Modelos de transduccion y segundos mensajeros

SÍNTESIS

Las diversas vias intracelulares que transducen señales corriente abajo desde los receptores de la superficie celular activados difierieren en su complejidad y en el modo como transducen las señales.

LOS SEGUNDOS MENSAJEROS TRANSPORTAN SEÑALES PROVENIENTES DE MUCHOS RECEPTORES.


cAMP
Activa a la peoteincinasa
A (PKA)
http://www.esacademic.com/
pictures/eswiki/67/CAMP.jpg



cGMP
Activa a ña proteincinasa G (PKG)
y abre los cnalaes cationicos en las
celulas bastones.
http://www.fz-juelich.de/isb/isb-1/
datapool/page/168/cGMP%20Struktur.jpg

La fijacion de ligandos ("primeros mensajeros") a muchos receptores de la superficiecie celular conduce a un Aumento (o disminucion)  de corta duracion en la concentracion de ciertas moleculas de señalizacion intracelular de peso molecular bajo denominados segundos mensajeros. Estas moleculas incluyeb 3', 5'-AMP ciclico (cAMP), 3'5' GMP ciclico (cGMP), 1,2- diacilglicerol (DAG) e inositol 1,4,5 - trifosfato (IP3). Otros segundos mensajeros importantes son Ca2+ y diversos inositol fosfolipidos, tambien denominados fosfoinositidos, incluidos en las membranas celulares.

La concentracion intracelular elevada de uno o mas segundos mensajeros despues de la uniion de una moleula de señailizacion externa induce una alteracion rapida en la actividad de una o mas enzimas o proteinas no enzimaticas. En el musculo, una elevacion inducida por la señal en el Ca2+ citosolico activa la contraccion; un incremento similar en el ca2+ induce la exocitosis de vesiculas secretoras en las celulas endocrinas y de vesiculas que contienen neurotransmisores en las celulas nerviosas. De manera similar una elevacion en el cAMP induce diversoso cambios en el metabolismo celular que difiere en los distintos  tipos de celulas humanas.



EXOCITOSIS CELULAR
Tomado de: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons
/thumb/1/16/Exocytosis_types.svg/400px-Exocytosis_types.svg.png



Las proteinas conservadas que participan en muchas vias de transduccion de señales incluyen proteinas G monomericas y trimericas, proteincinasas y fosfatasas. Las proteinas citosolicas que contienen dominios PDZ multiples u otros dominios de union a proteinas agrupan receptores y ptras proteinas en la membrana plasmatica, como sucede en la celula postsinaptica.

La activacion de un tipo de receptor individual suele conducir a la produccion de multiples segundos mensajros, con efectos diferentes, Además, la misma respuesta celular puede ser inducida por la activacion de multiples vias de señalizacion. Esta interaccion de diferenres vias de señalizacion permite el ajuste de actividades celulares requeridas para llevar a cabo los complejos fisiologicos y del desarrollo.
La finalizacion rapida de la señalizacion una vez que se retira un ligando particular y la desensibilizacion del receptor con concentraciones elevadas de ligando o despues de la exposicion prolongada ayuda a las celulas a responder de manera adecuada en diferentes circunstancias.






PROPUESTA DE ENSEÑANZA

BIBLIOGRAFIA DE APOYO

YOU TUBE. Comunicacion celular [Archivo en video] [En línea] Disponible en: [http://www.youtube.com/watch?v=1fcgVYeS98g]

MARQUEZ, Silvia y otros. COMUNICACIÓN INTERCELULAR Y TRANSMISIÓN DE SEÑALES [En línea] Disponible en [http://www.genomasur.com/lecturas/Guia07.htm] [Citado en 31 de octubre de 2010]

WIKIPEDIA, La enciclopedia libre. Transduccion de la señal. [En línea] Disponible en: [http://es.wikipedia.org/wiki/Transducci%C3%B3n_de_se%C3%B1al] [Citado en 31 de octubre de 2010]


Señalizacion de la celula. [En línea] Dsponible en  [http://translate.google.com.co/translate?hl=es&langpair=en7Ces&u=http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/C/CellSignaling.html] [Citado en 31 de octubre de 2010]

MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA

La bicapa fosfolipídica es esencialmente impermeable a la mayoria de las celulas solubles en agua, a los iones y a la propia agua. El transporte celular es el intercambio de moleculas entre el medio intracelular y el medio extracelular.

"La célula necesita este proceso porque es importante para esta expulsar de su interior los desechos del metabolismo y adquirir nutrientes del líquido extracelular, gracias a la capacidad de la membrana celular que permite el paso o salida de manera selectiva de algunas sustancias." (1)



Permeabilidad de la membrana a los diferentes solutos
Tomado de: http://www.genomasur.com/lecturas/04-15-Gn.gif



El tipo de transpote mas sencillo que posee la membrana es el denominado, DIFUSION PASIVA (SIMPLE). Por ejemplo los gases como el O2 y el CO2, y moleculas polares pequeñas no cargadas, como la urea y el etanol, pueden moverse con rapidez mediante este mecanismo de transporte. Este mecanismo no gasta energía metabolica porque el movimiento va desde una concentracion de alta moleculas hasta una baja, es decir, a favor de su gradiente de concentracion quimica.

