRS2-knockout ratones mostró severa resistencia a la insulina.
o Además, en pacientes con DM2 se cree que muchas sustituciones precisas de aminoácidos en las proteínas
IRS1 alteran la función de la proteína, pero algunas de estas sustituciones han sido controvertidas.
o Por ejemplo, los investigadores han informado de que Gly972Arg es un polimorfismo común en pacientes con
DM2, pero otros no han podido observar resultados similares en otras poblaciones de DM2.
o Además, se sugirió que la hiperfosforilación de serina en los residuos Ser302, Ser307, Ser612 y Ser632 en
IRS1 era responsable del aumento de la resistencia a la insulina en modelos animales.
o De hecho, la síntesis y secreción de citoquinas proinflamatorias no controladas y la activación de la
activación de proteínas de señalización proinflamatorias, tales como el factor de necrosis tumoral alfa (TNFα) y la isoforma 1 de la proteína quinasa N-terminal c-Jun (JNK1) en respuesta al tejido adiposo Expansión,
puede inducir serina hyperphosphorylation en IRS1, especialmente en el residuo Ser636 (Figura 1].
o Sin embargo, no se conoce completamente qué residuos de serina específicos o combinación de los mismos
requieren hiperfosforilación para provocar el fenotipo resistente a la insulina, ya que se ha demostrado una
fosforilación excesiva en Ser337 y Ser636 en muestras de músculo de pacientes con síndrome metabólico,
pero no en Ser307, Ser789, O Ser1101 según lo informado por otros.
o Además, la hiperfosforilación de la serina en el residuo Ser312 marca IRS1 / 2 para la degradación, que
amortigua el relé de señalización mediado por IR.
o En conjunto, estos datos demuestran la complejidad del papel desempeñado por las proteínas IRS, pero
también su importancia en la modulación de la resistencia a la insulina.
• Diabetes mellitus y inflamación de células beta
o La función principal de la célula β pancreática es acoplar la detección de nutrientes y el metabolismo
posterior a la liberación de insulina.
o Por lo tanto, la exposición aguda de las células β a nutrientes, como glucosa, lípidos y algunos aminoácidos,
promueve la secreción de insulina.
o Sin embargo, la exposición incesante a la glucosa elevada y los lípidos se sabe que tienen efectos perjudiciales
sobre la secreción de insulina de las células β pancreáticas y se correlaciona con el inicio de la resistencia a la
insulina en la periferia .
o Estos niveles elevados de nutrientes pueden dar lugar inicialmente a un aumento del metabolismo de las
células β y la subsiguiente hiperinsulinemia, pero la exposición crónica induce un estrés oxidativo que puede
causar disfunción de las células β e incluso la muerte de las células β.
o En consecuencia, la disminución de la producción de insulina de este proceso debido a la muerte de las
células β-glucolipotoxicity muerte e inicia el círculo vicioso deletéreo observado en T2DM (Figura 2].
o
Figura 2: disfunción de las células β en la diabetes.
▪ Los niveles excesivos de glucosa conducen a una alta producción de insulina en las células β.
▪ El aumento de la síntesis de insulina promueve la sobrecarga del retículo endoplasmático (ER), la
respuesta de la proteína no desarrollada (UPR) y el
estrés de la ER.
▪ El estrés prolongado de ER conduce a la apoptosis ya
la liberación de IL-1β mediante la activación del
inflamasoma.
▪ Las citoquinas proinflamatorias locales inducen la
activación de NFκB que promueve los cambios
proapoptóticos en la expresión génica.
▪ Estos cambios en la expresión génica favorecen la
oligomerización Bax / Bak y la permeabilización de la
membrana externa mitocondrial (MOMP), llevando
consecuentemente a la apoptosis.
▪ Además, la activación de iNOS dependiente de NFκB
desencadena el estrés de ER y la apoptosis también.
▪ La lipotoxicidad promovida por NEFA también
conduce al estrés de las células β-ER a través de
diferentes mecanismos, incluyendo especies
reactivas de oxígeno y nitrógeno (ROS / RNS),
depleción de calcio (Ca2 +) y ER a Golgi.
