Tarea 3 Parte 1: Cuestionario: Investigue las respuestas a las siguientes preguntas (30 ptos). 1- ¿Qué es el metabolismo? R// es la suma de las actividades químicas de la célula que permiten su crecimiento, conservación y reparación. El metabolismo abarca todas las reacciones de formación y de descomposición de los diversos compuestos orgánicos que suceden en el organismo. 2- ¿Qué es la Bioenergética? R// El estudio de las transformaciones de la energía en los organismos vivos 3- ¿Cuáles son las fases del metabolismo? Vías catabólicas (catabolismo) Vías anabólicas (anabolismo) 4- ¿Qué comprenden las vías catabólicas? R// comprenden reacciones que implican la descomposición de sustancias orgánicas complejas en otras más sencillas; estas suministran energía para la realización del trabajo que tiene lugar dentro de la célula. 5- Mencione las características que tienen las vías catabólicas. R// Sus características son las siguientes: Las moléculas complejas se degradan o descomponen en moléculas simples. Implica oxidación de las biomoléculas. Se obtiene energía en forma de ATP. La respiración es un ejemplo de catabolismo. 6- ¿Qué es la hidrólisis? R// Cuando se utilizan moléculas de agua para degradar las sustancias complejas 7- ¿Qué comprenden las vías anabólicas? R// comprenden el conjunto de transformaciones que permiten la formación de sustancias orgánicas complejas a partir de moléculas orgánicas sencillas. 8- Mencione las características que tienen las vías anabólicas. R// Sus características son las siguientes: Son reacciones de síntesis de moléculas complejas, a partir de moléculas simples. Requiere energía para llevarse a cabo. La fotosíntesis y la formación de proteínas son ejemplos de reacciones anabólicas. 9- ¿Qué es la síntesis por deshidratación? R// Cuando en las reacciones se elimina una molécula de agua. 10- ¿Qué es el metabolismo autótrofo y de ejemplo de organismo que lo posee? R// se llevan a cabo se necesita una fuente de carbono y el suministro de energía para que la célula trabaje. Si la fuente de carbono es el CO2 atmosférico se trata de un metabolismo autótrofo (ejemplo: las plantas, las cuales fabrican su alimento a partir del CO2). 11- ¿Qué es el metabolismo heterótrofo y de ejemplos de organismos que lo poseen? R// Si la fuente es la materia orgánica que el organismo ha consumido (como glucosa y lípidos) se tiene entonces un metabolismo heterótrofo (ejemplo: los hongos, los animales, el hombre). 12- ¿Qué es el ATP y cuál es su función? R// Es toda la energía que proporcionan los alimentos, por lo que acostumbran almacenar la energía para sus reacciones en ciertas moléculas: la principal es el adenosín trifosfato o ATP (es la moneda energética de la célula un compuesto orgánico que almacena la energía por períodos corto para que se lleven a cabo las reacciones anteriores se requiere la participación de esta molécula. Su función este almacena la energía que liberan ciertas sustancias cuando son metabolizadas y la cede en reacciones que requieren energía para que ocurran dentro de las células. 13- Mencione las funciones que tiene el ATP en las células. Obtener energía química para la síntesis de macromoléculas y degradación de compuestos. Transportar a través de las membranas las sustancias de desecho y sustancias nutritivas. Realizar trabajo mecánico como la construcción molecular y movimiento de cilios y flagelos, movimiento de los cromosomas y otros. Realizar la endocitosis y la exocitosis. Permitir los mecanismos homeostáticos de control de temperatura 14- ¿Cómo es la estructura del ATP y cómo se forma? R// El adenosín trifosfato (ATP) es un nucleótido compuesto por una base nitrogenada (adenina), un azúcar (ribosa) y tres grupos fosfato. Cuando un grupo fosfato P1 se une a la molécula ADP (adenosina difosfato) se forma la molécula de ATP (adenosina trifosfato) y la energía queda almacenada en los enlaces fosfato-fosfato-fosfato, en forma de energía potencial. Por lo tanto, Cuando la célula necesita energía, el tercer grupo fosfato rompe una molécula de ATP y se forma una molécula de ADP, un grupo fosfato y se libera la energía que se utiliza en la mayoría de las reacciones. 15- ¿Qué son reacciones de óxido-reducción? R// Cuando los grupos fosfatos se transfieren al ADP para sintetizar ATP, se almacena energía y se transfieren electrones. Las reacciones que involucran transferencias de electrones. 16- ¿Qué sucede cuando un átomo, ion o molécula pierde o gana electrones? Cuando un átomo, ion o molécula pierde uno o más electrones, la reacción es de oxidación cuando el átomo, ion o molécula gana uno o más electrones, ocurre reducción. 17- Mencione tres cofactores redox. NAD (nicotinamida adenina dinucleótido), NAD + en su forma oxidada y NADH + H, cuando está reducida. FAD (flavina adenina dinucleótido), como transporta dos electrones, FAD es su forma oxidada y FAD2, cuando está reducida. Coenzima Q (ubiquinona), transporta los átomos de hidrógeno. 18- ¿Qué son las enzimas? R// son compuestos orgánicos (en su mayoría proteínas) fabricadas por las células y que tienen un gran poder catalítico. 