La velocidad relativa de difusion de cualquier sustancia a  traves de una bicapa fosfolipidica pura es proporcional a su gradiente de concentracion a traves de la capa y a su hidrofobicidad y tamaño; las moleculas catgadas tambien son afectadas por un potencial electrico a traves de la membrana.

Muy pocas moleculas y ningun ion pueden cruzar una bicapa fosfolipidica pura a velocidades apreciables por difusion pasiva. Así el transporte de la mayotia de las moleculas hacia adentro y hacia afuera de las celulas require la asistencia de proteinas de membrana especializadas.

Todas las proteinas de transporte son proteinas transmembrana y que generalmente son helices alfa. Se piensa que, al formar una recubierta de proteinas a traves de la mambrana, las proteinas de transporte permitan la movilizacion de sustancias hidrofilicas son entrara en contacto con el interior hidrofobo de la membrana.

A continuacion se presentan los  diversos tipos de proteinas transportadoras:



Bombas impulsadas por ATP
Tomado de: http://2.bp.blogspot.com/_bXiAT6MOo8E/S2dbGuw
CBEI/AAAAAAAACPE/oWGKSGRdF3s/s400/Bomba01.jpg



Las BOMBAS IMPULSADAS POR ATP, son ATPasas que utilizan la energia de la hidrolisis de ATP para movilizar iones o moleculas pequelas a traves de una membrana en contra de un gradienre de concentracion quimica  o un potencia elenctrico o ambos. Este proceso conocido como TRANSPORTE ACTIVO  es un ejemplo de una reaccion quimica acoplada. En este caso el transporte "cuesta arriba" de iones o de moleculas pequeñas en contra de un gradiente quimico, con requerimiento de energia, siendo una reaccion energeticamente favorable.

Canales ionicos
Tomado de: http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/
neurobioquimica/libros/neurobioquimica/ionotrop.jpg

Las PROTEINAS CANAL transportan agua o tipos espefificos de iones y moleculas hidrofilicas pequeñas a favor de su concentracion o del gradiente de potencial electrico. Este transporte asistidos por proteinas se denomina DIFUSION FACILITADA . Las poteinas canal forman una pasaje hidrofilico a traves de la membrana por la cual forman un padaje hidrofilico a traves de la membrana por la cual se mueven simuntaneamenre multiples moleculas de agua o iones, en una unica fila a gran velocidad. Algunos canales de iones estan abiertos la mayor parte del tiempo; son los canales no regulados. Sin embargo, la mayoria de canales oinicos se abren solo en respuesta a señakes qumicas o electricas especificas, son los cnales regulados.

El ultimo proceso se denomina TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO . En el cual una proteina de transporte acopla el movimiento de un sustrato contra de su gradiente de concentracion al movimiento de un segunso sustrato a favor de su gradiente de concentracion. Se han distinguido tres tipos de proteinas trasnportadoras:

Los uniportadores: Transportan un unico tipo de moleculas a favor de su gradiente.

Los simportadores y los antiportadores acoplan el movimiento de un tipo de ion o  molecula en contra de su gradiente de concentracion con el movimiento de uno a mas iones diferentes a favor de su gradiente  de concentracion. Estas proteinas tambien se denominan cotransportadoras.



Mecanismos para el transporte de iones y moleculas pequeñas a traves de las membranas celulares
Tomado de: HARVEY LODISH y Otros. Biologia celular y molecular. Quinta Edicion. Buenos Aires: Medica Panamericana, 2005. Pagina 248

 (1)WIKIPEDIA, La enciclopedia libre. Disponible en:[http://es.wikipedia.org/wiki/Transporte_celular#Transporte_a_trav.C3.A9s_de_la_membrana_celular][Citado en 24 de octubre de 2010]

BIBLIOGRAFIA DE APOYO

Referencias bibliograficas

MEMBRANA PLASMÁTICA



Tomado de: http://html.rincon
delvago.com/000581300.jpg



Las membranas plásmaticas son estructuras muy delgadas y delicadas, pero tienen un papel clave en muchas de las funciones más importantes de las células. Sus funciones mas representativas son:

*Separa a la célula viva de su ambiente.

*Constituye una barrera de permeabilidad selectiva que permite el intercambio de ciertas sustancias al tiempo previene el paso de otras

*Contiene los mecanismos para transportar las sustancias de un lado al otro de la membrana

*Aloja los receptores que se unen con ligandos especificos en el espacio externo y transmiten informacion a los compartimientos internos de la célula

*Media las interacciones con otras celulas.

*Proporciona un marco en el que pueden organizarse los componentes

*Es un sitio en el que la energia se traduce de un tipo a otro.



