Questions and Answers
¿Qué indica el estado de la conformación del retinal cuando está en la configuración cis?
¿Cuál de los siguientes aminoácidos actúa como donador de protones en la vía de protones?
¿Qué tipo de ATPasas puede sintetizar o hidrolizar ATP utilizando gradientes de protones?
¿Cuál es la función principal de las proteínas transportadoras facilitadoras?
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¿Qué tipo de transporte llevan a cabo los transportadores unipuerto?
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¿Qué transportan las ATPasas tipo P?
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¿Cuál de las siguientes enfermedades está asociada a la deficiencia de cobre (Cu+)?
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¿Dónde se encuentran comúnmente los transportadores ABC?
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¿Qué rol tiene el glutamato 204 en la vía de protones?
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¿Qué tipo de transporte utilizan los transportadores que operan acoplados con el transporte de un soluto a favor del gradiente?
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¿Qué tipo de reacción es endergónica?
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¿Qué indica un valor negativo de ∆G?
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¿Qué ocurre durante una reacción catabólica?
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¿Cuál de los siguientes es un tipo de enlace químico que implica compartir electrones?
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¿Qué representa la entalpía (H) en la ecuación de la energía libre de Gibbs?
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¿Qué caracteriza una reacción espontánea según el concepto de energía libre de Gibbs?
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¿Cómo se forman los compuestos iónicos?
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¿Qué significa que una reacción sea exergónica?
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¿Qué describe el cambio en entropía (∆S) en una reacción?
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¿Qué establece la cantidad de enlaces que un átomo puede formar?
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¿Cuál es la característica principal que define a un transportador del tipo antipuerto?
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¿Qué tipo de transportador se encarga de llevar glucosa a favor del gradiente en los mamíferos?
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¿Qué estructura se utiliza en la superfamilia facilitadora (MFS) de transportadores?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los canales transmembranales es correcta?
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¿Cuál es una de las funciones principales de los canales en las membranas celulares?
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¿Cómo se clasifica un canal que transporta iones utilizando un cambio conformacional?
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En términos de su estructura, ¿cuántas hélices transmembranales tienen los canales reglados por voltaje?
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¿Qué mecanismo es fundamental para la inactivación de los canales durante su función?
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¿Cuál es una de las funciones de las acuaporinas en las membranas celulares?
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La familia S5/S6 de transportadores se encargan principalmente de transportar qué tipo de iones?
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¿Qué tipo de receptores son sensibles a la nicotina y se encuentran en músculos esqueléticos?
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¿Cuál de las siguientes condiciones puede causar una debilidad muscular, relacionada con la respuesta a la acetilcolina?
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Los canales 'Transient Receptor Potential' son sensibles a qué tipo de estímulos?
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¿Cuál es la función principal del aparato de Golgi en la célula?
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¿Qué caracteriza a los ribosomas en la célula eucariota?
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¿Qué ocurre durante la fase de mitosis?
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¿Cuál de las siguientes macromoléculas se compone de aminoácidos?
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¿Qué es el ciclo de Krebs?
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¿Cuál es la función principal del citoesqueleto?
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¿Qué tipo de molécula es el DNA en las células eucariotas?
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¿Cuál es la relación entre los aminoácidos y las proteínas?
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¿Qué función tiene la membrana celular?
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¿Cuál de los siguientes orgánulos es el responsable de la detoxificación celular?
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¿Qué función tienen las lisosomas en la célula?
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¿Qué indica el dogma central de la biología molecular?
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¿Cómo se forma la estructura cuaternaria de las proteínas?
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¿Qué caracteriza a los enlaces polares?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta sobre las moléculas no polares?
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¿Qué tipo de reacción se define como dependiente de un solo reactivo?
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¿Cuál es una de las funciones de las macromoléculas?
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¿Qué tipo de simetría es típica de las estructuras planas en biología?
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¿Qué función tienen las proteínas integrales en la membrana celular?
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¿Qué tipo de enlace se forma entre el hidrógeno y los átomos con carga parcial negativa?
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¿Qué caracteriza a la simetría poligonal en bioestructuras?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones es incorrecta sobre la membrana celular?
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¿Qué genera un cambio en el movimiento de electrones en enlaces polares?
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¿Qué ocurre en la nucleación relacionada con los microtúbulos?
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¿Cuáles son los grupos que proporcionan propiedades a los fosfolípidos?
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¿Qué se entiende por reacciones reversibles en química?
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¿Cuál es una de las características de los interacciones de Van der Waals?
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Study Notes
Principios de Organización Celular
- Todas las células tienen el mismo código genético, variando solo en el orden de los nucleótidos.
- El DNA, que almacena información genética, se localiza en el núcleo y las mitocondrias.
- Las proteínas son sintetizadas en los ribosomas y la energía se obtiene de la degradación de azúcares mediante ATP.
- El dogma central de la biología molecular establece la transferencia de información genética: DNA → RNA → Proteína.
