METABOLISMO 221.- Describe la va glucoltica.22.- Adems de la glucosa, qu otras molculas de naturaleza glucdica entran a formar parte del catabolismo para la obtencin de energa?23.- Qu relacin existe entre el intercambio de gases y la respiracin?24.- Explica cmo la ruta de degradacin de los aminocidos se encontrar con el intermediario central en el metabolismo, esto es, con el acetil-CoA.25.- Qu relacin existe entre el ciclo de Krebs yla Gluclisis?26.- A qu proceso corresponde este esquema? Realiza su interpretacin, indicando balance energtico y orgnulo en el que tiene lugar el proceso.27.- En qu proceso obtiene una clula ms energa a partir de una molcula de glucosa, en la respiracin o en la fermentacin? Razona la respuesta.28.- Diferencia entre organismos anaerobios estrictos y anaerobios facultativos.29.- En qu tipo de proceso interviene la lactato deshidrogenasa? Cmo se lleva a cabo dicho proceso?30.- Qu disacridos importantes son utilizados por las clulas para obtener energa?31.- Explica de manera general cmo se lleva a cabo la respiracin celular.32.- Qu es un proceso de -oxidacin?33.- Qu funcin tiene la cadena de transporte electrnico en la mitocondria? En qu lugar de la mitocondria se localiza fsicamente?34.- Razona el rendimiento energtico, en forma de nmero de molculas de ATP, producido por la degradacin total de una molcula de glucosa.35.- Define respiracin celular y fermentacin. Tienen alguna fase en comn?36.- Realiza el balance energtico de la gluclisis, su localizacin celular y el destino del cido pirvico formado.38.- Qu importante ruta metablica se inicia con la condensacin del acetato y el oxalacetato? De dnde proviene fundamentalmente el acetato? Dnde tiene lugar esta ruta metablica?39.- El monxido de carbono es un poderoso inhibidor de la citocromo-oxidasa, complejo enzimtico de la cadena respiratoria mitocondrial. Qu efectos puede tener la intoxicacin con monxido de carbono sobre el consumo de O2 en la mitocondria? Y sobre la produccin de ATP? Razona la respuesta.

21.- Describe la va glucoltica.La gluclisis es un conjunto de reacciones anaerbicas que degradan la glucosa (6C), transformndola en dos molculas de cido pirvico. Es utilizada por casi todas las clulas como medio para obtener energa. Cualquiera que sea la fuente de glucosa utilizada, el resultado final ser la obtencin de cido pirvico, ATP y NADH. Las reacciones que se producen tienen lugar en dos etapas sucesivas: 1. La glucosa, tras su activacin y transformacin en otras hexosas, se descompone en dos molculas de 3 tomos de C, gliceraldehdo-3-fosfato. Para ello se necesita la energa aportada por dos molculas de ATP. 2. Las dos molculas de gliceraldehdo-3-fosfato se oxidan despus, a travs de una serie de reacciones, hasta rendir dos molculas de cido pirvico. En esta oxidacin se necesita como coenzima el NAD+, que se reduce a NADH. Asimismo, la energa liberada en el proceso es utilizada para fabricar cuatro molculas de ATP.22.- Adems de la glucosa, qu otras molculas de naturaleza glucdica entran a formar parte del catabolismo para la obtencin de energa? Entre los monosacridos, destacan la fructosa y la galactosa, que sern transformados para entrar en la gluclisis. Entre los disacridos, la sacarosa (azcar comn) y la lactosa (azcar de la leche), que sern hidrolizados hasta sus componentes monosacridos. Y entre los polisacridos, el almidn y el glucgeno, que constituyen sustancias de reserva en los vegetales y animales, respectivamente.23.- Qu relacin existe entre el intercambio de gases y la respiracin?El intercambio de gases es el proceso que lleva a cabo el organismo captando el oxgeno del aire (o disuelto en agua) y eliminando CO2. La finalidad del intercambio de gases es proporcionar oxgeno molecular a las clulas y eliminar el CO2 producto de su actividad. La respiracin tiene como finalidad obtener energa mediante la combustin de molculas orgnicas, las cuales son oxidadas hasta CO2 y H2O.24.