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Establecimiento de una fuerza protón motriz, CADENA DE TRANSPORTE DE…
Establecimiento de una fuerza protón motriz
Fuerza y Tipos de fuerza
Fuerza
En física, una fuerza es una influencia que hace que un cuerpo libre de someterse a una aceleración.
Fuerza también puede ser descrito por conceptos intuitivos como un empujón o un tirón que puede causar un objeto con masa para cambiar su velocidad. Es decir, acelerar, o que pueden hacer que un objeto flexible a deformarse.
(que incluye a comenzar a moverse de un estado de reposo)
Tipos de Fuerza
Peso
El peso de un objeto se define como la fuerza de la gravedad sobre el objeto y se puede calcular como el producto de la masa por la aceleración de la gravedad, w = mg. Puesto que el peso es una fuerza, su unidad SI es el Newton.
Fuerza de Tension
Se conoce como fuerza de tensión a la fuerza que, aplicada a un cuerpo elástico, tiende a producirle una tensión; este último concepto posee diversas definiciones, que dependen de la rama del conocimiento desde la cual se analice.
Fuerza Elastica
Se conoce como fuerza de tensión a la fuerza que, aplicada a un cuerpo elástico, tiende a producirle una tensión; este último concepto posee diversas definiciones, que dependen de la rama del conocimiento desde la cual se analice.
Fuerza Normal
La fuerza normal es un tipo de fuerza de contacto ejercida por una superficie sobre un objeto. Esta actúa perpendicular y hacia afuera de la superficie.
Supongamos que un bloque de masa m o los libros de la imagen de la derecha.
CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES
La estructura de la ATP sintasa.
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA ATP SINTASA DE LAS ARQUEAS AERÓBICAS.
El metabolismo energético de las arqueas
Respiración aeróbica
Conversión de Energía.
El principio universal de transducción quimiosmótica
ARQUEAS
La síntesis de ATP
Ahi 5 ramas principales
La filogenia del dominio Arquea
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Respiración anaeróbica
La ATP sintasa de arqueas (AA -ATP sintasa).
Gradientes de iones a través de membranas
El estudio de los complejos respiratorios en arqueas aeróbicas
La estructura cristalográfica
Elaboración de procesos de transducción primaria de energía.
Modelo de cadena respiratoria en arqueas
Estequiometría de las subunidades estudiadas
Existe una dificultad para aislar y cultivar estos organismos, por su dependencia de condiciones muy específicas (extremas) para su desarrollo.
Se propuso un modelo estructural (inicial) que ha evolucionado y actualmente ha sido construido casi por completo.
Las arqueas tienen una gran importancia evolutiva, biológica y biotecnológica.
Peroxisomas
Vesiculas unidas a la membrana
Multifuncional
Tienen enzimas que contribuyen a la oxidacion de acidos grasos
Principalmente de cadena larga
24 a 26 carbonos
Sintetizar plasmalogenos
Acido graso unido a glicerol
Numeroso en las vainas de mielina
Aislan axones
¿que pasa si existen anomalias?
Disfunciones neurologicas
Funciones
Transporte de poteinas desde el citosol
Interviene en el metabolismo oxidativo
Formacion y degradacion de peroxido de hidrogeno
H2O2
¿Cómo se forma?
Glucolato oxidasa
Oxidasas de aminoácidos
Urato oxidasa
¿Cómo se degrada?
Enzima catalasa
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA EN LA FORMACIÓN DE ATP
Las mitocondrias a través de su m. interna utilizan del gradiente iónico para conducir numerosas actividades que requieren energía, en especial la sintesis de ATP
Cuando la formación de ATP se da gracias a los electrones eliminados durante la oxidación del sustrato se llama
Fosforilación oxidativa
Como se obtiene esta energía libre de los sustratos?
POTENCIALES OXIDACIÓN-REDUCCIÓN
Oxidantes
Directamente proporcional a la reacción de los electrones, a mayor afinidad más fuerte el oxidante
Reductores
Inversamente proporcional a la reacción con los electrones. A menor afinidad, mayor liberación de electrones. mejor oxidante.
Alto potencial de transferencia de electrones (Fuerte)
( NADH; Acetaldehído)
Bajo potencial de transferencia de electrones (Débil)
H2O
Ambos se presentan en parejas; están fuertemente emparejados, siempre uno fuerte y el otro débil o viceversa.
Gracias al movimiento de los electrones es posible medir este voltaje que se llama (POTENCIAL REDOX)
Las condiciones estandar son:
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Los electrones se transfieren al NAD+ dentro de la mitocondria de varios sustratos del ciclo del TCA, de los primeros 3 de productos tiene suficiente electrones NAD+ para que la célula prevalezca
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Produce alredor de 60kg de ATP x día
Fuerza proton motriz
Es requerido por las mitocondrias
Atrapa ADP y fosfato inorganico
cambiandolo por
ATP y H+
El intercambio se da por
Translocasa de nucleotidos de adenina
Otro uso
Separar iones de calcio ubicados en la mitocondra
MECANISMO PARA FORMACIÓN DE ATP
Humberto Fernández
Descubrió la capa de esfera que se unen a la matriz
La menbrana interna la cual sobresalía, unidas por un tallo.
Racker
Descubrió que las esferas (F1) actuaban como enzimas.
