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Jhoss Mena Spanish

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Señalización y transporte celular
enzimas y catálisis
membranas biológicas y transporte
señalización celular
bibliografía y linkografía
1.
Feduchi. Bioquímica, conceptos escenciales. In Feduchi , editor. Bioquímica, conceptos escenciales. Madrid: Médica panamericana; 2013. p. 132-194.
2.- David Vargas. Estructura de la membrana celular/ Fisiología celular/ P1 [Fichero del video]. 17 de febrero del 2014. [consultado el 21 de julio del 2020] [9:09]. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=fIjqvdvnzSI&feature=youtu.be&t=5
3.- David Vargas. Transporte a través de la membrana celular/ Fisiología celular/ P2 [Fichero del video]. 7 de junio del 2015. [consultado el 21 de julio del 2020] [15:33]. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=soS4SvOdQCA&feature=youtu.be
4.- Biología. Comunicación celular: recepción y transducción de señales [Fichero del video]. 9 de octubre del 2013. [consultado el 21 de julio del 2020] [12:23]. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=5UfyCFCWW9o&feature=youtu.be
5.- Carlos F. Enzimas(introducción a la bioquímica) [Fichero del video]. 4 de marzo del 2018. [consultado el 21 de julio del 2020] [11:59]. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=Dse8E7GwOEk&feature=youtu.be&t=4
estructura de la membrana celular
transporte a través de la membrana
propiedades
Es de naturaleza anfipática.
Tiene un estructura de una bicapa fosfolipídica.
Tiene un medio intracelular(dentro de la célula) y uno extracelular(fuera de la célula).
Es asimétrica ya que los fosfolípidos presentan diferentes caracteristicas Ejm: los axones de las neuronas son ricos en esfingolípidos y las del retículo endoplásmico en glicerofosfolípidos.
Es semipermeable
proteínas 55%
fosfolípidos 25%
colesterol 13%
hidratos de carbono 3%
otros lípidos 4%
fosfolípidos
es la matriz estructural de la membrana celular
Tienen una estructura donde se dividen en dos partes:
Cabeza: es la zona hidrófila la cual interactúa con el agua ya que es polar y se compone del grupos fosfato
Colas: es la zona hidrófoba ya que repelen el agua y mantiene unida las moléculas para formar la membrana, es no polar y compuesta por ácidos grasos.
Permeabilidad selectiva.
Sustancias específicas pueden atravesar la membrana,
sustancias hidrosolubles: no pueden atravesar el medio hidrófilo
sustancias liposolubles: si pueden atravesar el medio hidrófilo
Movimientos
Rotación
difusión lateral
flip-flop
Tiende a recuperar su estructura
Al resguñarse las cadenas hidrofóbicas hacen que la estructura re reorganize y cuando existe un daño grave los pedazos se unen formando vesículas.
Fluidez de la membrana
las moléculas puedes desplazarse
La temperatura afecta a la fluidez de la membrana, ya que a mayor temperatura causa mayor movilidad entre moléculas y mayor fluidez
la insaturación de las colas del fosfolípido tambien afectara a la fluidez de la membrana.
el Catión Ca+ disminuye la fluidez de la membrana ya que es responsable del empaquetamiento del los fosfolípidos.
colesterol
molécula levemente anfipática.
También participa en la fluidez de la membrana.
controla la velocidad y el paso de sustancias
mayor temperatura: aumenta la velocidad
menor temperatura: reduce la velocidad
proteínas
integrales
periféricas
atraviezan la membrana celular
canales
transportadoras
receptores
unidas laxamente a la membrana celular, por interacciones intermoleculares o covalentes y son globulares solubles
con compuerta
tienen un porción que las van a sellar:
Activados por voltaje
Activados por ligando
Activados mecanicamente
Activados porproteínas G
Acuaparinas
Fuga de K y Na
sin compuerta
PASIVO: no gasta energía y van a favor del gradiente de concentración
ACTIVO: gasta energía, bomba de sodio y potasio, en contra del gradiente de concentración
ligados a enzimas
ligados a proteínas
carbohidratos
estos se encuentran unidos covalentemente a lípidos(glucolípidos) y proteínas(glucoproteínas).
estos oligosacáridos tienen la función de la adhesión y reconocimiento celular y pueden actuar como receptores
generalidades
tenemos un medio intracelular y extracelular.
las sustancias deben transportase de un medio al otro mediante mecanismos que veremos a continuación para que la célula pueda absorber nutrientes y expulsar desechos.