- Explica cmo la ruta de degradacin de los aminocidos se encontrar con el intermediario central en el metabolismo, esto es, con el acetil-CoA.una vez constituidas las protenas necesarias, los aminocidos sobrantes se degradan por diferentes rutas. Estas rutas confluyen en el ciclo de Krebs. El grupo amino se transfiere a otras molculas. En el hgado de los mamferos, las transaminasas transfieren el grupo amino a un cetocido, Se forma el cido glutmico que se desaminar produciendo amonio.25.- Qu relacin existe entre el ciclo de Krebs yla Gluclisis?La gluclisis constituye una primera fase en la degradacin de la glucosa. Su balance es 2 molculas de pirvico, 2 ATP y 2 NADH por molcula de glucosa. Ahora bien, el pirvico sigue siendo materia orgnica que puede ser oxidada y transformada en materia inorgnica (CO2). Esta transformacin ocurre en la ruta metablica denominada ciclo de Krebs, que tiene lugar en la matriz mitocondrial. El ciclo de Krebs se inicia con la incorporacin del acetil-CoA (2C) a una molcula de cido ctrico. A lo largo del ciclo se produce su oxidacin total, generando dos molculas de CO2, una de FADH2, 3 de NADH y una de GTP, recuperndose finalmente el cido ctrico. El acetil-CoA procede, matormente de la descarboxilacin oxidativa del cido pirvico, producto final de la gluclisis, de la degradacin de los cidos grasos, glicerina desaminacin de los aminocidos. La gluclisis es una va anaerbica en la que se inicia la degradacin de los azcares, mientras que en el ciclo de Krebs se completa la destruccin no solo de los azcares, sino tambin de otros principios inmediatos. El objeto de todo ello es conseguir el mximo posible de coenzimas reducidos, lo que finalmente se traducir en una gran cantidad de ATP en la cadena de transporte de electrones de la mitocondria.26.- A qu proceso corresponde este esquema? Realiza su interpretacin, indicando balance energtico y orgnulo en el que tiene lugar el proceso. El esquema representa la cadena de transporte de electrones, que tiene lugar en la membrana mitocondrial interna. Se denomina as porque se van transfiriendo electrones desde los coenzimas reducidos (fundamentalmente NADH y FADH2, que se reoxidan a NAD+ y FAD), hasta el oxgeno molecular, que se reduce a agua. La cadena se inicia con un sustrato reducido, que se oxida cediendo sus hidrgenos al NAD+, que se reduce a NADH. El resto de la cadena lo forman transportadores de H+ y de electrones, que acaban cedindolos al O2, que se reduce a agua. El hecho de que aparezcan transportadores capaces de recoger electrones y H+, en la misma cadena que otros que solo aceptan electrones provoca que en un punto determinado de la cadena los H+ queden libres. Se puede observar tambin que existen tres pasos en los que se libera la energa en el transporte, esta energa se utiliza para bombear los protones (H+) libres desde la matriz mitocondrial al espacio intermembranas donde se acumulan. Estos protones vuelven de nuevo a la matriz, esta vez a favor de gradiente, a travs de unos complejos enzimticos llamados ATP-sintetasas de la membrana mitocondrial interna. Estos complejos utilizan la energa liberada en el paso de H+ para sintetizar ATP a partir de ADP+P. Balance energtico: Por cada pareja de electrones cedida por el NADH y transportada hasta el O2, se logran fabricar 3 molculas de ATP. Hay sustratos que al oxidarse utilizan como coenzima el FAD y no el NAD+. En estos casos, si los electrones son aportados a la cadena por el FADH2, tan solo se formarn 2 ATP.27.