SEMANA 14
• acetilcolina
o Se sintetiza en el citosol a partir de acetil coenzima A
(intermediario en la degradación de glucosa y ácidos grasos) y
colina.
o Acetil coA + colina acetilcolina
▪ Acetilcolinisterasa
▪ Libera CoA-SH
• formación de la unión neuromuscular
o El axón libera agrina (proteoglicano) que inicia una reacción en cadena que finalmente conduce a la
asociación de la AChR. La agrina se une a un receptor quinasa muscular específico (receptor esquelético
muscular tirosina quinasa) en la membrana post-sináptica, y esto a su vez conduce a la activación de la
proteína citoplasmática rapsina.
o La agrina (proteoglicano) se une a un receptor esquelético muscular tirosina quinasa en la membrana
postsináptica, activando a la proteína MuSK las que activa a la Dok -7 y RapSyn, para inducir la agrupación "
de los receptores de acetilcolina ( RACh).
o La rapsina contiene los dominios que permiten la asociación y multimerización del AChR. El nervio termina
en la placa de extremo , formando la unión neuromuscular - una estructura requerida para transmitir los
impulsos nerviosos en el músculo, y iniciando así la contracción muscular.
• acetilcolina y oxido nítrico
• unión neuronmuscular por acetilcolina
o neurona tiene neurotransmisora acetilcolina y se une a su receptor colinérgico muscarimico, abre el canal
na/k y favorece el ingreso de sodio a la célula muscular mientras que sale potasio. luego por tener mucho
sodio en la célula muscular se abre otro canal de sodio e ingresa más sodio. por el ingreso de más sodio se
abre el canal de ca+2 regulado por voltaje y además se libera el canal de calcio del retículo sarcoplasmático
para ser liberado de la célula muscular para la contracción muscular.
• noradrenalina
• anticuerpos monoclonales
• síntesis y secreción de t3 y t4
o hipotálamo libera homona liberadora de tirotropina (TRH) que estimula a la glándula pituitaria el cual
estimula la TSH (hormona estimuladora de tirotropina) y estimula a la tiroides para la sintesis de la T3 y T4
1. TSH activa cAMP
2. entra la glucosa
3. glucosa vía pentosa fosfato genera NADPH genera H2O2
o
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•
•
•
•
•
•
4. peroxidasa transforma h2o2 a o2
5. ingresa yodo
6. tiroglobulina se sintetiza en el RE rugoso y se libera por exocitosis
7. tiroglobulina se une con el yodo por union de cargas
8. TG y yodo forman DIT y MIT
9. DIT y MIT se unen y forman T3
10. DIT y DIT se unen y forman T4
11. t3 y t4 ingresan a la celula con la tiroglobulina por fagocitosis
12. se une un lisosoma y degrada a la tiroglobulina y libera t3 y t4
13. t3 y t4 se van al torrente sanguíneo para su uso
mecanismo molecular de t3 y t4
o t3 es el receptor de T3
o t3 implicado en la apoptosis por FAS en mínima cantidad
o en el tejido adiposo se favorece la actividad de t3 y activa la termogenina (encargada de dar calor en tejido
adiposo)
o t3 estimula lipolisis y disminuye grasa corporal en el adiosito
o en el hígado se estimula el LDL y el HOMGCR en sintesis de colesterol y estimula sintesis de sal bilear
o a nivel muscular favorece el repartimiento de tejido
o a nivel del pancreas estimula la liberación de insulina y la maduración de las células beta y el crecimiento y
funcionamiento del páncreas
o t3 y t4 activa vía de map quinasas sa
o t3 activa p30 para estimular la oxido nitrico sintasa
o la t3 y t3 estimula bomba sodio potasio ATPa
hipertiroidismo
o exceso de hormona tiroidea (hipertiroidismo)
o constipación
o incremento de presion arterial
o ojo bien abierto
o debilidad de huesos
o mal desarrollo cognitivo
hipotiroidismo
o bradicardia
o constipación
o debilidad de los huesos
o mal desarrollo cognitivo
mecanismo no genómico de t3 y t4
mecanismo genómico de t3 y t4
o libera corepresores y ayuda a que se unan los coactivadores para que se una la ARN polimerassa
vih mecanismo molecular
o 2 factores fundamentales:
▪ carga viral (cantidad de virus suficiente para invadir)
▪ disminución del sistema inmunologico
o invade a linfocitos t cd4 positivos. el virus tiene ARN con proteína gp120 el cual se une a cd4 (proteína de
membrana) y luego se une ccr5 y cxcr4 para unirse al linfocito y cuando libera su contenido (ARN) y el
material genético del huésped es ADN- el virus tiene transcriptas a reversa y transforma ARN a ADN y por
una integrada se une al núcleo y se sintetiza proteínas virales y luego se dirige al la membrana y se
exocitosis y utiliza las proteasas para liberar el virus maduro.