Enzimas hidrolizan el ATP
Es igual a ATO-asa
Enzimas que no afectan la constante de equilibrio
Enzimas las que catalizan reacciones en sentidos contrarios
Enzimas productoras de ATP
Complejo proteico en forma de hongos
Formado por 2 componente que son:
Cabeza esférica (F1)
Sección basal (Fo) situada en la membrana interna
Los protones (F1) de la sintetasas de ATP
las 2 contiene 5 polipéptidos diferentes
Estequiometria
:star: α3
:star:β3
Las subunidades alfa y beta son de forma alternada dentro de la cabeza de F1
F1 posee 3 sitios cataliticos para la sintesis de ATP
En la subunidad beta,gama
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Los protones Fo de la sintetasa de ATP estan dentro de la menbrana
Estequiometría
:star: ab2c10-14
El número de sub unidades en el anillo (C) es de 10-14 por los estudios estructurales
Revelan que estos números varian segun la fuente de enzimas
La Fo tiene un canal por el que se conduce los protones
Espacio Intermembranoso - Matriz
Evidencia de cristalografía y microscopia
Demuestra que las sub unidades (C) estan en un circulo formado por un complej anular
Micrografia
Sub unidades b y a del Fo estan fuera de C
Sub unidad b forma sintetasa de ATP
Tallo periférico
Sub unidades b
Conectan Fo y F1 en la enzima
F1 sostiene α3β3
Gamma (γ) gira en el complejo
En la sintesis ATP el anillo c y gamma son los que actúan como rotores en actividad enzimática
USO GRADIANTE DE PROTONES
Complejo Fo
Movimiento COLINA ABAJO de los protones por la membrana
Impulsa la rotación del anillo C de la sub unidad
La rotación del anillo Fo da la fuerza de torsion
Impulsa la rotación de la sub gamma
Conduce sintesis y la liberación del ATP
Anillo C esta unido a una sub unidad gamma del tallo
La sub c de la base Fo se adiere en un anillo que esta dentro de la bicapa de lípidos
Estructura y función mitocondrial
La Mitocondria
Organelo especializado para utilizar oxígeno en la obtención de energía en eucariotas
Puede apreciarse como un organelo individual con forma de fréjol
o
red tubular ramificada e interconectada
Evolucionó a partir de una bacteria aeróbica
Puede cambiar de forma, fusionarse entre si o dividirse
El retículo endoplasmático y las mitocondrias interactúan entre si
La fisión y la fusión en equilibrio son determinantes en cuanto a la longitud, interconexión y número mitocondrial
La frecuencia de la fusión genera que las mitocondrias sean mas interconectadas y alargadas.
La dominancia de la fisión genera mitocondrias en gran cantidad y diferentes
Tiene mas de mil proteínas diferentes y ocupan entre el 15 % y 20 % del volumen celular
Muy conocida por la generación de ATP utilizados para las actividades celulares
Participa en la captación de iones calcio y su liberación
Tiene participación en la muerte celular
Membranas Mitocondriales
Membrana interna
El dominio de la membrana interna se encuentra en la parte interna formando láminas invaginadas y membranosas llamadas crestas
Las crestas tienen mucha membrana superficial para hospedar la maquinaria requerida para la formación de ATP y respiración aeróbica
La membrana interna límite y las membranas cristalinas internas se unen
por
Conexiones tubulares y un complejo de proteínas llamado Mitos
Es muy impermeable por lo que moléculas y iones necesitan transportadores especiales de membrana para entrar a la matriz
Por lo que
Moléculas y iones necesitan transportadores especiales de membrana para entrar a la matriz
Membrana externa
Encierra por completo a la mitocondria
y
Sirve como límite exterior
Contiene porinas que son proteínas integrales con un canal grande internamente
Es permeable a moléculas de ATP, coenzima A y NAD
Al abrirse los canales ampliamente de las proteínas porinas
Las membranas dividen la mitocondria en dos compartimentos acuosos
Matriz al interior y espacio intermembranoso entre la membrana interna y externa
La matriz presenta consistencia similar a gel por la presencia de proteínas solubles en agua a elevada concentración
La Matriz mitocondrial
Contiene enzimas, ribosomas muy pequeños y moléculas de ADN circular
El ADN de la mitocondria codifica a dos ARN ribosomales y veintidos tRNA usados en la síntesis de proteínas
Metabolismo Aeróbico
Las enzimas de la glucolisis ubicadas en el citosol llevan a cabo los primeros pasos de la oxidación
En su mayor parte la energía se almacena como piruvato
La molecula de NADH que se produce en la oxidación de la gliceraldehido-3-fosfato tiene un par de electrones de energía alta
Los productos piruvato y NADH se pueden metabolizar de dos maneras
dependiendo
tipo de célula y a la ausencia o presencia de oxígeno
La molécula de piruvato generado en la glucólisis
se transporta por medio
Membrana interna de la mitocondria
Se descarboxila para la formación de el grupo acetilo de doble carbono en la matriz
Para generar acetil CoA, el grupo acetilo se dirige a la coenzima A
El complejo multienzimático piruvato deshidrogenasa
cataliza
Reducción de NAD+
Transferencia del grupo acetilo
Descarboxilación del piruvato
Ciclo del ácido tricarboxílico
La acetil CoA es alimentada por una vía cíclica denominada TCA
Se oxida el sustrato y conserva la energía
También se conoce como el ciclo de Krebs
La molécula de citrato disminuye en cuanto a la longitud de la cadena mermando un carbono a la vez
Formando nuevamente la molecula de oxaloacetato constituida por cuatro carbonos
Pudiéndose condensar con acetil CoA
Importancia de las coenzimas reducidas
Los productos principales del TCA son las coenzimas reducidas NADH y FADH2
que contienen electrones de alta energía que se eliminan mientras se oxidan
Cada par de electrones que transfiere el NADH al oxígeno
genera energía suficiente para formar 3 moleculas de ATP
Cada par de electrones que dona el FADH2
produce energía suficiente para la formación de casi dos moléculas de ATP
Los ATP que se forman a partir de la molécula de glucosa
Catabolizada por completo durante la glucóisis y el TCA
La ganancia de es de 36 ATP.
A partir de:
