Bioenergética y reacciones bioquímicas
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Questions and Answers

¿Cuál es el papel del citocromo c en la cadena respiratoria?

  • Oxida el oxígeno para formar agua.
  • Sintetiza ATP a partir de ADP y Pi.
  • Bombea protones al exterior de la mitocondria.
  • Reduce ferricitocromo y transfiere electrones al complejo IV. (correct)

    • ¿Qué sucede durante la liberación del citocromo c al citosol?

  • Se induce la apoptosis. (correct)
  • Aumenta la síntesis de ATP.
  • Se produce un incremento en protones en la matriz.
  • Se reduce el estrés oxidativo.

    • ¿Qué compuestos son utilizados por las mitocondrias para sintetizar ATP?

  • Gradiente de protones, NADH y FADH2. (correct)
  • ADP y NADH.
  • Fe+2 y O2.
  • ATP y citocromo c.

    • ¿Qué función tiene el complejo V en la membrana mitocondrial interna?

    <p>Sintetiza ATP utilizando energía de protones.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el complejo IV es correcta?

    <p>Utiliza cobre como cofactor.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué representa el símbolo ΔG en la ecuación de bioenergética?

    <p>Cambio de energía libre</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué indica un ΔG positivo en una reacción bioquímica?

    <p>La reacción es no espontánea</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta sobre las reacciones exotérmicas?

    <p>Libera calor durante la reacción</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el valor promedio del BMR en hombres según la información proporcionada?

    <p>7500 kJ</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué método se utiliza para medir el BMR a través del calor liberado?

    <p>Calorimetría directa</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes condiciones NO es necesaria para medir el BMR?

    <p>Dieta alta en carbohidratos</p> Signup and view all the answers

    En la oxidación de combustibles, ¿cuál es un resultado de los estadios generales mencionados?

    <p>Producción de coenzimas de nucleótidos reducidas</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué diferencia hay entre BMR y RMR?

    <p>RMR tiene condiciones menos restrictivas</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el principal producto resultante de la oxidación de combustibles metabólicos en el organismo?

    <p>ATP</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué estructuras forman los enlaces de alta energía en el ATP?

    <p>Enlaces fosfo anhidro</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede con el ATP durante el trabajo metabólico?

    <p>Se transforma en ADP o AMP</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes enzimas está involucrada en la transducción de energía?

    <p>NAD+</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de protones acepta el NAD durante el metabolismo?

    <p>Un protón</p> Signup and view all the answers

    En la membrana mitocondrial interna, ¿qué estructura es responsable de la fosforilación oxidativa?

    <p>Crestas</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre con los nucleótidos reducidos durante la oxidación?

    <p>Producción de energía libre</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de moléculas son los productos de la biotransformación de hidratos de carbono y lípidos?

    <p>H2O y CO2</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el producto de la reducción de dihidroxiacetona fosfato (DHAP) por la glicerol 3 P deshidrogenasa citoplasmática?

    <p>Glicerol 3 P</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre con los electrones generados en la vía de la lanzadera del glicerol 3 P?

    <p>Se transfieren hacia la ubiquinona.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué función cumple la ubiquinona en la cadena de transporte de electrones?

    <p>Acepta electrones de las flavoproteínas.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué compuestos participan en la vía del malato-aspartato?

    <p>Glutamato y α cetoglutarato.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué característica define al citocromo c?

    <p>Contiene un grupo hemo y transporta electrones.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuántos protones se bombean en la reacción del complejo III?

    <p>4 protones.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la estructura principal de la ubiquinona?

    <p>Una cadena lateral de 10 unidades de isopreno.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre en la reducción de O2 en el complejo IV?

    <p>Requiere de 4 moléculas de citocromos c reducido.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuántos mol de ATP se producen al oxidar 1 mol de NADH?

    <p>2.5 mol</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el aceptor final de electrones en la cadena respiratoria?

    <p>O2</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué complejo mitocondrial se encarga de transferir electrones desde el NADH a la ubiquinona?