o el virus se libera por el semen y atraviesan las células epiteliales de la vagina y se van a la submucosa
epitelial y las células de Langerhans detienen el ingreso del VIH, pero si ingresa el virus atravesando la pared
de células epiteliales y activa a la célula dendrítica (primera barrera) y avisa a la célula t el cual manda la
orden a la tcd4. y si hay mucho virus la célula t se infecta con el virus y la celular detrítica trata de
degradarlo y lo infecta y luego las células b ( que forman anticuerpos) engloban los virus y las cd4 infectadas
para formar un centro germinal
vih tratamiento
o targa: terapia retroantiviral de gran actividad
PORTAFOLIO HORMONAS TIROIDEAS
1.-¿Qué procesos bioquímicos y moleculares permiten la síntesis de hormonas tiroideas? Explica y esquematiza.
• La tiroides es una glándula que pertenece al sistema endocrino cuya función consiste en producir la cantidad
necesaria de hormonas tiroideas para satisfacer la demanda de los tejidos periféricos.
• Las hormonas tiroideas desempeñan un papel fundamental en el crecimiento somatico y regulan numerosos
procesos metabólicos.
• La síntesis de hormonas tiroideas requiere de una glándula tiroidea desarrollada normlmente, un aporte
nuticional de yodo adecuado y una serie de reacciones biouimicas secuenciales, complejas, procesos controlados
por el sistema regulador hipotalamo-hiofisario y por la propia autorregulación tiroides.
• Las numerosas funciones ejecidas por las hormonas tiroideas en practica con diferentes receptores, proteinas
correguladoras y otras proteinas asociadas a receptores nucleares.
• Los componentes esenciales del sistema regulador de la función tiroidea lo constituye la hormona hipotalámica
liberadora de tirotropina (TRH) la tirotropina y hormona hipofisaria estimulante de tiroides (TSH) y la triyodo
tironina (T3). La TRH y la TSH ejerce un efecto estimulador, mientras que la T3 ejerce un efecto inhibidor. La
tiroxina (T4) procedente de la glándula tiroides pasa al plasma y debe desarrollarse a T3, la que interactúa con el
receptor nucler de la célula tirotropa hipofisaria.
• -La captación de yoduro es un prmer paso crucial para la sintesis de hormonas tiroideas. La fuente de yodo del
organismo depende exclusivamente de la ingesta. El yodo es absorbido en el intestino delgado proximal tanto en
forma organicacomo inorganica. La lberacion del yoduro tras hidrolisis enzimatica se completa posteriormente
en el higado y riñon. Notese que la tiroxina contiene cuatro moleculas de yodo en su estructura.
• SINTESIS Y SECRECIÓN DE HORMONA TIROIDEA:
• Para la sintesis y secrecion de HT, las celulas foliculares realizan una serie de funciones especializadas.
• Captación de yoduro activaente mediante la proteina NIS, que concentra el yoduro de manera dependiente del
sodio.
• 2.El yoduro es transportado desde la membrana basal a la membrana apical del tirocito.
• 3.Se produce la oxidacion del yoduro (donde participa el peroxido de hidrogeno) mediante una enzima especifica
denomiada tiroxidasa (triox), en esta oxidaion el yoduro se convierte en yodonio.
• 4.El yodonio se incorpora (yodación) a la tg mediante la tiroperoxidasa (TPO), para producir yodo tirosinas
hormonalmente inactivas. Se forman las monoyodotirosinas (MIT) y diyodotirosinas (DIT).
• 5.La TPO nuevamente participa, en el acoplamiento de las yodo tirosinas para formar las yodotironinas (T3 y T4)
hormonalmente activas.
• 6.Captación de gotitas de coloide por endocitosis.
• 7.Ruptura proteica de los enlaces tg-HT con la liberacion de T4 y T3 a la sangre. Degradación de la tiroglobulina,
catalizando por catersina D y por la tiolproteasa, la cual es activada por el pH acido del lisosoma. Mediante esta
accon se liberan monoyodotirosinas con la tiroglobulina. Las hormonas tiroideas dentro del lisosoma pasa luego
al citosol y posteriormente al plasma. Dicho mecanismo aun permanece incierto pero posiblemente este
involucrado el transportador MCT8 en la salida de estas hormonas desde los fagolisosomas al citosoly del tirocito
hacia la circulacion general.
• el hipotálamo libera homona liberadora detirotropina (TRH) que estimula a la glándula pituitaria el cual estimula
la TSH (hormona estimuladora de tirotropina) yestimula a la tiroides para la sintesis de la T3 y T4
• Las hormonas tiroideas (HT) son sintetizadas en los folículos tiroideos, siendo una glucoproteína larga llamada
tiroglobulina (Tg), en dicho proceso tienen importancia dos moléculas: tirosina y yodo.
• La primera forma parte de la Tg, la cual es formada dentro de la célula foliculary se secreta hacia la luz del folículo;
la segunda es convertida en yoduro en el tracto intestinal yluego es transportado hacia la tiroides, en donde las
células foliculares lo atrapan por medio de transporte activo.
• La captación de yoduro se efectúa en la membrana basal y pasa al coloide folicular a través de la membrana apical
de las células foliculares, mientras que las células parafoliculares liberan calcitonina.
• El yodo esoxidado por una enzima llamada tiroperoxidasa (TPO) en presencia de peróxido de hidrógenoe
incorporado a los residuos de tirosina de la glucoproteína en un proceso conocidocomo organificación o PBI
(protein binding iodide), dando como resultado la formación de monoyodotirosina (MIT) y diyodotirosina (DIT).
• El acoplamiento de las yodotirosinas para formar yodotironinas tiene dos posibles vías: la combinación de dos
moléculas de DIT para formar 3,4,3’,5’-tetrayodotironina (T4 otiroxina) o la combinación de una DIT con unaMIT
para formar 3,5,3’-triyodotironina (T3) o 3,3,5’-triyodotironina (rT3),
o este proceso está regulado por un sistema de retroalimentación negativa que involucra el hipotálamo, la
hipófisis y la glándula tiroides,
o depende de la hormona estimulante de tiroides (TSH) bajo el control del eje hipotalámico-hipofisiario;
o en el hipotálamo se sintetiza un tripéptido llamado TRH (hormona liberadorade tirotropina) el cual controla la
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síntesis y liberación de la TSH, además de participar en la liberación de la hormona del crecimiento (GH) y la
prolactina (PRL) provenientes de la adenohipófisis del cerdo
Por otro lado, la somatostatina y dopamina enel hipotálamo pueden regular negativamente la secreción de TSH.
La síntesis de las HT
o inicia por endocitosis del coloide cerca dela superficie interna de la célula tiroidea, por lo tanto, la Tg
interiorizada se incorporaen fagolisosomas y se somete a digestión proteolítica siendo endocitada y
degradada en pre lisosomas y lisosomas liberando dos aminoácidos yodados (T3 y T4) a la circulación;
o las dos yodo tirosinas sedesyodan dentro de la glándula por una enzimadenominada desyodasa, realizando
un ciclointratiroideo que hace aprovechable el yodode la tirosina;
o de las dos tironinas yodadas, la tiroxina predomina en todos los animales: aproximadamente el 33% del total
del yodo en la glándula está en forma de T4 y por lo general menos del 10% está en forma de T3 a pesar
deser esta última biológicamente más activa
Aunque la T4 es la molécula producida en mayor cantidad por la glándula tiroides, su actividad biológica es
pequeña e inclusive se le menciona como una prohormona, la desyodación extratiroidea o periférica convierte
T4 a T3, lacual se une al receptor tiroideo en las células diana con mayor afinidad comparada con laT4 y es la
forma preponderante de la molécula metabólicamente activa; la mayoría de la T3circulante se genera por el
metabolismo deun pre-receptor resultante de la actividad delas enzimas desyodasa yodotironina tipo 1(D1) y
tipo 2 (D2) que convierten T4 a T3 por5’-monodesyodacion (15).