Tomado de: http://aurorapedreros.files.wordpre
ss.com/2007/12/memb021.jpg



Inicialmente se creía que la membrana plasmatica estaba compuesta de una doble capa de lipidos. En la decada de 1920 y 1930, los fisiologos celulares obtuvieron evidencia de que debia haber mas en la estructura de las membranas que una mera capa doble de lipidos. Por ejemplo, se encontro que la solubilidad en lipidos no era el unico factor que determinaba si una sustancia puede o no puede penetrar en la membrana plasmatica. En 1935, Davson y Danielli propusieron que la membrana plasmatica estaba compuesta por una bicapa de lipidos recubierta en ambas superficies, interna y externa, por una capa de proteinas globulares y además que tambien estaba penetrada por poros recubiertos con proteinas, que constituían conductos para que los solutos polares o iones entraran y salieran de la célula.

Los experimentos realizados a finales de la decasa de 1960 condujeorn a un nuevo concepto de la estructura de la membrana, Jonatan singer y Garth Nocolson propusieron el modelo del Mosaico Fluido , que sirvio como digma central de la biologia de la mabrana. Este modelo, mantiene la bicapa de lopidos como el centro de la membrana, pero se enfoca en el estado fisico del lipido. A diferencia de los modelos previos, la bicapa de una membrana en mosaico fuido se encuentra en estado liquido y las moléculas lípídicas individuales pueden moverse en sentido lateral dentro del plano de una membrana. Dicho modelo presenta a la membrana como estructuras dinamicas en las que los componenetes son moviles y capaces de unirse para mantener varios tipos de interacciones transitorias o semipermanentes.

Las membrnas son ensambles de lipidos y de proteinas en los que los componentes se mantienen unidos en una hoja delganda mediante enlaces no covalentes. La membrana se mantiene unida como una hoja cohesiva por una bicapa de lipidos consistente en una capa biomolecular de lipidos anfipaticos, cuyos grupos cabeza polares se dirigen hacia afuera y las colas de acilo grasa hidrofobas se dirigen hacia el interior. Entre los lipidos se incluyen

• Fosfogliceridos: Contienen un grupo fosfato y tres acidos grasos. Dentro de este grupo esta la fosfatidilcolina;
• Lipidos con base de esfingosina como el fosfolipido esfingomielina. Son costituidos por una ceramida.
• Los cerebrosidos y gangliosidos contienen carbohidratos (glucolipidos).
• El colesterol tambien es un componente en la membrana plasmatica.

La membrana plasmatica tambien esta constituida por proteinas. Las proteinas de la membrana pueden dividirse en tres grupos:

Proteinas integrales: Penetran en y a traves de la bicapa lipidica, con porciones expuestas en las superficies citoplasmica y extracelular de la membrana.

Proteinas periféricas: Se localizan completas fuera de la bicapa de lipidos pero no tienen enlaces covalentes con los grupos cabeza polares de la bicapa de lipidos no con la superficie de una proteina integral.

Proteinas fijadas por lipidos: Estan fuera de la bicapa lipídica, pero tienen enlaces covalentes con lipidos que forman parte de la bicapa.

Los segmentos transmembranosos de las proteinas integrales casi siempre se encuentran como una helice alfa, compuesta sobre todo por residuos hidrófobos.



ESTRUCTURA ACTUAL DE LA MEMBRANA PLASMATICA
Tomado de: http://www.fisicanet.com.ar/biologia/introduccion_
biologia/ap1/macromoleculas01.jpg

Las membranas plasmaticas de células eucariotas contienen carbohidratos unidos en forma covalente a los componentes lipidicos y proteicos. Segun sea la especie y el tipo de célula, el contenido de carbohidrato varia entre 2 y 10% de su peso.  Mas de 90% de los carbohidratos de la membrana se une mediante enlaces covalentes a las proteinas para formar glucoproteinas; los carbohidratos restantes se unen en forma covalente a los lipidos para formar glucolipidos. El carbohidrato de la membrana celular interna tambien se dirige al lado contrario del citosol.



Tomado de http://4.bp.blogspot.com/_axdsOl
k2nRA/SwqGnF1npBI/AAAAAAAAABw/tyOFZCe
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¿Qué efectos tiene el estado fisico de la bicapa lipidica en las propiedades biologicas de la membrana?

La fluidez de la membrana establece un compromiso perfecto entre una estructura rigida y ordenada, en la que la movilidad seria nula, y un liquido completamente fluido, sin viscosidad, en el que los componentes de la membrana no podrian orientarse no existiria organizacion estructural ni soporte mecanico. Además, la fluidez permite las interacciones dentro de la membrana. Poe ejemplo, el estado de membrana hace posible que los cúmulos de proteinas de la membrnas se ensamblen en sitios particulares dentro de la membrana y formen estructuras especializadas, como uniones intercelulares, los omplejos fotosinteticos que captan luz y la sinapsis. Gracias a la fluidez de la membrana, las moleculas que interactuan pueden reunirse, llevar a cabo la reaccion necesaria y separarse.