transporte pasivo
-Se produce en la bicapa lipídica y algunas proteínas transportadoras
-Fluyen a favor de la gradiente de concentración
-Sin gasto de ATP
- Energía de movimiento cinético
transporte activo
-Siempre se produce en proteínas como las bombas
-Fluye en contra de la gradiente de concentración
-Con gasto de ATP
-Energía metabólica residual
tipos de transporte
difusión simple
movimiento continuo de moléculas entre si y depende de
Moléculas que pueden pasar por difusión simple
-GRADIENTE
-SOLUBILIDAD
-TAMAÑO DE MOLÉCULAS
-GROSOR DE LA MEMBRANA
-SUPERFICIE
1 LIPOSOLUBLES( no electrolitos)
O2, CO2, N3, OH
2 NO LIPOSOLUBLES( electrolitos)
pasan por proteínas con compuerta y sin compuerta
por voltaje: modifican el voltaje para abrir la compuerta y paseen los cationes.
por ligando: una acetilcolina interviene para abrir la compuerta.
mecanicamente: el movimiento de cilios activan la compuerta.
difusión facilitada
depende de preoteínas transportadoras
Contienen un sitio de unión que reconoce las moléculas que pueden pasar.
caracteristicas
esteroespecificidad: reconocimiento de la molécula para pasar
saturación: el sitio de unión se satura de moléculas y no permite el paso de más.
competitivo: las moléculas que llegue primero serán transportadas
transporta moléculas grandes como: glucosa, aminoácidos y urea
transporte activo primario
-Bombas
-En contra del gradiente de concentración
-Uso de ATP
tienen receptores que transportaran las moléculas del medio intracelular al extracelular.
pasan 2 potasios por cada 3 sodios
bomba de sodio y potasio
Esta bomba se encuentra en músculo esquelético, cardíaco y neuronas.
Funciona del tal manera que una enzima degrada el ATP en ADP Y P y libera energía que se utilizara para transportar las moléculas.
transporte activo secundario
Tiene caso el mismo mecanismo que el primario
pero de diferentes tipos de energía residual que transporta las moléculas
Simporte: las moléculas atraviesan la membrana con otras moléculas ( cotransporte) en el mismo sentido.
Antiporte: Las diferentes moléculas atraviesan la membrana en sentidos diferentes.
Uniporte: Se transporta una sola molécula
son polímeros biológicos que catalizan las reacciones químicas 10x6 veces más rápido.
características
la mayoría son proteicas (excepto las ribozimas: moléculas de ARN catalizadores que intervienen en la formación de proteínas
No se consumen ni modifican luego de las reacciones químicas
Son específicas para un solo sustrato
Aceleran las reacciones y disminuyen la energía de activación
ISOENZIMAS: diferente estructura pero pueden catalizar una misma reacción
las enzimas tienen en su estructura
un sitio activo, el sustrato interactúa con el sitio activo de la enzima formando el complejo enzima-sustrato, luego modifica el sustrato y se transforma en producto.
existen enzimas que necesitan de otros componentes para poder actuar
cofactores
estructuras no proteicas que se relacionan en la unión del sustrato en el sitio activo
Apoenzima: porción proteica de la enzima que necesita de un cofactor
Holoenzima: enzima que ya posee el cofactor
moléculas inorgánicas
moléculas orgánicas
METALOENZIMAS: iones metálicos
tipos de enzimas
Unión transitoria a la enzima
Unión fuerte y estable
COENZIMA
GRUPO PROSTÉTIICO
La mayoría son vitaminas del complejo B
Mononucleótidos de falvina FAD Y FMN
función de las enzimas
el sitio activo va a determinarse por la presencia de los aminoácidos que lo forman y su distribución espacial concreta.
la interacción E-S es un interacción entre macromoléculas y se realiza mediante las interacciones covalentes entre ambas moléculas, porción polar del sustrato y no polar del sitio activo
cuando el sustrato interactúa con el sitio activo este se modificará y lo convertirá en un estado de transición que se transformará en el producto final
dentro del sitio activo existen dos tipos de aminoácidos los que participan en la unión enzima-sustrato llamados "residuos de unión" y los que participan en la transformación química del sustrato llamados "residuos catálicos"
Si la enzima quiere transformar el sustrato debe pasar una barrera llamada "energía de activación", el complejo E-S reduce esta barrera y consigue la catálisis enzimática.