Mecanismos Moleculares Comunes
- Regulación del ciclo celular y mitosis son fundamentales en todos los organismos.
- La secreción de proteínas también está regulada en las células.
Principios Universales de las Células Vivas
- La información genética se almacena en una molécula lineal de DNA que se duplica y se transmite a células hijas.
- La secuencia de nucleótidos en el DNA determina la estructura de proteínas y RNA.
- Las macromoléculas se forman a partir de subunidades: cromatina (DNA + proteínas), ribosomas (RNA + proteínas) y membranas (lipidos + proteínas).
- Las membranas crecen mediante la expansión de membranas preexistentes.
- La interacción entre señal y receptor guía la localización celular de las moléculas.
Movimiento y Señales Celulares
- Los constituyentes celulares se desplazan gracias a procesos que requieren hidrólisis de ATP: difusión, bombas biológicas y motores celulares (como la kinesina).
- Los mecanismos receptor-ligando y la transducción de señales permiten que las células se adapten a cambios en el entorno.
- La retroalimentación molecular regula el crecimiento y la diferenciación celular, incluido el ciclo celular.
Células Eucariotas y Sus Organellos
- Membrana citoplasmática: compuesta de fosfolípidos, colesterol y proteínas; función de protección, transporte y adhesión.
- Membrana nuclear: almacena información genética, realiza modificaciones de RNA y está perforada por poros nucleares.
- Ribosomas: sintetizan proteínas a partir de mRNA en dos subunidades.
- Aparato de Golgi: modifica, almacena y exporta proteínas, con funciones en la glicosilación.
- Retículo endoplásmico rugoso y liso: el primero sintetiza proteínas, mientras que el segundo se encarga de lípidos y carbohidratos.
- Lisosomas: responsables de la digestión celular, reciclaje y eliminación de proteínas degradadas.
- Mitocondrias: producen ATP, tienen material genético propio y participan en la apoptosis.
Estructuras Moleculares
- Agua: solvente universal con propiedades clave; cargada parcialmente, forma enlaces de hidrógeno sólidos.
- Aminoácidos: unidades estructurales de las proteínas; se modifican químicamente para funciones específicas.
- Proteínas: sintetizadas en el retículo endoplásmico; poseen distintas estructuras (primaria, secundaria, terciaria, cuaternaria) que afectan su función.
DNA
- Compuesto de bases nitrogenadas: purinas (adenina y guanina) y pirimidinas (citosina, timina y uracilo).
- Consiste en un grupo fosfato, enlaces fosfodiéster, y azúcares como desoxirribosa o ribosa.
Repaso Conceptos Biofísicos
- Termodinámica: estudia energía y transformaciones; sistemas cerrados y abiertos.
- Primera Ley: la energía se conserva y transfiere; no se crea ni destruye.
- Segunda Ley: la entropía (desorden) en un sistema siempre aumenta.
Metabolismo
- El metabolismo incluye reacciones catabólicas (degradación) y anabólicas (síntesis de moléculas complejas).
Cáncer
- El cáncer es causado por la ignorancia de los puntos de control del ciclo celular, manifestándose por la sobreactivación de ciclinas y mutaciones en el gen p53.### Catabolismo y Anabolismo
- El catabolismo implica reacciones químicas que descomponen moléculas grandes en moléculas más pequeñas, liberando energía al romper enlaces.
- La energía libre de Gibbs (G) representa la energía disponible para realizar trabajo.
- La ecuación ∆G = ∆H - T∆S determina si una reacción requiere energía o la libera.
- Reacciones exergónicas: liberan energía. Tienen ∆G negativo y se mueven de mayor a menor energía libre.
- Reacciones endergónicas: requieren suministro de energía y tienen ∆G positivo.
Enlaces Químicos
- Los electrones de valencia determinan cuántos enlaces puede formar un átomo.
- Enlaces iónicos: se forman entre átomos con cargas eléctricas. Ejemplo: NaCl (sodio cloruro).
- Enlaces covalentes: implican el intercambio de electrones, se dividen en:
- Polares: entre átomos con diferente electronegatividad; tienen carga parcial.
- No polares: entre átomos de electronegatividad similar; distribuyen electrones equitativamente.
- Enlaces de hidrógeno: débiles pero fuertes cuando están en grupo, se forman entre H y átomos con carga negativa.
- Interacciones de Van der Waals: ocurren en grandes números entre moléculas no polares.
Tipos de Reacciones
- Reacciones de primer orden: dependen de un solo reactivo, incluyen cambios conformacionales y disociación.
- Reacciones de segundo orden: dependen de dos reactivos, implican asociaciones.
- Reacciones reversibles: combinan las características de reacciones de primer y segundo orden.
Ensamblaje de Moléculas
- Las macromoléculas se ensamblan a partir de subunidades como nucleótidos y aminoácidos.
- El ensamblaje es un principio central en biología, esencial para la formación de virus y citoesqueleto.
