viernes, 11 de noviembre de 2016

El ciclo de Krebs paso a paso

24 de junio de 2014 Publicado por Ramón Contreras

El ciclo de Krebs es un proceso central del metabolismo de todos los seres vivos. Puedes leer más sobre su importancia al otro artículo que le dedicamos aquí (próximamente). En este artículo vamos a analizar el ciclo paso a paso viendo las enzimas que la componen, sus sustratos y productos.

El ciclo de Krebs paso a paso:
1. Citrato sintasa: el acetil (grupo de 2 carbonos), procedente de la degradación de moléculas complejas se une a la Coenzima A para entrar al ciclo. El acetil-CoA transfiere el acetil al oxalacetato (molécula de 4 carbonos) para formar una molécula de ácido cítrico (6 carbonos, 6C). Este paso está catalizado por la citrato sintasa y se consume una molécula de agua en el proceso. El citrato que se forma es capaz de impedir la actividad de la citrato sintasa, por lo que hasta que no se acaba el citrato no continúa generándose.

Esquema del ciclo de Krebs

2. A continuación el citrato se convierte en cis-Aconitato (que el mismo enzima catalizara el cambio a isocitrato) mediante la aconitasa. El isocitrato (6 carbonos) es una forma isomérica del citrato, pero sirve como sustrato para el siguiente enzima.

3. La isocitrato deshidrogenasaoxidará el isocitrato a oxoglutarato (6C). En este proceso se genera poder reductor, que será almacenado en un NAD+ que se reducirá a NADH. Esta enzima transforma el isocitrato en oxalsuccinato este cambio modifica la electronegatividad de la molécula, produciéndose una descarboxilación, la rotura de un grupo carboxilo (se elimina en forma de CO2) al perder este carbono se denomina alfa-cetoglutarato o oxoglutarato (con 5 carbonos).

4. La a-cetoglutarato deshidrogenasa transformará el a-cetoglutarato en succinil-CoA (el succinil tiene 4 carbonos) mediante una descarboxilación oxidativa, se pierde otro grupo carboxilo. Este proceso se lleva a cabo en tres pasos, realizados por 3 subunidades del enzima. En este proceso se genera mucha energía, parte de ella servirá para unir una molécula de CoA y el resto se almacena en forma de poder reductor en NAD+, que se convierte en NADH.

5. El succinil-CoA será hidrolizado por la succinil-CoA sintetasa para dar succinil. Esta enzima rompe el enlace entre la conenzimaA y el succil. El cosustrato de esta reacción es el GDP (guanín difosfato) que aprovechará la energía de la reacción para unir un fosforo inorgánico (Pi) y formar GTP.

6. El succinato (4C) es transformado en fumarato (4C) por la succinato deshidrogenasa, la oxidación de la molécula, el poder reductor que se genera se almacena en la FADH2 que almacena menor energía que el NAD+, puesto que esta oxidación no es tan energética.

7. El fumarato mediante la fumarasa es convertido en L-malato mediante la hidratación con un grupo –OH desde una molécula de agua.

8. El malato se oxida por la malato deshidrogenasa dando oxalacetato, generando una última molécula de a NADH. Al final de este paso obtenemos nuevamenteoxalacetato (4C), que puede ser utilizado por el primer enzima del ciclo para volver a generar energía.

El ciclo de Krebs genera poder reductor que será convertido en ATP, la molécula de almacenamiento de energía en la cadena de electrones, lee más de ella aquí (próximamente). En resumen en el proceso se generan dos moléculas de CO2, 3 moléculas de NADH, 1 molécula de GTP y 1 de FADH2 por cada acetil que entra en el ciclo.