EVALUACION DE SITIOS WEB

TERMODINAMICA METABOLICA

SÍNTESIS

Tomado de: http://2.bp.blogspot.com/_

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El metabolismo es la sumatoria de las reacciones quimicas de las biomoleculas del organismo. Las moleculas de cabohidratos, grasas y proteinas que entran en el organismo son procesadas de diversos modos. La descomposicion de moleculas de gran tamaño para formar otras mas pequeñas se denomina catabolismo. Las moleculas pequeñas se emplean como puntos iniciales de diversas reacciones para producir otra moleculas mayores y mas complejas, incluidas las proteinas y acidos nucleicos por el proceso llamado anabolismo. El catabolismo y el anabolismo constituyen vias distintas; no son simplemente poceoso inversos uno del otro.

El catabolismos es un proceso oxidativo que libera energía, el anabolismo es un proceso reductivo que requiere energia.



Tomado de: http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2
bachillerato/Fisiologia_celular/imagenes/catabolismo.jpg

¿Como participan la oxidacion y la reduccion en el metabolismo? La respuesta es sencilla, pues el catabolismo es un proceso oxidativo que libera energia debido a que las moleculas grandes se descomponenen en productos pequeños y el anabolismo es un proceso reductivo que requieres energia, debido a que las moleculas grandes se deben convertir en una mas complejas. Las reacciones de oxido-reduccion son aquellas en la que los electrones son transferidos de un donador a un aceptor. La oxidacion es la perdida de electrones y la reduccion es la ganancia de electrones. Las dos enzimas que desempeñan un papel crucial en  las reaccion de oxido-reduccion son la NADH y FADH2. Estas coenzimas aparacen en muchas reacciones como una de las semireacciones que pueden escribirse para una reaccion redox.



FORMA OXIDADA FAD                        FORMA REDUCIDA FADH2
Tomado de: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/
commons/thumb/5/5d/FAD_FADH2_equlibrium.png
/550px-FAD_FADH2_equlibrium.png

Otra coenzima vital es la Coenzima A, su estructura es bastante compleja y tiene proceso de activacion (poduccion de intermediarios de alta energia) muy eficaz, ya que el forma un enlace tioéster al reaccionar con los acidos carboxilicos,

Tomado de: http://3.bp.blogspot.com/_Mkzo04RaBuE/
THldJLMD5nI/AAAAAAAAAFU/yj86PslymiE/s1600/coenzimaA.jpg

 El acoplamiento de las reacciones productoras de energia con las reacciones que requieren energia es una caracteristica central del metabolismo de los organismos. En el catabolismo, las reacciones oxidativas se acoplan con la produccion endergonica de ATP por la fosforilacion del ADP. El metabolismo aerobico es un medio mas eficiente de usar la energia quimica de los nutriente que el metabolismo anaerobico. En el anabolismo, la hidrolisis exergonica del enlace de alta energia del ATP libera la energia necesaria para impulsar las reacciones de reduccion endergonicas.

La energía puede presentarse en divesas formas y puede ser convertida de unas formas en otras. Todos los organismos requieren y consumen energía en diversas formas, por ejemplo el movimiento implica energia mecanica y el mantenimiento de la temperatura corporal requiere de energía termica. La fotosintesis requiere la energía luminosa del sol. Algunos organismos, como algunas especies de peces, son ejemplos sorprendentes de cómo usan la energía quimica para producir energía electrica. La formación y rompimiento de las biomoleculas tambien implica cambios de energía química.

La leyes termodinamica metabolica pueden ser usarse para predecir si un cambio que implica transformaciones de energía tendrá lugar.

Un ejemplo de tal cambio es una reaccion en la que las uniones covalentes se rompen y se forman otras nuevas. Una reaccion espontanea es aquella que tiene lugar sin la intervencion del exterior. Esto no tiene qu ver con la velocidad de reaccion. Espontaneo no quiere decir "rápido", algunas reacciones espontaneas pueden tomar un largo tiempo para realizarse.

La energia libre de un sistema disminuye en los procesos espontaneos (liberadores de energia), de modo que en éstos la  energia libre de Gibss (cambio) es negativa. Tales procesos se denominan exergonicos, o sea que en ellos se desprende energía. Cuando el cambio de energía libre es positivo, el proceso no es espontaneo. Para que un proceso no espontaneo ocurra debe consumir energía. A  los procesos no espontaneos se les llama tambien endergonicos., lo que quiere decir que absorben energia . Para un proceso en equilibrio, sin ningun cambio neto en cualquier direccion de la reacción:

Oxidacion de la Glucosa
Tomado: http://www.fisicanet.com.ar/biologia
/metabolismo/ap1/oxidacion_glucosa01.jpg

Un ejemplo de un proceso espontaneo es el  metabolismo areobico de la glucosa, en la cual ésta reacciona con oxigeno para producir bioxido de carbono, agua y energía para el organismo:

Glucosa + 6O2 = 6CO2 + 6H2O

Un ejemplo de un proceso no espontaneo es la reaccion para producir ATP. Esta reaccion tiene lugar en los organismos vivos debido a que en los procesos metabolicos se produce energía.