19- ¿Cuál es la capacidad que tienen las enzimas? R// Tienen la capacidad de regular o de acelerar las reacciones químicas del organismo que no se podrían efectuar o se harían muy lentamente si ellas no intervinieran. 20- ¿Qué propician las enzimas? R// propician la reacción entre sustancias (reactantes o sustratos), permitiendo que esas sustancias formen nuevos productos. 21- ¿De qué depende el funcionamiento de las enzimas? R// El funcionamiento de la enzima depende de la estructura tridimensional de la proteína lo que se debe a que durante el proceso catalítico el reactante se une temporalmente a la enzima en un punto específico de ésta llamado sitio catalítico. De esta manera se forma un complejo llamado complejo enzima-sustrato a partir del cual el sustrato puede transformarse a o combinarse con otras moléculas y formar nuevos productos. 22- Mencione cinco características que poseen las enzimas. Son catalizadores muy eficaces Las enzimas poseen especificidad Las enzimas operan al formar complejos enzima-sustrato Las enzimas requieren cofactores Las enzimas con frecuencia operan en grupos 23- ¿Cuáles son los tres cofactores que requieren las enzimas? como la pepsina gástrica, consisten sólo de proteínas en tanto que otras una proteína llamada apoenzima y otro componente químico adicional de cofactor. Un compuesto orgánico no polipeptídico que sirve como cofactor se llama coenzima. 24- Explique el modelo de la llave y la cerradura. R// según este modelo podría pensarse en las enzimas como una especie de cerradura molecular en la que entran sólo llaves moleculares de forma específica, o sea los sustratos específicos. Sin embargo, a diferencia de lo que ocurre con una cerradura y su llave, la forma de la enzima no parece ser exactamente complementaria de la correspondiente a los sustratos. 25- Explique el modelo del ajuste inducido. R// según este modelo, cuando el sustrato se combina con la enzima induce un cambio en la forma de ésta que es posible porque los sitios activos de la enzima son flexibles. El cambio de forma produce el ajuste óptimo para la integración del sustrato con la enzima. Cuando el sustrato se une a la enzima lo hace en proximidad estrecha y en la orientación correcta respecto a los átomos con los que ahora puede reaccionar. Los cambios de proximidad y orientación aceleran la reacción. 26- ¿Dónde se localizan las enzimas? muchas de las enzimas se encuentran disueltas en el citoplasma de la célula. Otras están íntimamente unidas a otros somas celulares. Se encuentran unidas a la mitocondria debido a que las enzimas respiratorias que catalizan el metabolismo del ácido láctico hasta dióxido de carbono y agua. 27- ¿Qué señala la teoría más reciente sobre el modo de la acción de las enzimas? Emil Fischer sugirió que la relación específica entre enzima y sustrato indicaba que estas dos sustancias debían encajar una en otra como lo hace la llave en su cerradura. . L. Michaelis formuló la teoría del complejo enzima-sustrato en la cual supuso que se formaba un complejo de este tipo y calculó de qué manera debía ser afectada la velocidad de la reacción por los cambios de concentración de enzima y sustrato. Una teoría reciente señala que la enzima se une al sustrato en dos o más puntos y que dicho sustrato se mantiene así en una posición que ejerce esfuerzo sostenido sobre sus enlaces moleculares, con lo que aumentan las probabilidades de que se rompan. También un enfoque del estudio de la acción enzimática consiste en investigar la estructura de la molécula de la enzima. La superficie de la enzima puede reunir en proximidad favorable los diversos sustratos y cofactores que intervienen en la reacción; con ello produce un aumento neto de sus concentraciones. Así se aumentaría el ritmo de la reacción y la enzima aseguraría la orientación adecuada en el espacio de los grupos que reacciona para que resulte un producto específico. 28- Mencione cuatro factores que afectan la actividad enzimática. Temperatura Acidez Concentración de enzima-sustrato y cofactor. Venenos enzimáticos 29- ¿En qué forma afecta la temperatura a la velocidad de reacción? Por el calor; a temperaturas de 50º a 60º se inactivan la mayor parte de las enzimas. Pues al enfriar no se obtiene actividad otra vez. (inactivación es irreversible) Una temperatura elevada casi todos los organismos mueren; sus enzimas se inactivan y resultan incapaces de reanudar su metabolismo. Por la congelación ya que a temperaturas bajas las reacciones son lentas o se detienen, pero la actividad reaparece si la temperatura vuelve a lo normal. 30- ¿En qué forma afecta la concentración de enzima y sustrato a la velocidad de reacción? Exceso de sustrato, la intensidad de la reacción es directamente proporcional a la cantidad de enzima presente cuando se mantienen constantes pH y la temperatura de un sistema enzimático. La concentración de dicha sustancia en algunos casos será la que determine la intensidad global de la reacción cuando se requiere una coenzima o un ion activador específico del sistema enzimático. Parte 2: Vocabulario: buscar el significado de los siguientes conceptos (20 ptos). 1. Energía: es la capacidad que poseen los cuerpos para poder efectuar un trabajo a causa de su constitución (energía interna), de su posición (energía potencial) o de su movimiento (energía cinética). 2. Energía potencial: La energía potencial es un tipo de energía mecánica que está asociada con la relación entre un cuerpo y un campo o sistema de fuerzas externo (si el objeto está ubicado en el campo) o interno (si el campo está dentro del objeto). 3. Energía cinética: es la energía que posee un cuerpo a causa de su movimiento. Se trata de la capacidad o trabajo que permite que un objeto pase de estar en reposo, o quieto, a moverse a una determinada velocidad. 4. Entropía: puede ser la magnitud física termodinámica que permite medir la parte no utilizable de la energía contenida en un sistema. Esto quiere decir que dicha parte de la energía no puede usarse para producir un trabajo. 5. Entalpia: es la cantidad de energía que un sistema termodinámico intercambia con su medio ambiente en condiciones de presión constante, es decir, la cantidad de energía que el sistema absorbe o libera a su entorno en procesos en los que la presión no cambia. 6. Catalizador: a la sustancia, sea un compuesto o elemento, que tiene la posibilidad de acelerar (catalizador positivo) o retardar (catalizador negativo o inhibidor) una reacción química, con la particularidad de que estos catalizadores permanecen sin alteraciones. 7. Reacción química: los enlaces químicos entre átomos se rompen y se forman nuevos enlaces. En este proceso intervienen dos tipos de sustancias: las que tenemos inicialmente y conocemos como reactivos y las que se obtienen después de la reacción química, llamadas productos. 8. Metabolismo: es el conjunto de reacciones y procesos físico-químicos que ocurren en una célula. Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a nivel molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc. 9. Anabolismo: proceso metabólico en el cual se generan sustancias complejas a partir de otras sustancias más simples. 10. Catabolismo: es la parte del proceso metabólico que consiste en la degradación de nutrientes orgánicos transformándolos en productos finales simples, con el fin de extraer de ellos energía química útil para la célula 11. ATP: (Adenosín Trifosfato o Trifosfato de Adenosina) es la molécula portadora de la energía primaria para todas las formas de vida (bacterias, levaduras, mohos, algas, vegetales, células animales) todas ellas contienen ATP. Por esto, la concentración de ATP en una muestra determinada nos proporciona una información directa de la biomasa de la misma. 12. Nucleótido: elemento fundamental de los ácidos nucleicos (las moléculas del interior de las células que transmiten información genética). Los nucleótidos están unidos por sus extremos para formar los ácidos nucleicos ADN y ARN. También se llama mononucleótido. 13. Adenina: es una de las cuatro bases que forman el ADN. Corresponde a la letra A de la secuencia que combina A, C, G y T en el ADN. La adenina tiene la propiedad de que, cuando se encuentra en la doble hélice, siempre está formando pareja con la timina de la hebra opuesta. La adenina también está presente en otras partes de la célula, no sólo en el ADN o el ARN. 14. Desoxirribosa: es la molécula que contiene la información genética de todos los seres vivos, incluso algunos virus. El nombre viene de su estructura. El ADN tiene una parte central con un azúcar y un fosfato, a la que se enlazan unas moléculas llamadas bases. 15. Ribosa: es una pentosa (monosacárido de cinco átomos de carbono) de alta relevancia biológica en los seres vivos, porque en una de sus formas cíclicas, la β-Dribofuranosa (a menudo denominada también como "ribosa", aunque impropiamente), constituye uno de los principales componentes del ARN y de otros nucleótidos 16. Síntesis por hidratación: es una reacción química en la que se produce la incorporación de agua a un compuesto. Donde el agua se añade a la estructura cristalina de un mineral, creando generalmente un nuevo mineral, llamado también el hidrato. 17. Síntesis química: es el proceso por el cual se producen compuestos químicos a partir de compuestos simples o precursores químicos. 18. Hidrolisis: es una reacción química en la que moléculas de agua (H2O) se dividen en sus átomos componentes (hidrógeno y oxígeno). A su vez, en el proceso de hidrólisis, los átomos que componen las moléculas de agua pasan a formar enlaces químicos con la sustancia que reacciona con el agua. 19. Reducción: es el proceso electroquímico por el cual un átomo o ion gana uno o varios electrones. Implica la disminución de su estado de oxidación. Este proceso es contrario al de oxidación. 20. Oxidación: Reacción química que se produce cuando una sustancia entra en contacto con el oxígeno o cualquier otra sustancia oxidante. La herrumbre y el color marrón de una manzana cortada son ejemplos de oxidación.