ACTIVIDADES:
1.- Imprimir el documento

2.- Realizar el esquema del ciclo de Krebs en el espacio

martes, 11 de octubre de 2016

ACTIVIDADES:

1.- Realizar lectura y reportar un ensayo

2.- Imprimirlo

ENFERMEDADES A NIVEL CELULAR

Cáncer, ciliopatías, Alzheimer y Parkinson son algunas de las muchas enfermedades asociadas a defectos en transporte celular

14 MAR 2013

150 investigadores internacionales especialistas en orgánulos asociados al transporte y movilidad celular y las enfermedades relacionadas, se reúnen en Barcelona convocados por el IRB Barcelona y la Fundación BBVA.

“El interior de las células está organizado por microtúbulos sin los cuales no pueden funcionar”, afirma Jens Lüders, científico del Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona). Los microtúbulos son filamentos minúsculos y muy plásticos, que se encogen, alargan, agrupan y ondulan, según las necesidades de las células, y están involucrados en movilidad celular, división celular, transporte intracelular, posición de los orgánulos en el citoplasma y señalización intra y extracelular, entre otros aspectos.

Lüders, jefe del grupo “Organización microtubular” en el IRB Barcelona, coorganiza junto a Tim Stearns de la Universidad de Stanford, la Conferencia Barcelona Biomed “El citoesqueleto microtubular en desarrollo y enfermedad”, con el apoyo de la Fundación BBVA. El congreso aglutina a 22 expertos mundiales de Estados Unidos, Canadá y Europa, que compartirán ante una audiencia de 150 científicos invitados, los avances y retos en este campo de gran interés biomédico por las muchas enfermedades humanas asociadas, y de especial utilidad en investigación oncológica. La cita es del 18 al 20 de marzo en el Institut d’Estudis Catalans, de Barcelona.

De cáncer, ciliopatías y desórdenes neurológicos
Los microtúbulos intervienen en la segregación de cromosomas durante la división celular, tirando de ellos para que cada célula hija reciba el número correcto. El conocimiento de su función durante la mitosis es fundamental para la salud humana. Por ejemplo, interferir en los microtúbulos impide la separación de cromosomas y es una forma de atajar el crecimiento descontrolado de células cancerosas. “Algunos de los fármacos más eficientes contra el cáncer actúan sobre los microtúbulos pero también lo hacen sobre los de las células sanas. Entender mejor los mecanismos que los gobiernan nos permitiría diseñar terapias menos agresivas y más específicas evitando afectar las células sanas”, revela Lüders. Gran parte de la conferencia se centra precisamente en esta función, la división celular y los diversos componentes que intervienen, con un énfasis especial en la división de células madre y las patologías asociadas.

Otra de los focos de interés creciente para los expertos del campo son las estructuras basadas en microtúbulos denominadas cilios. Son apéndices celulares que actúan como antenas receptoras y transmisoras de señales, pero tienen otras muchas funciones. Algunas células tienen cientos de cilios en su membrana exterior, que con un movimiento ondulatorio, expulsan mucosa de los pulmones o agua del cerebro, por ejemplo. Existen muchas enfermedades genéticas hereditarias asociadas a cilios defectuosos, conocidas como ciliopatías, como el Síndrome de Joubert, una afectación del desarrollo cerebral, el síndrome de Meckel, relacionada con defectos en el desarrollo de varios órganos, o la enfermedad poliquística renal. “Los cilios, su estructura y funciones, están siendo muy estudiados hoy, por ello les dedicamos una sesión específica en la conferencia”, explica Lüders.

Estudios recientes también han demostrado que la regulación defectuosa de los microtúbulos es responsable de algunos casos de Parkinson. O por ejemplo, en la enfermedad de Alzheimer, la proteína Tau pierde su habilidad de unirse a los microtúbulos y forma agregados anormales que hacen degenerar a los microtúbulos afectando la función de transporte, lo que perturba el funcionamiento de las neuronas. “La gran mayoría de enfermedades asociadas a microtúbulos son complejas porque hay muchas proteínas implicadas en el correcto funcionamiento de estos filamentos. Por eso ahora, el reto es entender al nivel molecular cómo la red de microtúbulos se forma y remodela. Tenemos identificados a los cientos de proteínas y componentes relacionados en organizarlos, ahora se trata de entender cómo trabajan juntos, y mejorar las técnicas y herramientas que nos permitan estudiar en detalle estas estructuras celulares extremadamente dinámicas”, resume Lüders.