Los organismos vivos son ensables ordenados de moléculas. Ellos representan una disminucion local en la entropia. Debido a que la entropia del universo aumenta en los procesos espont{aneos, esta disminucion local en la entropia es compensada por un mayor aumneto en la entropia de los alrededores. En suma, hay un incremento en la entropia total del universo.

ARTICULOS CON REFEERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ENZIMAS

SÍNTESIS

Modelo de la lizozima: La lizozima es una enzima
 que se encuentra en las lagrimas y en la saliva.
Tomado: http://www.biologia.arizona.edu/
biochemistry/problem_sets/energy_enzymes_
catalysis/graphics/ES_complex.gif

La vida es inconcebible sin las enzimas. La mayoría de las miles de reacciones bioquimivas que mantienen los procesoso vivos se producirían a velocidades imperceptibles sin las enzimas. Susu actividades cataliticas pueden regularse de forma muy precisa.

Las enzimas son catalizadores biologicos. Aumentan la velocidad de una reacción sl proporcionar una ruta de reacción alternativa que requiere menos energía que la reacción sin catalizar. A diferencia de de algunos catalizadors inorgánicos, las mayoria de las enzimas catalizan reacciones a temperaturas suave. Además las enzimas son especificas para las clases de reaciones que catalizan. Cada clase de enzaima tienen una superficie de union unica con una forma enreversada denominada lugar activo. El sustrato se une al lugar activo de la enzima, que consiste en una pequeña hendidura p grieta en una moolecula grande de proteína. En el modelo llave- cerradura de la accion enzimatica , las estructuras del luga activo de la enzima y el estado de transicion del sustrato son complementarios. En el modelo de ajuste inducido, la molecula de proteína se supone que es flexible. Las enzimas poseen varias propiedades notables. En primer lugar, las velocidades de las reacciones que catalizan las enzimas suelen ser extraordinariamente elevadas.  En sugundo lugar, las enzimas son muy especificas pra las reacciones que catalizan. Es poco habitual que forman productos secundarios, y finalmente pueden regularse debido a sus estructuras tan complejas.

El pliegue de Rossmann en la zona de la lactato
deshidrogenasa de Cryptosporidium parvum,
con el NAD+ en rojo, las láminas beta en amarillo
y las hélices alfa en púrpura.Tomado de: http://www.coenzima.com/media/Pliegue_de_Rossmann.jpg
 

Aunque la actividad catalitica de algunas enzimas solo depende de las interacciones entre los aminoácidos del lugar actio y el sustrato, otra enzimas requieren para sus actividades componentes no proteicos. Los cofactores enzimaticos pueden ser iones como el Mg²⁺ o el Zn²⁺  . moleculas organicas complejas denominadas coenzimas. El componente proteico de una enzima carece de un cofactor esencial se denomina apoenzima. Las enzimas intactas con sus cofactores unidos se denominan holoenzimas. 

 

Eb la primera ápoca de la bioquimica, las enzimas se denominaban según el capricho de sus descubridores. Pero la Union Internacional de Bioquimca intituyó un esquema de denominacion sistematica para las enzimas. Ahora cada enzima se clasifica de acuerdo con la clase de reaccion que cataliza. En este esquema, a cada enzima se le asigna una clasificacion de cuatro numeros y uin nombres con dos artes denominado nombre sistematico. Por ejemplo. la alcohol: NAD oxidoreductosa su EC es 1.1.1.1(abreviatura de Enzyme comission) y se le denomina normalmente alcohol deshidrogenasa.

Las seis principales catgorias de enzimas son:

 

La cinetica enzimarica consiste en el estudio cuantitativo de la catalisis enzimatica. De acuerdo con el modelo de Michaelos-Menten, cuando el sustrato S se une al lugar activo de una enzima E, se forma un complejo de estado de transicion, el sustrato se cinvierte en producto. Tras un tiempo, el producto se disocia de la enzima. 

V =  Vmax [s]       Vmax es velociadad maxima de la reaccion y Km es una constante de velocidad

        [s] + Km



Velocidad de reaccion v y concentracion de sustrato [s] para una reaccion
caracteristica catalizada por una enzima
Tomado de: http://perso.wanadoo.es/sancayetano2000/
biologia/images/Cinenzima.gif



La inhibición enzimatica puede ser reverible e irreversible. Los inhibidores irreversibles normalmente se unen de forma covalente a las enzimas. En la inhibición reversible, el inhibidor puede disociarse de la enzima. Los tipos mas comunes de inhibición reversible son competitiva, no competitiva e acompetitiva.

 COMPETITIVOS: Se unen de forma reversible a la enzima libre, y no el complejo ES, para formar un complejo enzima-inhibidor EI.

NO COMPETITIVOS: El inhibidor se une tanto a la enzima como al complejo ensima-sustrato

ACOMPETITIVOS: El inhibidor solo se une al complejo enzima-sustrato y no a la enzima libre.