- En qu proceso obtiene una clula ms energa a partir de una molcula de glucosa, en la respiracin o en la fermentacin? La degradacin aerobia de la glucosa se lleva a cabo mediante las oxidaciones respiratorias que se inician en la gluclisis en el hialoplasma y acaban en el transporte de electrones en la mitocondria. Mediante estas vas la glucosa se degrada completamente a CO2, y se obtienen de36 a38 molculas de ATP por cada molcula de glucosa. La degradacin anaerobia se lleva a cabo mediante la fermentacin de la molcula de glucosa, que tiene lugar en el hialoplasma. En este proceso tambin tiene lugar la gluclisis; pero el producto final, el piruvato, no se transforma en acetil-CoA y, por tanto, no se incorpora a la mitocondria, sino que experimenta unas transformaciones en el propio hialoplasma, dando lugar a los productos finales de la fermentacin (alcohol, lactato...). La nica energa que se obtiene en todo el proceso es la producida en la gluclisis, es decir, 2 ATP por molcula de glucosa. La gran diferencia en el rendimiento energtico se debe a que la molcula de glucosa es oxidada completamente a CO2 mediante la respiracin, mientras que en la degradacin anaerobia no es oxidada completamente. Los productos finales de la fermentacin an contienen energa que no es aprovechada para formar ATP.28.- Diferencia entre organismos anaerobios estrictos y anaerobios facultativos.Los anaerobios estrictos son los que no pueden utilizar el oxgeno o aquellos a los que incluso les resulta nocivo, como es el caso de algunas bacterias. Los anaerobios facultativos, como las levaduras, prefieren utilizar el oxgeno, pero si este escasea, emplean otras molculas aceptoras. Hay clulas, como las del msculo esqueltico, que necesitan gran cantidad de energa en un momento dado. Cuando el O2 que les llega no es suficiente, utilizan el proceso anaerobio para la obtencin de energa.29.- En qu tipo de proceso interviene la lactato deshidrogenasa? Cmo se lleva a cabo dicho proceso?La lactato deshidrogenasa es un enzima que interviene en la fermentacin homolctica. Despus de la gluclisis se produce la reduccin del piruvato a lactato. Se recupera NAD+ por la reduccin catalizada por la lactato deshidrogenasa (LDH). El cido lctico es eliminado por las bacterias y enviado al hgado en los organismos superiores.30.- Qu disacridos importantes son utilizados por las clulas para obtener energa?La sacarosa (azcar comn) y la lactosa (azcar de la leche) son disacridos muy importantes que forman parte de la alimentacin humana. Dichos disacridos sern hidrolizados a sus componentes monosacridos, de lo cual se encargan enzimas especficos como la sacarasa y la lactasa, que se encuentran en las paredes del intestino.31.- Explica de manera general cmo se lleva a cabo la respiracin celular.Las molculas orgnicas que se oxidan por va aerobia ceden electrones al oxgeno molecular a travs de intermediarios como el NADH y el FADH2. En el transcurso de esta cesin se produce ATP. Los productos finales son CO2 y H2O. Los principales combustibles empleados son los glcidos, sobre todo la glucosa y los cidos grasos. Otras molculas, como los aminocidos, tambin son catabolizadas en la respiracin. El cido pirvico, producto de la gluclisis, es totalmente oxidado. El ltimo aceptor de electrones en la respiracin es el O2. Las molculas de NADH ceden sus electrones a una cadena de transporte que termina en el oxgeno, y por lo tanto se recupera el NAD+, por lo que la etapa glucoltica no se detendr.32.- Qu es un proceso de beta-oxidacin?La beta-oxidacin es un proceso catablico mediante el cual se oxida el carbono situado en posicin beta. Por medio de este proceso, los cidos grasos se van fragmentando en molculas de acetil-CoA. Esta ruta metablica tiene lugar en la matriz mitocondrial.33.- Qu funcin tiene la cadena de transporte electrnico en la mitocondria? En qu lugar de la mitocondria se localiza fsicamente?La funcin de la cadena es transportar electrones hasta el aceptor final, que es el O2 (que se reduce a H2O), y su objetivo es doble: Por un lado, oxidar los coenzimas FADH2 y NADH + H+, que se han reducido en las rutas catablicas (gluclisis, descarboxilacin del cido pirvico, -oxidacin, ciclo de Krebs, etc.), para que, de esta manera, dichas rutas puedan seguir funcionando. La energa liberada en el transporte de electrones es utilizada para convertir el ADP+ Pi en ATP, en un proceso denominado fosforilacin oxidativa. Este ATP ser utilizado para realizar todos los procesos celulares que requieran energa.34.