o La D1 se encuentraen tejidos periféricos como hígado y riñones yes responsable de la conversión de la
mayoríade T4 a T3 en la circulación.
o La D2 está presenteen cerebro, pituitaria y tejido adiposo marrón ograsa parda y este, a diferencia de D1,
convierteT4 a T3 para uso intracelular
En enfermedades crónicas, ayuno, administración de glucocorticoides o propiltiouracilo, inanición de
carbohidratos y en el plasma fetal aumentala proporción T4/T3, debido a la inhibiciónde la enzima 5’-desyodasa,
lo que generapoca concentración de T3 circulante, y por lotanto, un aumento en la desyodación de laT4 pero el
producto nal es la rT3 que es una yodotironina biológicamente inactiva
Posteriormente, luego de ser liberadas a la sangre, las HT circulan en forma fija, es decir, unidas a proteínas
transportadoras o fijadoras específicas, principalmente a la globulina fijadora de hormona tiroidea (TBG) que
tiene una alta afinidad por la T4; además, se ligan enforma secundaria a la albúmina, que presenta poca a nidad
para T4 y T3 pero se encuentraen mayor concentración, y a la prealbúmina jadora de tiroxina (TBPA), la cual
muestra unaespeci cidad y una capacidad intermedia entrela TBG y la albúmina.
Desde la captación de T3, de forma indirectase logra calcular la cantidad de TBG en unamuestra, la cual está ligada
a la mayoríade T4 circulante; por lo tanto, cambios en laa nidad podrían tener un largo efecto en
lasconcentraciones hormonales de T4 libre, perono se re eja en las mediciones totales de las HT circulantes o T3
libre.
Las conversiones metabólicas intracelulares de T4 y T3 incluyen:
o 1)Desyodación por 5’-desyodasa y 5 desyodasa,
o 2) Desaminación, independiente o junto conoxidación o descarboxilación y
o 3) Conjugación con glucorónico o sulfato,
este último seconsidera un mecanismo de
destoxificación.
TSH activa AMPc
ingresa glucosa a la célula
glucosa -> via de pentoses fosfatos -> genera
NADPH
genera H2O2
ingresa yodo
tiroglobulinoa se sintetiza en el RE rugoso y se
libera por exositosis al lumen folicular
tiroglobulina se unen con el yodo por union de
cargas
DIT + MIT -> t3
DIT + DIT -> t4
t3 y t4 se unen a a tiroglobulina y ingresa por
fagocitosis a la celula
se une un lisosoma y degrada el tiroglobulina
para liberar t3 y t4
• el t3 y el t4 se van al torrente sanguíneo para funcionar
¿Cuáles son los efectos que tienen las hormonas tiroideas en nuestro metabolismo? Explica y esquematiza
• Las hormonas tiroideas, tiroxina (T4) y triyodotironina (T3), tienen un amplio efecto sobre el desarrollo y el
metabolismo.
• Algunos de los más destacados efectos del dé cit de la hormona tiroidea ocurren durante el desarrollo fetal y en
los primeros meses que siguen al nacimiento.
• En el niño, las alteraciones más destacadas son el déficit del desarrollo intelectual y el retraso en el crecimiento.
• El déficit intelectual que es proporcional al tiempo que persista la falta de hormonas, es irreversible; el retraso en
el crecimiento parece ser de origen pura-mente metabólico, ya que el crecimiento se adapta rápidamente a
suritmo normal después de la instauración del tratamiento.