Las enzimas utilizan el mismo mecanismo catalitico que los catlizadores no enzimaticos. Las enzimas consiguen velocidades cataliticas significativamente superiores debido a que sus lugares activos poseen estructuras que estan suingularmente adecuadas para favorecer la catalisis. Varios factores contribuyen a la catalisis enzimatica. Lo más impottantes son:

>Los efectos de proximidad y tensión: Cuanto más fuerte puede unir el lugar activo al sustrato mientras éste está en su estado de transicion, mayor es la velocidad de reaccion. Además, cuando la enzima y el sustrato estan mas cercanos, se comportan como si fueran una sola molecula.

>Efectos electrostaticos: Una union mas eficaz del sustrato disminuye la energia libte del estado de transicion, lo cual acelera la reaccion.

>Catalisis Acidobasica: Los grupos quimicos pueden hacerse mas reactivos añadiendo o eliminando un proton.



Catalisis enzimatica
Tomado de: http://centros.edu.xunta.es/iesdemos/files_mos/departamentos
/Fis_Qim/BACH_2/quimica/cinetica/catalizada.gif

Las enzimas son semsibles  a los factores ambientales como la temperatura y el pH. cada enzima posee una temperatura óptima y un ph optimo.



Tomado de: http://www.coenzima.com
/media/coenzima-nad+.jpg



Las coenzimas son moleculas organicas que tienen diversas funciones en la catalisi enzimatica. La mayoria de estas se derivan de las vitaminas, La vitamibas son nutrientes organicos que se requieren en cantidades pequeñas en la alimentacion del ser humano, Se dividen en dos clases: hidrosolubles y liposolubles. Además, existen determinados nutrientes semajanyes a las vitaminas que pueden sintetizarse en pequeñas cantidades y que facilotan los procesos catalizados por las enzimas.

HERRAMIENTAS INFORMATICAS

MACROMOLECULAS: Lípidos

SÍNTESIS



ESTRUTURA DE  MEMBRANA CELULAR
Tomado de: http://portales.educared.
net/wikiEducared/images/thumb/5/5b/Membrana_
con_elementos.jpg/580px-Membrana_con_elementos.jpg



Los lípidos son un grupo diverso de moléculas biológicas no polares cuyas propiedades comunes son su capacidad para disolverse en solventes organicos, como el cloroformo  o en el benceno, y su incapcidad para disolverse en agua, una propiedad que explica muchas funciones biológicas variadas. Los lípidos importantes en la funcion celular incluyen las grasas, esteroides y fosfolipidos.

Los lípidos tienen como principal función la producción de energía, ya que su hidrolisis produce gran cantidad de energia, ademas tambien tienen función estructural en las membrana celular.

Las grasas onsisten en una molecula de glicerol unida por enlaces tipo éster a tres acidos grasos; la molecula compuesta se denomina triacilglicerol.



ESTRUCTURA DE UN ACDO GRASO
Tomado de: http://ciam.ucol.mx/villa/materias/RMV/
biologia%20I/apuntes/1a%20paracial/mole%20orga/lipidos
%20I_archivos/image001.gif

 

Tomado de: htp://4.bp.blogspot.com/_3hzAiMZDafE
/RyuTxEWaOPI/AAAAAAAABsU
/I0Cg9rLiKgg/s400/chains.gif



Los acidos grasos son cadenas hidrocarbonadas largar no ramificadas con un solo grupo carboxilo en un extremo. Debido que los extremos de la molecula de acido graso tienen una estructura diferente tambien poseen diferentes propiedades. Los acidos graso tienen un comportamiento anfipatico, debido a que la cadena hidrocarbonada es hidrofobica y el grupo carboxilo posee una carga negativa a pH fisiologico, por lo que lo vuelve hidrofilico.

Los acidos grasos difieren entre si en la longitud de sus cadenas de hidrocarburos y la presencia de dobles enlaces. Los acidos grasos mas comnes varian de longitud de 14 a 20 carbonos. Los acidos grasos que presentan sólo enlaces sencillos entre los carbonos se denominan saturados, mientras que los que contienen uno o mas enlaces dobles en su cadena, se denominan insaturados. Dichos enlaces dobles, generalmente se presentan de la foma cis (ya que el organismo no sintetiza acidos grasos trans), y generan plegamientos en las cadenas de los acidos grasos.

La fluidez de los acidos grasos, depende basucamente del numero de carbonos y el grado de saturacion, por lo que a mayor numero de c

arbonos menor fluidez y a mayor insaturación nayor fluidez.

Las grasas liquidas a temperaturas ambientes se denominan aceites, tienen una gran fluidez debido a que presentan alto grado de insaturación.

Tomado de: http://www.innatia.com/
imagenes/masaje-para-la-celulitis1.jpg

Las grasas son muy  ricas en energía quimica, un gramo de grasa contienen mas de dos veces la energia contenida en un gramo de carbohidratos. Los carbohidratos funcionan sobre todo como fuente de energia disponible a corto plazo, en tanto que las reservas de grasas almacenan energía a largo plazo.

Puesto que las grasas carecen de grupo polares, son sumemente insoluble en agua y se almacenan en las células en forma de gotas de lípidos. En la medida que las gotas de lipidos no contienen agua, como los gránulos de glucógeno, representan un almacén de combustible muy concentrado. En muchos animales las grasas se almacenan en celuolas especiales denominadas adipocitos, cuyo citoplasma se llena con una sola gota de grasa.