- Razona el rendimiento energtico, en forma de nmero de molculas de ATP, producido por la degradacin total de una molcula de glucosa.La oxidacin completa de la glucosa se lleva a cabo mediante las oxidaciones respiratorias que se inician con la gluclisis en el hialoplasma y acaban en el transporte de electrones en las mitocondrias. Mediante estas vas, la glucosa se degrada completamente a CO2, y se obtienen de36 a38 molculas de ATP.35.- Define respiracin celular y fermentacin. Tienen alguna fase en comn?La respiracin celular consiste en la degradacin total de molculas orgnicas por medio del oxgeno molecular. La fermentacin es una oxidacin incompleta, apareciendo como producto algn compuesto orgnico, como por ejemplo el cido lctico. Tanto en la fermentacin como en la respiracin celular, la primera parte, comn y obligada, es la gluclisis, cuya funcin es doble: Proporcionar energa. Formar intermediarios de los eslabones estructurales para la sntesis de otras molculas, como, por ejemplo, los cidos grasos.36.- Realiza el balance energtico de la gluclisis, su localizacin celular y el destino del cido pirvico formado.Por cada molcula de glucosa que ingresa en esta va, se obtiene: 2 molculas de cido pirvico. 2 molculas de ATP (cuatro formadas menos dos gastadas). 2 molculas de NADH + H+. Estas reacciones tienen lugar en el hialoplasma. El destino del cido pirvico es diferente segn las condiciones: En condiciones aerobias, el cido pirvico es descarboxilado a acetil-CoA y oxidado completamente mediante el ciclo de Krebs en la mitocondria. En condiciones anaerobias, el cido pirvico es reducido mediante la fermentacin a cido lctico u otro compuesto en el citoplasma.38.- Qu importante ruta metablica se inicia con la condensacin del acetato y el oxalacetato? De dnde proviene fundamentalmente el acetato? Dnde tiene lugar esta ruta metablica? Esta ruta es el ciclo de Krebs (llamado tambin del cido ctrico o de los cidos tricarboxlicos) en la que la condensacin de estos dos compuestos origina el cido ctrico. Al final del ciclo se recupera el oxalacetato, que puede incorporar una nueva molcula de acetato. El acetato proviene de: La degradacin de los cidos grasos en la beta-oxidacin o hlice de Lynen. La descarboxilacin oxidativa del piruvato obtenido fundamentalmente, en la gluclisis. El ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz mitocondrial.39.- El monxido de carbono es un poderoso inhibidor de la citocromo-oxidasa, complejo enzimtico de la cadena respiratoria mitocondrial. Qu efectos puede tener la intoxicacin con monxido de carbono sobre el consumo de O2 en la mitocondria? Y sobre la produccin de ATP?La produccin de ATP asociada a la cadena cesa. No obstante, existen otras fuentes de ATP, como son las fosforilaciones al nivel del sustrato (iguales a las que tienen lugar en la gluclisis), que, como es el caso de las clulas musculares mediante la fermentacin, podran aportar ATP a la clula, aunque en cantidad mucho menor. El consumo de O2 cesara tambin, ya que, al bloquearse el transporte de electrones, la funcin del papel del O2 como aceptor final desaparece. Los coenzimas, FADH2 y NADH + H+, que se han reducido en las rutas catablicas no pueden oxidarse de nuevo y, en consecuencia, dichas rutas tampoco podran seguir funcionando. En resumen, sin ATP suficiente y sin FAD y NAD+ para poder realizar reacciones oxidativas, la clula no podra desarrollar sus funciones, y morira. Cuando esta muerte celular es elevada y afecta a rganos importantes como el cerebro, se producira la muerte del organismo.