microtubule

sábado, 10 de septiembre de 2016

ACTIVIDAD BIOLOGIA I MATUTINO Y VESPERTINO
ACTIVIDAD 1 Comentar la lectura
ACTIVIDAD 2 Debate de la lectura en clase

8.4 Reparación de ADN y enfermedad

Acciones de Documento

Volver al Capítulo 8

Tras los recientes hallazgos sobre las bases genéticas y moleculares de muchos procesos degenerativos, se puede decir que las deficiencias en los sistemas de mantenimiento de la integridad del genoma pueden acarrear desórdenes genéticos debilitantes, envejecimiento prematuro, predisposición al cáncer y procesos degenerativos (Shiloh y Lehmann, 2004).

Con toda probabilidad la etapa más importante en el proceso de reparación de los daños inducidos al ADN es la del reconocimiento de la lesión (Kolodner, 2000). En general las lesiones que se reparan con mayor rapidez son aquellas que se localizan en regiones donde el ADN está menos compactado, “más abierto”, esto es, donde se replica o donde ha de transcribirse (hay factores de transcripción que intervienen en mecanismos de reparación del ADN “abierto a transcripción”). Esto tiene su sentido pues ambas funciones son imprescindibles para la vida de la célula y requieren de una copia de ADN en buen estado (Figura 9). Por otra parte las lesiones localizadas en zonas silenciadas (heterocromatina) del genoma no tendrían en principio repercusiones fenotípicas al no expresarse los genes contenidos en ellas.

Figura 9. Daño en el genoma y envejecimiento.

Como ya se comentó en el apartado anterior, cuando una célula no puede replicar o transcribir un ADN por el grado de deterioro de la copia, se para temporalmente el ciclo celular, con el fin de dar tiempo a la maquinaria de reparación a que desarrolle su tarea. Cuando la situación es crítica –debida al grado de deterioro del ADN– la célula entra en apoptosis, abortando con ello el ciclo celular, y retirando del sistema la línea celular cuyo genoma se encuentra dañado. Hay proteínas que detectan alteraciones del dúplex o roturas cromosómicas en el tránsito G₁–S y activan un complejo mecanismo para repararlas, tal es el caso de las proteínas BRCA, que de alguna forma detectan la presencia de errores en el ADN (interviene en reparaciones de rotura de hebras; las mutaciones en los genes que codifican para estas proteínas predisponen al cáncer de mama y otros tumores) y activa la expresión de p53. Esta proteína (p53) es un factor de transcripción que pone en marcha un mecanismo complejo, que tiene como finalidad el retener el ciclo celular en G₁-S mientras se reparan los errores. La proteína p53 regula además la entrada de la célula en apoptosis en el caso de que los daños inducidos al ADN no sean reparados. Se sabe que una proteína denominada ATM (la proteína alterada en la ataxia telangiectasia) se activa cuando el ADN está dañado, y se cree que interviene en la activación de p53.

No obstante los niveles celulares de p53 han de estar bajo estricto control, ya que la hiperexpresión de p53 puede inducir senescencia por retención del ciclo celular o apoptosis, mientras que su carencia, o un defecto en su funcionamiento, permite el paso de numerosas alteraciones genéticas a la descendencia, en estas condiciones aumenta considerablemente el riesgo de transformación tumoral. La relación causa-efecto entre la presencia de genotóxicos y p53 queda patente por el hecho de que los niveles intracelulares de p53 aumentan después de someter a la célula a radiaciones ionizantes o U.V., lo que hace pensar que el estímulo para su síntesis es el incremento del daño al ADN inducido por los RLO que se producen al incidir las radiaciones en el medio celular.

En el caso de que el sistema que regula la entrada en apoptosis no funcione, la célula continúa su ciclo celular independientemente de las lesiones que lleve el genoma, en este caso lo más probable es que esta línea celular acumule con el tiempo una combinación de mutaciones que la conducirán a una incapacidad metabólica o a una transformación maligna, de ahí que la patología que más frecuentemente se asocie al envejecimiento sea el cáncer (Tabla 4) (Ames,1993; Hoeijmakers, 2001; Klaunig y Kamendulis, 2003).

– Xeroderma Pigmentosum.

– Cáncer.

– Ataxia telangiectasia.

– Síndrome de Bloom.

– Síndrome de Cockaine.

– Síndrome de Werner.

Tabla 4. Enfermedades hereditarias y defectos en la reparación del ADN.

La manifestación más drástica de la importancia que tienen los sistemas de reparación son las patologías asociadas a defectos en locus cuyos productos están involucrados en dichos sistemas, algunos ejemplos serían: el Xeroderma pigmentoso (Wood, 1999) (donde hay, al menos, siete loci diferentes cuya mutación independiente produce la enfermedad), ciertos tipos de cáncer, síndrome de Bloom, síndrome de Werner, síndrome de Cokcayne, tricotiodistrofia, etc.

Sin lugar a dudas el cáncer es una enfermedad de nuestros genes, aunque bajo esta denominación genérica se agrupan diferentes etiologías moleculares. El aumento de la frecuencia de aparición de cáncer con la edad se asocia al aumento de daños en el material genético también con la edad. Estos daños, además de a otros loci, afectarían fundamentalmente a oncogenes y genes supresores de tumores, activando los primeros y silenciando los segundos, en muchos de estos casos hay que decir que no existe mutación en el sentido estricto del concepto (no hay alteración de la secuencia de bases en el ADN), sino más bien un fenómeno epigenético.

Lo que llama la atención en los sistemas de reparación de daños en el ADN es que un determinado defecto de un mecanismo de reparación no afecta de la misma forma a todas las células. En algunas ocasiones se produce enfermedad aún a pesar de que la maquinaria de reparación está intacta. En este caso la alteración afecta a genes encargados de regular la respuesta al daño en el genoma, por lo que no funcionaría el sistema de alerta o detección ante una anomalía. En este grupo podemos incluir a la ya citada proteína p53, cuyo gen aparece mutado en numerosos procesos tumorales.

La anemia de Fanconi es otra enfermedad relacionada con la reparación del material genético (puede estar producida por la alteración de varios loci diferentes), en este caso lo que se cree que falla es el sistema de detección o respuesta al daño en el ADN, ya que los individuos que la padecen parecen tener los sistemas de reparación intactos.

martes, 30 de agosto de 2016

Actividad 1

Actividad 1

Realizar lectura de los elementos biogenésicos y crear un debate de sus conclusiones

Actividad 2

Reportar un ensayo escrito de la lectura en libreta de actividades

lunes, 7 de julio de 2008

Elementos Biogenesicos

ELEMENTOS BIOGENESICOS

Materia Viva es un sistema coloidal cuyo medio de dispersión es el agua y cuya face dispersa y esta constituida por dispersiones moleculares he iónicas de materias orgánicas he inorgánicas o los elementos químicos.
Elementos Biogenésicos:

Bio = Vida

Genesicos = Origen de la vida

Biogenésicos

Concepto: los elementos biogenésicos son todos aquellos elementos químicos que se designa para formar parte de la materia viviente.