Los esteroides se construyen alrededor de un caracteristicos esqueleto de cuatro anillos de hidrocarburo. Uno de los esterioides mas importantes es el colesterol. componente de las membranas celulares  de animales y precursor para la sintesis de numerosas hormonas esteroideas, como la testosterona, progesterona y estrógenos. Si estructura es ciclica y su comportamiento es anfipatico.   Ayuda a la sintesis de sales biliares.

Tomado de http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias
/2000024/images/biomoleculas/colesterol.gif

La molecula de un fosfolipido parece una grasa, pero tiene solo dos cadenas de acidos grasos en lugar de tres. El tercer grupo hidroxilo del esqueleto de glicerol está unido de manera covalente a un grupo fosfato, el cual a su vez esta unidos a un pequeño grupo polar. Los fosfolipidos de membrana pueden servir como precursores de otras moleculas.

TEMA ASOCIADO

LAS CELULAS GRASAS PODRIAN PRODUCIR INFLAMACIÓN

RESUMEN

En lo profundo de los ganglios de la médula ósea, el bazo y los ganglios se encuentran una forma de grandes células blancas de la sangre. Como parte del sistema inmunológico, estas UA, macrofagos, como se les llama, circulan dentro de la sangre para buscar y devorar bacterias, otros invasores extraños, y los desechos celulares.Los científicos han sabido que los macrófagos también aparecen en el tejido adiposo, o grasa, el tejido. Pero su papel en el tejido una vez se pensó para ser intrascendente. Ahora, un nuevo estudio explica aspectos importantes de estas células inmunes en la grasa corporal, como por qué se infiltran, cómo funcionan y dónde se reúnen.

En los últimos años, los científicos han investigado las células de grasa y las células que rodean no sólo como manchas amarillas que hacen nuestra ropa demasiado ajustada, sino más bien como un órgano o los órganos vecinos de tejido graso orgánicos. Las células de grasa, o, adipocitos, UA dentro de este tejido tienen varias funciones, tales como el bombeo de ácidos grasos esenciales productores de energía, almacenamiento de los ácidos grasos para su uso futuro, y la secreción de hormonas que regulan el peso corporal. Pero, por desgracia, entre los obesos, es una fuente de sustancias químicas inflamatorias.

No importa cuánto se come, las células de grasa parece ser limitada en el tamaño que puede alcanzar. Los importes de los lípidos que ingresan a estas células grasas aumentan gradualmente cuando las personas aumentan de peso. Greenberg y sus colegas encontraron que las células grasas al alcanzar su tamaño máximo mueren.

Las recientes investigaciones de otros científicos han demostrado que los macrófagos son responsables de la mayoría de las moléculas inflamatorias liberadas en el tejido adiposo, se cree que eso ocurre porqueestas células inmunes parecen estar corriendo a las células de grasa después de su muerte para limpiar. Cuando esto ocurre, los macrófagos pueden emitir cantidades potencialmente peligrosas de las sustancias químicas inflamatorias.

 Bibliografía

MANON BILISS, ROSALIE. INFLAMATPRY NEWS ABOUT DAT CELLS. Agricultural Reseach Magazine [en línea] Marzo de 2006. URL disponible en[http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/mar06/cells0306.htm]

 MAPA CONCEPTUAL

CARBOHIDRATOS

SÍNTESIS


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Los carbohidratos incluyen azucares simples (o monosacaridos) y toas las moleculas grandes construidas de unidades de azucar. Los carbohidratos funcionan de manera primaris como almacenes de energía química y materiales de construcción durables para las estructuras biologicas. Los azucares simples mas representativas son las triosas (tres carbonos), tetrosas (cuatro carbonos), pentosas (cinco carbonos) y hexosas (seis carbonos).



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En los azucares simples, cada molécula de azucar se integra con una estructura de átomos de carbono unidos en una disposición lineal por enlaces unicos. Cada uno de los atomos del esqueleto se se conecta a un solo grupo hidroxilo, con excepcion de uno que presenta un grupo carbonilo (C=O). Si el grupo carbonilo se localiz<a en un posición interna, para formar el grupo cetona, el azucar es una cetosa. Si el carbonilo se halla en un extremo del azúcar, éste forma un grupo aldehido y la molecula se llama aldosa. Sin embargo estas estructuras simples cunado tienen mas de cinco carbonos, sufren una autoreacción que convierte esas cadenas en forma de anillos.





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Los monosacaridos pueden unirse uno con el otro por enlace glucosidico de tipo covalente para formar grandesmoleculas. Los enlaces glucosídicos se forman por una reaccion entre el atomo de carbono C1 de un azucar del grupo hidroxilo del otro azucar, con lo cual se crea una union -C-O-C- entre los dos azucares.