    <p>Complejo I</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la cantidad de energía que se libera al oxidar 1 mol de NADH?

    <p>-220 kJ/mol</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuántos protones se bombean a través de la membrana mitocondrial interna por cada reacción de NADH en el Complejo I?

    <p>4 protones</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué efecto tiene el transporte de electrones en la generación de ATP?

    <p>Impulsar el bombeo de protones al espacio intermembranoso</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué compuesto no puede atravesar la membrana mitocondrial interna?

    <p>NADH</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes opciones representa el rendimiento de ATP al oxidar FADH2?

    <p>1.5 mol</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es la fosforilación oxidativa?

    <p>Añadir un grupo fosfato al ADP utilizando energía del bombeo de protones</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Bioenergética

    • La bioenergética es la rama de la termodinámica que estudia las transformaciones energéticas en los seres vivos.

    Cambios de energía libre en sistemas biológicos

    • La ecuación para el cambio de energía libre es: ΔG = ΔH – TΔS
      • ΔG = cambio de energía libre
      • ΔH = cambio de entalpía
      • T = temperatura (en Kelvin)
      • ΔS = cambio de entropía

    Reacciones bioquímicas

    • En una reacción bioquímica, la reacción para predecir el sentido de la ecuación es: aA + bB ⇌ cC + dD
    • La ecuación de equilibrio para calcular la variación de la energía libre (ΔG) es: ΔG = ΔG°' + RT ln Q
      • ΔG°' es la variación de energía libre estándar
      • R es la constante de los gases ideales
      • T es la temperatura (en Kelvin)
      • Q es el cociente de reacción

    Significado de ΔG

    • Cuando ΔG es negativo, significa que la reacción puede proceder de forma espontánea.
    • Cuando ΔG es positivo, significa que la reacción no es espontánea.
    • Cuando ΔG es igual a cero, significa que el sistema está en equilibrio.

    Entalpía y Entropía

    • Entalpía: cantidad de calor de un sistema.
    • Entropía: medida del desorden de los átomos o moléculas de un sistema.

    Tipos de reacciones

    • Reacción exotérmica: reacción química en la que existe una liberación de calor (reacción espontánea).
    • Reacción endotérmica: reacción química que requiere energía para llevarse a cabo (reacción no espontánea).

    Reacciones exergónicas y endergónicas

    • Reacción exergónica: ΔG < 0, la reacción es espontánea y libera energía.
    • Reacción endergónica: ΔG > 0, la reacción no es espontánea y necesita energía para ocurrir.

    Obtención de energía en el organismo

    • Las reacciones químicas en el organismo para obtener energía son predominantemente de óxido-reducción, que ocurren en las mitocondrias.

    Metabolismo basal (BMR)

    • El metabolismos basal es la suma de todas las reacciones en el organismo.
    • El BMR, se mide por calorimetría directa (midiendo el calor total liberado por un ser vivo en un tiempo determinado) o calorimetría indirecta (midiendo el consumo de O₂).

    Valores del BMR

    • El valor de BMR del hombre es de 7500 kJ/día (1800 kcal/día).
    • El valor de BMR de la mujer es de 5400 kJ/día (1300 kcal/día).

    Parámetros para la medición del BMR

    • Dormir por 8 horas
    • Posición reclinada
    • Post-absorción (12 horas de ayuno)

    Metabolismo en reposo (RMR)

    • Es similar al BMR, pero con condiciones menos restrictivas.
    • Es la medida del gasto mínimo de energía en condiciones de reposo.

    Estados de la oxidación de combustibles

    • La producción de coenzimas de nucleótidos reducidas (NADH, FADH₂).
    • El empleo de la energía libre obtenida por la oxidación para producir ATP.

    Estructura e importancia del ATP

    • La oxidación de combustibles metabólicos es esencial para la vida.
    • Los hidratos de carbono y los lípidos se biotransforman en el organismo para formar H₂O, CO₂ y ATP (trifosfato de adenosina).