- La regulación del ensamblaje disminuye errores y permite el reciclaje de componentes defectuosos.
Simetría en Ensamblaje Biológico
- Simetría hexagonal: maximiza el contacto entre seis subunidades.
- Simetría helicoidal: cada subunidad está en una distancia fija del eje; pueden ser sólidas o huecas.
- Simetría poligonal: típica de macromoléculas cerradas, protege el genoma.
Estructura y Dinámica de la Membrana
- La membrana celular es la interfaz con el ambiente, compuesta por:
- Bicapa de fosfolípidos.
- Proteínas integrales y periféricas.
- Fosfolípidos: son anfipáticos, con cabeza hidrofílica y cola hidrofóbica; constituyen la base de la membrana.
- Proteínas integrales: atraviesan la membrana y desempeñan roles en transporte y señalización.
Transporte y ATPasas
- ATPasas utilizan ATP para transportar iones y otras sustancias.
-
Tipos de ATPasas:
- Rotativas: sintetizan o hidrolizan ATP usando gradientes de protones.
- Tipo P: universales, asocian enfermedades como el síndrome de Menkes y la enfermedad de Wilson.
- Transportadores ABC: poseen dominios específicos en la membrana, utilizados para transportar lípidos y azúcares.
Proteínas Membranales: Facilitadores
- Las proteínas facilitadoras o transportadoras no utilizan ATP, transportan sustancias a favor del gradiente.
- Clasificación:
- Unipuerto: transportan un sustrato de forma pasiva mediante difusión facilitada.### Transportadores de Glucosa
- Antipuerto: Transporta dos sustratos similares en direcciones opuestas, utilizando energía de la bomba y actuando como transportador secundario. Ejemplo: transportador ANC.
- Simporte: Transporta dos o más sustratos en la misma dirección (a favor del gradiente) mediante co-transporte, utilizando energía de la bomba. Ejemplo: acarreador de Na+/glucosa en mamíferos.
Estructura de las Proteínas Acarreadoras
- Superfamilia Facilitadora (MFS): Compuesta por proteínas con alfa hélices; contiene 12 segmentos hidrofóbicos que expanden la membrana.
- Proteínas Acarreadoras Mitocondriales: Poseen solo seis segmentos hidrofóbicos.
Canales Membranales
-
Características Generales:
- Transmembranales y universales.
- Permiten movimiento a favor del gradiente (menor a mayor) sin utilizar ATP.
- Humanos tienen aproximadamente 400 genes codificadores de estos canales.
- Estructura compuesta por dos o más α-helices.
Funciones Principales de los Canales
- Transporte junto a bombas y acarreadoras.
- Regulación del potencial eléctrico.
- Secreción y contracción muscular.
Clasificación de Canales
- Según estructura primaria, ion que transportan, modo de regulación y rol fisiológico.
Mecanismos de Acción de los Canales
- Transición entre estados cerrado y abierto.
- Inactivación después de la apertura y retorno al estado cerrado.
- Inactivación tipo N: implica una bola de inactivación que bloquea el poro.
Canales Mecánicos y Sensitivos
- Diferentes tipos de canales pueden tener 1 o 2 segmentos en su estructura, como los canales sensibles a presión osmótica o adenosina.
- Ejemplo de función: canales epiteliales de Na+ que transportan Na+ y agua, regulados por aldosterona.
Familia S5/S6
- Transportadores de K+: Poseen 2 segmentos transmembranales conectados por un lazo P; secuencia conservada de glicina-tirosina-glicina.
Canales Regulados por Voltaje
- Estos canales transportan cationes como Na+, K+, Ca++ y se activan por cambios en el voltaje de la membrana. Compuestos generalmente de 4 subunidades.
Receptores Extracelulares
- Nicotinic Acetylcholine: Reciben nicotina y acetilcolina, importantes en la contracción muscular y en el sistema nervioso central, donde pueden introducir adicción.
Canales Transient Receptor Potential (TRP)
- Sensibles a estímulos químicos y térmicos, como sabores amargos o picantes, con 6 hélices transmembranales.
Aquaporinas
- Facilitan la difusión de agua según un gradiente osmótico y pueden transportar solutos como el glicerol.
Comparación de Proteínas Membranales: Bombas, Acarreadoras y Canales
- Bombas: Utilizan ATP, transportan en contra del gradiente y son capaces de sintetizar o hidrolizar ATP.
- Acarreadoras: Pueden transportar a favor del gradiente, y algunas transportan dos o más sustratos en la misma dirección.
- Canales: No requieren ATP para el transporte y son esenciales para la regulación del potencial eléctrico.
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Description
Este cuestionario se centra en los principios de organización celular, abordando las similitudes y diferencias entre las células. Se discuten elementos clave como el código genético, la síntesis de proteínas y el almacenamiento de información. Ideal para estudiantes que desean profundizar en los fundamentos de la biología celular.