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Las moléculas formadas por dos azucares son los DISACARIDOS.   Los disacaridos sirven sobre todo como almacenes de energia disponible. La sacarosa o azucar de mesa, es el mayor componente de la savia de las plantas y lleva energia quimica de una parte de la planta a otra. La lactosa, presente en la leche de la mayor parte de los mamiferos, suministra a los mamíferos recién nacidos el combustible para su crecimiento y desarrollo inicial. La lactosa de la dieta se hidroiza mediante una enzima llamada lactasa, presente en la membrana plasmatica de las células que recubren el intestino.

Los azúcares tambien pueden enlazarse junatos para formar pequeñas cadenas llamadas OLIGOSACARIDOS. A menudo estas cadenas se unen se manera covalente a los lipidosy las proteinas y éstas se convierten en glucolipidos y glucoproteinas, respectivamente. Los oligosacaridos son en particular importantes en los glucolipidos y las glucoproteinas de la membrana plasmatica, donde ellos se proyectan desde la superficie celular. Debido a que los oligosacaridos pueden componerse de muchas combinaciones de unidades de azucar, éstos pueden tener información codificada, sirviendo como distintivo para unos tipos de celulas y otros.

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Cuando muchos monosacaridos se unen para formar una cadena , el resultado es un POLISACARIDO. Son moleculas que cumplen funciones diversas, sobre todo de reservas energéticas y estructurales. La glucosa es el monomeo mas comun. Cuando hay más de untipo de monómero, con frecuencia sólo se observan dos tipos de moleculas en secuencia repetitiva. La caracterización completa de un polisacarido incluye especificar los monomeros presentes, y en caso necesario, su secuencia.

Según la función biologica, los polisacaridos se pueden clasificar en:

*De reserva: Son aquellos que almacenan energia pero no alteran de ninguna forma, la presión osmotica. El principal es la Glucosa.

*De estructura: Son aquellos que ayudan  a la construcción de estructuras organicas. El principal es la celulosa.

Según la composicion, los polisacaridos se dividen en homopolisacaridos, cuando estan conformados por un solotipo de monomero y heteropolisacarido cuando estan conformados por varios tipo de monomeros.

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TEMA RELACIONADO:

LOS CARBOHIDRATOS EN FRUTAS, FLORES, COLORES LLAMATIVOS Y USOS MÉDICOS

Ciencia vegetal

En la sacarosa, los almidones y otro polimeros de azúcarez, los enlaces O-glucosidicos, unen a los azucares entre si. Otros tipos de glucosidicos presentan un azúcar enlazado con otro tipo de moléculas. Probablemente el ejemplo más comun sea la estructura de los nucleotidos. En los N-glucosidicos, el azúcar se une con una base aromatica nitrogenada, como en el ATP, muchas vitaminas, el ADN y ARN.

CLORURO DE CIANIDINA
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Los colres rojo y azul de algunas flores se deben alos derivados del azucar, llamados con frecuencia antocianinas. Estos pigmentos incluyen diversos azúcares unidos con el compuesto cianidina y sus derivados. estos compuestos son solubles en agua debido a que son altamente polar. En contraste, los pigmentos vegetales color aranja, amarillo y verde tienen a presentar lipidos en su composicion y son insolubles en agua.

Muchos sabores incluyen glicósidos azucarados. Dos de ellos muy conocidos son la canela y la vainillina, donde los azucares estan unidos con cinamaldehido y vainillina, respectivamente. Ambos compuestos son aldehidos aromaticos. El sabor distintivo y amrgo a almendras del hueso de durazno o del albaricoque se debe al laetril, sustancia controvertida que ha sido sugerida como tratamiento anticancerigeno por algunos investigadores.



Cinamaldehido



Vainillina



Laetril

Muchas sustancias de importancia medica presentan enlaces glucosidicos como parte de su estructura. La digitalia, prescrita para los latido cardiacos irregulares (arritmia cardiaca), es una mezla de varios comlejos de esteroides con azicares unidos a ellos. Antiguamente se creia que el laetril, un derivado del benzaldehido que tiene un enlace glucosidico con acido glucurónico, tenía propiedades anticancerigenas, probablemente al suponer que la parte de cianuro envenenaría a las céllas cancerosas que se desarrollan con rápidez. este tratamiento todavia no ha sido comprobado en Estado Unidos.
Puedes encontrar mas información en: http://www.cancer.gov/



Digitalia
Tomada de: http://www.penyaelriscle.es/Imagenes/
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La planta digitalia produce el importante medicamento para el corazón, llamado digoxina. el cual es un glucosido cardiotónico que actua como agente antiarritmica en insuficiencias cardiacas. Inhibe la bomba de Na+ K+ ATPasa en el corazón. Disminuyendo la salida de Na+ y aumentando la entrada de Ca2+.  Tomado de:http://es.wikipedia.org/wiki/Digoxina

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

Gerald Karp. Biologia celular y molecular: conceptos y experimentos. 5 Edición. México: McGrawHill.2009
Lozano Teruel, J. A. y Galindo Cascales, J. D. y others. Bioquimica y biologia molecular para ciencias de la salud. España: McGraw-Hill Interamericana.2005