Las enzimas aceleran las reacciones químicas creando vías alternativas de menor energía de activación por dos mecanismos.
formación de enlaces covalentes o transformación de grupos funcionales, entre los grupos funcionales de la enzima y el sustrato.
interacciones covalentes entre enzima y sustrato y la liberación de la energía de unión que rebaja la energía de activación
mecanismos químicos para la estabilización del estado de transición
1 Energía de fijación proporciona especificidad y catálisis
2 grupos catálicos específicos permite crear otras alternativas
la formación del complejo E-S mantiene al sustrato en la orientación correcta y facilita las interacciones entre los grupos funcionales
los mecanismos con los que la enzima reduce la energía de activación se pueden clasificar en 4 grupos
las interacciones débiles entre E-S facilita la formación del producto, el secuestro del sustrato en el centro activo debilita las barrera impuesta por las interacciones de moléculas de agua con el sustrato y el aumento de interacciones covalentes aceleran la reacción
las interacciones débiles entre enzima sustrato y el estado de transición compensan situaciones termodinámicas inestables
una forma de estabilizar las cargas que aparecen en un estado de transición es la transferencia de protones desde O hacia el sustrato
Se crea un enlace covalente transitorio entre E y S, que produce catálisis.
intervienen reactivos electrófilos y nucleófilos
-Orientando al sustrato de forma adecuada para que reaccione
-estabilizando cargas en un estado de transición inestable
- facilitando reacciones de oxidoreducción
-cambiando la polaridad de ciertos enlaces para hacerlos más susceptibles a ciertos reactivos
CATÁLISIS POR IONES METÁLICOS
CATÁLISIS ÁCIDO-BASE GENERAL
CATÁLISIS COVALENTE
REGULACIÓN ENZIMÁTICA
Su actividad es regula por la unión de uno o más moduladores
modulador positivo: aumentan la afinidad E-S
modulador negativo: disminuye la afinidad E-S
En algunos casos el sustrato toma la función de modulador y se llaman interacciones homotrópicas y casi siempre son positivas
cuando el ligando es un sustancia diferente es un interacción heterotrópica y pueden ser positivas o negativas
Existen enzimas oligoméricas formadas por varias subunidades y tienen dos modelos
Modelo Secuencial
Modelo concentrado
Ausencia del ligando, los moduladores negativos tienen afinidad por la forma tensa y los positivos por la relajada.
presenta un equilibrio hacia la forma que presenta mayor afinidad
tiene un efecto cooperativo, y que al interactuar el modulador y la subunidad y los trasnmite a otras subunidades.
esto produce un aumento o disminución de la afinidad E-S
regulación mediante modificadores covalentes en su estructura
pueden ser reversibles (fosforilación)
o irreversibles los cuales necesitan de otro mecanismos para la inactivación de estas enzimas
Ante un estímulo físico-químico las células van a liberar unas moléculas llamadas "molécula señal" y van a actuar en células que tengan receptores específicos para ellos "células diana" esta célula va a realizar procesos fisiológicos en respuesta al estímulo que generó el receptor
clasificación por señales de acuerdo a la distancia recorrida
comunicación endocrina
la célula emisora(endocrina) libera la molécula señal en este caso es una hormona, va por el torrente sanguíneo, llega a la célula diana al receptor y esta unión desencadenara toda la respuesta o estimulo que generó la formación de la hormona
comunicación local
la célula emisora frente al estímulo emite una serie de mediadores locales al medio extracelular y llegan a la célula diana próxima
comunicación neuronal
célula emisora (neurona) libera un neurotransmisor y llega a la célula diana y actuara con su receptor correspondiente
comunicación por contacto
la molécula señal de la célula emisora se encuentra en la membrana, esta se encuentra y se une directamente al receptor de la célula diana
el receptor se encontrase en un estado inactivo, hasta la unión del transmisor se produce un a modificación en su estructura y se activara el receptor
pueden existir varias respuestas de la célula diana como: activar procesos metabólicos, liberación de sustancias, movimiento etc
existen dos tipos de receptores que son :
1 los que están en el interior de la célula
2 los de membrana (abre canales iónicos)
Ejm: el mecanismo donde la molécula señal llega al receptor de membrana, esta activara la proteína G que activara una enzima que sintetiza AMP cíclico a partir de ATP, el AMP cíclico activara una enzima llamada quinasa y esta actuara en cascada que activara la respuesta celular