    Características del ATP

    • El ATP posee dos enlaces fosfoanhidro de alta energía.
    • Durante el trabajo metabólico, estos enlaces se rompen y la molécula de ATP se transforma en ADP (difosfato de adenosina) o AMP (monofosfato de adenosina).
    • La energía liberada de los enlaces fosfoanhidro de ATP se usa para impulsar o favorecer reacciones que de otra manera no serían posibles.

    Síntesis del ATP

    • Se lleva a cabo principalmente en las mitocondrias usando la energía del gradiente de protones.

    Sistema mitocondrial de transporte de electrones

    • Es la cadena respiratoria, que se encuentra en la membrana mitocondrial interna.
    • Está formada por complejos proteicos y dos componentes independientes (ubiquinona y citocromo c), que facilitan el transporte de electrones.
    • El O₂ es el aceptor final de electrones.

    Complejos proteicos

    • Los electrones se mueven a través de una secuencia definida desde coenzimas a O₂.
    • El transporte se impulsa mediante cambios en la energía libre que genera bombas de protones.
    • Los electrones pasan del componente que tiene potencial de reducción más negativo al potencial más positivo.

    Paso de electrones

    • Los electrones son transportados por flavoproteínas.
    • El complejo I contiene FMN, y los otros complejos contienen FAD, reduciendo la ubiquinona.
    • Este proceso sigue por Q, complejo III, citocromo c y complejo IV.

    Ubiquinona (Coenzima Q10)

    • Es un compuesto liposoluble en la membrana mitocondrial interna.
    • Es capaz de transportar 1 ó 2 electrones.
    • La ubiquinona lleva electrones del complejo I y II al complejo III.

    Complejo III (citocromo C reductasa)

    • Acepta electrones de la ubiquinona, y bombea protones a través de la membrana interna.
    • Los electrones viajan por los citocromos b, centros FeS, citocromo c1 y finalmente, al citocromo c.

    Citocromo c

    • Es una proteína periférica de membrana que transporta electrones desde el complejo III al complejo IV.
    • Cada citocromo c transporta solo un electrón.
    • Necesita 4 moléculas de citocromos c reducido para poder reducir O₂ en 2 H₂O.

    Complejo IV

    • Conocido como citocromo c oxidasa o citocromo oxidasa.
    • Se encuentra como dímero en la membrana mitocondrial interna.
    • Transfiere electrones al O₂ para reducirlo a H₂O (4 electrones).

    Complejo V (ATP sintasa)

    • Está conformado por dos complejos (Fo y F1) principales.
    • Fo es el motor impulsado por protones en la membrana interna.
    • F1 sintetiza el ATP a partir de ADP y Pi, 3 ATP por vuelta.
    • Usa la energía de la fuerza protónica generada por la cadena de transporte de electrones para sintetizar ATP.

    Efectos sobre la cadena respiratoria

    • Rotenona, Antimicina A, Cianuro, CO (monóxido de carbono) y Oligomicina.

    Lanzaderas de electrones

    • Se encargan de permitir la transferencia de electrones del citosol a la matriz mitocondrial, sin necesidad de atravesar la membrana mitocondrial interna, hay dos lanzaderas importantes: la del glicerol 3P y la lanzadera del malato-aspartato.

    • Lanzadera del glicerol 3P: transfiere electrones del citosol a la ubiquinona (Coenzima Q), reduciendo una molécula de FAD a FADH2.

    • Lanzadera del malato-aspartato: permite la transferencia de electrones del NADH citoplasmático a la matriz mitocondrial, reduciendo oxalacetato a malato, y este atraviesa la membrana interna para convertirse de nuevo en oxalacetato, permitiendo la oxidación del NADH.

    Energía de activación

    • Es la energía mínima necesaria para que una reacción química ocurra.
    • En las reacciones catalizadas, la energía de activación es menor que en las reacciones sin catalizador.

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    Description

    Este cuestionario se centra en la bioenergética y los cambios de energía libre en los sistemas biológicos. Explora conceptos clave como ΔG, ΔH, ΔS y las ecuaciones que describen las reacciones bioquímicas. Ideal para estudiantes de biología y química que buscan comprender cómo la energía se transforma en los organismos vivos.

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