Se clasifican: Según su frecuencia y sus micros componentes

En la frecuencia:
Bioelementos primarios o principales: son los elementos mayoritarios de la materia viva; constituyen el 95% de la masa total. Estos son: el carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y el nitrógeno(N).
Que se encuentran en las legumbres, Vegetales, Granos
Elementos Cecambrios: Son todos Aquellos que se encuentran en todos los organismos Como por ejemplo: Magnesio, Sodio, Potasio, Hierro, Azufre, Cloro Todos ellos corresponden al 0,05% del 100% del peso total del organismo.
Elementos Secundarios Variables: Son aquellos que se encuentran en concentraciones muy variables en los organismos unos en grandes cantidades y el otro en pocas cantidades como por ejemplo: Zinc, Titanio, Bromo.
Elementos Micro componentes: Son Aquellos que se encuentran en pequeñas cantidades y se dividen en:
Elementos Invariables: Son aquellos que se encuentran en todas las especies vivientes en concentraciones sumamente bajas, menos del 0,005% del 100% peso total del organismo.
Elementos Variables: son aquellos que se encuentran en un organismo y en otro no como por ejemplo: Plata, Berilo, Estroncio, Arsénico, Cromo, Níkel, Cobalto.

Según la función se clasifican en:

1) Elementos plásticos: son aquellos que entran en la composición de la materia orgánica he inorgánica, y le dan forma al organismo como por ejemplo Carbono, hidrógeno, Oxigeno, nitrógeno.

Elementos Oligosinergicos: son aquellos elementos que son indispensables para el funcionamiento de los organismos como por ejemplo

A) a los que actúan como electrolitos que se encuentran disueltos en el agua como ácidos, bases, y sales.

B) a los que actúan como elementos catalíticos como por ejemplo el yodo y el hierro.

C) a los que actúan en forma desconocida tales como el manganeso y el cobre

A aquellos que intervienen en la conformación de los seres vivos. Los más importantes son el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.Clasificación de los elementos biogenésicos:

Bioelementos secundarios: son el azufre (S), fósforo (P), magnesio (Mg), calcio (Ca), sodio (Na), potasio (K) y cloro (Cl). Los encontramos formando parte de todos los seres vivos y en una proporción de 4,5%.

Oligoelementos: son aquellos elementos químicos que se encuentran presentes en forma residual. Son muy escasos o están en pequeñísimas cantidades. En los seres vivos se han aislado unos 60 oligoelementos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse comunes para casi todos. Estos son: hierro (Fe), manganeso (Mn), cobre (Cu), zinc (Zn), flúor (F), yodo (I), boro (B), silicio (Si), vanadio (V), cromo (Cr), cobalto (Co), selenio (Se), molibdeno (Mb) y estaño (Sn).

Elementos biogenésicos

Los organismos vivos pueden considerarse como sistemas químicos complejos que crecen y se mantienen a expensas de la energía y materia que adquieren del medio ambiente. A pesar de la enorme variedad de especies animales y vegetales que existen en la biosfera los organismos tienen propiedades comunes en su organización y composición química que son el resultado de una selección natural a lo largo de millones de años.

La composición química de los seres vivos ha estado condicionada, tanto por la disponibilidad de los materiales en el medio ambiente como por las propiedades especiales de algunos átomos y moléculas que pueden realizar funciones específicas en los procesos de la vida. Se denominan elementos biogenésicos a los elementos químicos que forman parte permanente de los seres vivos. Cuando se compara cualitativa y cuantitativamente los elementos que entran a formar parte de la materia viva y de la corteza terrestre, se encuentran bastantes diferencias que pueden explicarse, al menos parcialmente, teniendo en cuenta algunas consideraciones esencialmente químicas.

El enlace iónico: se produce entre 2 o más átomos, uno de los cuales capta y el otro cede. Es decir Un átomo pierde un electrón y el otro lo gana.

El enlace covalente: el cual se produce por la interacción de dos o más átomos en los cuales los electrones se comportan creando una gran estabilidad

· Elementos	Cuerpo Humano % peso
Oxígeno	65
Carbono	18
Hidrógeno	10
Nitrógeno	3
Fósforo	11
Azufre	0,25
Calcio	1,93
Sodio	0,15
Potasio	0,35
Magnesio	0,05
Cloro	0,15
Fierro	menor de 0,05
Silicio	menor de 0,05
Aluminio	menor de 0,05