• En el adulto, el efecto primario de las hormonas tiroideas se manifiesta por alteraciones del metabolismo.
• Este efecto incluye cambios en el consumo de oxígeno y en el metabolismo de las proteínas, hidratos de carbono,
grasas y vitaminas
• Considerando sólo las más importantes podemos citar las siguientes acciones:
o Son necesarias para un correcto crecimiento y desarrollo.
o Tienen acción calorígena y termorreguladora.
o Aumentan el consumo de
oxígeno.
o Estimulan la síntesis y
degradación de las proteínas.
o Regulan las mucoproteínas y el
agua extracelular.
o Actúan en la síntesis y
degradación de las grasas.
o Intervienen en la síntesis del
glucógeno y en la utilización de
la glucosa.
o Son necesarias para la
formación de la vitamina A, a
partir de los carotenos.
o Estimulan el crecimiento y la
diferenciación.
o Son imprescindibles para el
desarrollo del sistema nervioso
central y periférico.
o Intervienen en los procesos de
la contracción muscular y
motilidad intestinal.
o Participan en el desarrollo y
erupción dental.
• Resumen de los sitios de regulación de la hormona tiroidea del metabolismo.
• Eje hipotalámico-hipofisario-tiroideo:
o la hormona liberadora de tirotropina (TRH) y la hormona estimulante del tiroides (TSH) responden
principalmente al T4 en suero circulante, convertido en hipotálamo y pituitaria a T3 por la 5'-desiodinasa tipo
2 (D2).
o El transportador de monocarboxilato 8 (MCT8) es necesario para el transporte de T3 en la hipófisis y el
hipotálamo.
• A, neuronas parvalbuminérgicas (PBN):
o PBN son una población de neuronas recién descubiertas en el hipotálamo anterior que están directamente
relacionadas con la regulación de la función cardiovascular, incluyendo la frecuencia cardíaca, la presión
arterial y la temperatura corporal.
o La señalización del receptor de la hormona tiroidea es necesaria para el desarrollo normal de las neuronas
PBN que unen la hormona tiroidea con la regulación cardiaca y la temperatura.
• B, núcleo paraventricular del hipotlamo (VPN):
o la leptina, producida en tejido graso periférico, proporciona retroalimentación en la VPN, estimula el
transductor de señal y el activador de la transcripción (STAT) 3 fosforilación (STAT3-P *), que estimula
directamente la expresión de TRH.
o La leptina también estimula TRH indirectamente en el núcleo arqueado inhibiendo el neuropéptido Y y la
proteína relacionada con agouti, estimulando la proopiomelanocortina (POMC), y el producto POMC estimula
la CREB en la neurona TRH
• C, núcleo ventromedial del hipotálamo (VMH):
o hipertiroidismo o tratamiento T3 estimula la síntesis de novo de ácidos grasos en el VMH, que inhibe la
fosforilación de AMPK y aumenta la actividad de la sintasa de ácidos grasos (FAS).
o El aumento de la síntesis de lípidos hipotalámicos se asocia con la activación del sistema nervioso simpático
(SNS) que estimula el tejido adiposo marrón (MTD).
• D, BAT:
o la señalización adrenérgica a través del receptor β3-adrenérgico (AR) estimula la expresión del gen UCP1,
estimula la actividad D2 mediante la desubiquitinación y promueve la termogénesis y la pérdida de peso.
o La señal metabólica de ácido biliar a través del receptor de ácido biliar de la membrana acoplada a proteína
G (TGR5) se ha demostrado en un modelo para estimular la actividad de D2 y la producción local de T3, lo que
estimula la lipólisis de BAT, la expresión de UCP1 y la termogénesis.
• E, tejido adiposo blanco (WAT):
o señales de SNS vía β1- y β2-AR estimulan la lipólisis de WAT. T3 estimula la producción local de norepinefrina
(NE), aumentando la lipólisis y reduciendo la grasa corporal.
• F, hígado:
o T3 está implicado tanto en el metabolismo del colesterol como en el ácido graso
o HOMGCR, 3 - hidroxi - 3 - metil - glutaril - CoA reductasa;
o ACC1, acetil-CoA carboxilasa 1; CYP7a1, citocromo P - 450 7A1;
o CPT - 1 \ alpha, carnitina palmitoiltransferasa 1 \ alpha;
o LDL-R, receptor de lipoproteínas de baja densidad.
• G, músculo:
o La caja Oorkorn (OXO3) induce la expresión de D2, aumenta la T3 local en el músculo esquelético y promueve
la expresión génica del objetivo T3; MioD, cadena pesada de miosina (MHC) y retículo sarcoplásmico Ca2 + ATPasa (SERCA).
o Local T3 también determina el nivel relativo de expresión de las isoformas de MHC y SERCA.
o El nivel de expresión de estas isoformas determina los tipos de fibras musculares y el inicio de la reparación.
SERCA2a se expresa principalmente en fibras de contracción lenta y SERCA1 en fibras de contracción rápida.
T3 estimula a SERCA, que hidroliza ATP y aumenta el gasto energético.
• H, páncreas:
o T3 y TR son necesarios para el desarrollo y la función pancreática normales.
o En las células β pancreáticas de rata, la expresión de TR y D2 se activan durante el desarrollo normal.
o T3 mejora la expresión génica del factor de transcripción de Mafa (v-maf musculoaponeurótico fibrosarcoma
oncogén homólogo A) y aumenta el contenido de proteína de MAFA, el factor clave para la maduración de las
células β para secretar insulina en respuesta a la glucosa.
o T3 estimula la expresión de genes de ciclina D1 (CD1) y el nivel de proteína y promueve la proliferación.
o El aumento de la ciclina D1 activa la ciclina D1 / ciclina dependiente de la quinasa / retinoblastoma proteína /
E2F vía.
DPG – HORMONAS TIROIDEAS
SEMANA 15
• Principales vías del metabolismo energético / Interrelaciones metabólicas entre el cerebro, tejido adiposo,
musculo, hígado y riñón
•
• efectos hormonales sobre el metabolismo energético
Tejido
Insulina
Glucosa
Epinerina
Musculo
Tejido adiposo
Hígado
• estado de nutrición adecuada
• estado de ayuno y estrés
o glucagón se une a un receptor acoplado a proteína g
o receptor de adrenalina alfa 1 y 2 y beta 1 y 2 es afín a todas, la noradrenalina es afín a todas menos la beta2
• ayuno temprano
o desde el momento que se va uno a dormir hasta que se levanta.
o lo primero que se degrada es glucógeno del hígado y el músculo y se va al cerebro
o se forma acido láctico en el músculo y se dirige al hígado por el ciclo de cori
o el glucógeno es inducido por glucagón.
o la alanina se va al hígado para formar glucosa por el proceso de gluconeogénesis
o la degradación de lactato a glucosa es por gluconeogénesis
o proteína no se degrada
• ayuno tardío
o se libera el glucagón
o lo primero que se degrada son los lípidos
o hay degradación de proteínas pero a un
o ritmo lento y se libera alanina y se forma glucosa y la glutamina se va al intestino para formar glucosa y
ambos se dirigen al hígado
o el cerebro usa glucosa y cuerpos cetónicos (acetona, acido acético y beta- hidroxibutirato)
o beta hidróxibutirato se encuentra en sangre y orina
o cuando se agoto el glucógeno y se degrada el tejido adiposo
• estado de inanición
o degradación de proteínas a un ritmo acelerado
o se degradan proteínas musculares y luego se degradan proteínas del hígado, en el riñón y se libera la
albúmina (se encarga del equilibro osmótico (evita que se altere el pH) en el plasma es un buffer) y se
pierde electrolitos (por una falla renal) y se le hincha la cara
o y al final se degrada del corazón para alimentar al cerebro.
o al final la persona puede sufrir una anemia cardiaca y muere •
o no hay tejido adiposo y no se degradan lípidos
• realimentación
• bioquímica de la preclampsia
o preclamsia -> aumento en presión arterial, proteinuria (proteína albumina en orina) y aumento de LDL y se
le hinchan los pies y las manos (a causa de proteinuria).
o placenta aumenta el ROS y citoquinas proinflamatorias
cuando el LDLox se une a su receptor forma radicales libres y producen y inhiben a la oxido nítrico sintasa
endotelial (eNOS) y cuando no funciona el NOS. y se activa la arginasa que degrada arginine a ADMA
(dimetil arginina assimétrica) y el AMDA inhibe al NO y es atacado por radicales libres produciendo
peroxinitrito
o citoquinas proinflamatoria s promueven liberación de acido araquidónico (AA) y prostaglandinas (PGH5) y
causa un aumento de troxanoA2 y causa una constricción y se activa sistema renina angiotensina
testosterona y causa vaso constricción
o vasoconstricción (aumento de presión arterial) -> disminución de oxido nítrico y aumento de endotelina
o se le debe dar vasodilatadores para calmar la plecampsia
bioquímica de el embarazo
o bebe es un parasito porque consume todo los nutrientes de la madre
o cuando la madre esta embarazada hay un desequilibrio fisiológico y bioquímico y la madre se queda sin
nutrientes (se siente cansada, pálida, mareo, nauseas, vómitos)
o exceso de nauseas y vomitos (hiperemesis gravidica)
o eclamsia (preclampsia + convusiones (afección del SNC por liberación de glutamato) y le da MgSO4 para
calmar las convulsiones
bioquímica del parto
o ZEB1 inhibe a CAP(proteina activador de contracción) la caspasa 3 es una proteina que ayuda a que se
regenere el utero y no hay una inflamación .
o el dia del parto la oxcitocina incrementa y luego decae. y ayuda a la contracción mientras que inhibe a ZEB1
y la CAP se activa y comienzan las contracciones y la oxcitocina inhibe a casapasa 3 y no hay regeneración
del utero y causa una inflamación. luego el NFkB inhibe a ZEB.
o apego por el bebe por liberación de amorfilial. y en una cesárea no hay liberación de oxitocina
bioquímica de la lactancia
o se debe dar de lactar por un año la lactogeno planetario se forma en la placenta y se estimula la formación
de leche materna.
o importante para la lactancia
▪ beber agua
▪ consumir alimentos pro lactogenicos (avena, maca, quinoa)
▪ succión estimula liberación de leche
alcoholsimo
o elmetanol causa ceguera
o el metanol se degrada a formaldehído y luego a acido fornico y es muy dañino al cuerpo
o el etanol se degrada a acetaldehido (responsable de resaca) y luego se degrada a acido acido acético
**cuando tomas la primera enzima es la alcohol deshidrogenasa
o si no se forma el acido acético en la mitocondriaria no sucede la beta oxidación y no hay una degracadion
de ácidos grados, y se acumulan ácidos grasos y triglicéridos generando hígado graso
o si se produce excesivamente el acetaldehido hay exceso de urea y causa exceso de NH4 y glutamato en el
cerebro y causa encefalopatia hepatica
o el NADPH es retirado por el sistema antioxidante (glutation, superoxido disbutasa)
o se libera radicales libres y no se pueden degradar
o disulfiran inhibe al aldehido deshidrogenasa
o MEOS:
▪ sistema oxidante microsomal hepatic ◦ conjunto de enzimas del citocromo p450
▪ el que degrada etanol es el CYP2E1 en el microsoma
▪ el acido acético se pierde rápido por la orina
o si hay mucho NADH se inhibe el ciclo de crebs y se inhibe la fosforilacion oxidativa y no hay ruta aeróbica y
se fomenta la ruta aeróbica y la glucosa se degrada a acido lactico y el exceso de ac lactico causa
disminución de pH causa crisis aguda de gota
o
genómica
o Análisis comparativo de toda la secuencia genómica de diferentes organismos y determinación de los
patrones globales de expresión genética; se usa para evaluar relaciones evolutivas entre especies y para
predecir el número y los tipos generales de ARN producidos por un organismo.
o la genómica es el estudio de los genes comparándolo por especies
o un gen es una secuencia de ADN que codifica algo
nutrigenomica
o
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farmacogenetica y farmacogenomica
terapia personalizada