CICLO DE NITROGENO

1. Investiga, anota y esquematiza el Ciclo del Nitrógeno

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1. Mediante un esquema represente el proceso de fijación del nitrógeno en las plantas.

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1. Investiga y anota el proceso de utilización del nitrato

Los nitratos son sales o ésteres del ácido nítrico HNO3. Las plantas los convierten de nuevo en compuestos orgánicos nitrogenados como los aminoácidos.

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1. Basado en un esquema anota las reacciones, su importancia y su mecanismo de regulación de la asimilación de amoníaco.

a) Glutamato deshidrogenasa

b) Glutamina sintetasa

c) Glutaminasa

d) Asparagina sintetasa

 e) Carbamil fosfato sintetasa I y II

1. La glutamato deshidrogenasa utiliza tanto los cofactores del nucleótido de nicotinamida; NAD+ en la dirección de la liberación del nitrógeno y NADP+ para la incorporación del nitrógeno. En la reacción hacía adelante como se muestra la glutamato deshidrogenasa es importante en la conversión de amoníaco libre y α-KG a glutamato, formando uno de los 20 aminoácidos requeridos para la síntesis de proteínas. Sin embargo, se debe reconocer que la reacción reversa es un proceso crucial anapletórico que enlaza el metabolismo del aminoácido con la actividad del Ciclo del TCA. En la reacción reversa, la glutamato deshidrogenasa proporciona una fuente de carbono oxidable usada para la producción de energía así como un reducido portador de electrones, NADH. Según lo esperado para un punto de ramificación de la enzima con un importante acoplamiento al metabolismo energético, la glutamato deshidrogenasa es regulada por la carga de energía celular. El ATP y el GTP son efectores alostéricos positivos de la formación de glutamato, mientras que el ADP y el GDP son efectores alostéricos positivos de la reacción reversa. Así, cuando el nivel de ATP es alto, la conversión de glutamato a α-KG y a otros intermediarios del ciclo del TCA es limitada; cuando la carga de energía celular es baja, el glutamato es convertido a amoniaco y a intermediarios oxidables del ciclo del TCA. El glutamato es también un principal donante amino para otros aminoácidos en reacciones de transaminación subsecuentes. Los múltiples papeles del glutamato en el balance del nitrógeno lo convierten en una puerta entre el amoníaco libre y los grupos aminos de la mayoría de los aminoácidos.

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1. La reacción catalizada por la glutamina sintetasa es:

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La reacción de la glutamina sintetasa es también importante en varios aspectos. Primero produce la glutamina, uno de los 20 aminoácidos principales. Segundo, en animales, la glutamina es el principal aminoácido encontrado en el sistema circulatorio. Su papel ahí es llevar el amoníaco a y desde varios tejidos pero principalmente de tejidos periféricos al riñón, donde el nitrógeno amida es hidrolizado por la enzima glutaminasa (reacción abajo); este proceso regenera el glutamato y el ión amoniaco libre, que se excreta en la orina.

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1. La glutaminasa es una enzima mitocondrial que cataliza la conversión de glutamina en glutamato y amonio. Es una enzima esencial en el metabolismo energético y nitrogenado de muchos tipos celulares, especialmente en células de crecimiento rápido como las tumorales.
2. La asparagina sintetasa y la glutamina sintetasa, catalizan la producción de asparragina y glutamina a partir de sus respectivos α-aminoácidos. La glutamina es producida a partir del glutamato por la incorporación directa del amoníaco; y esto puede considerarse como otra reacción que fija el nitrógeno. La asparagina, sin embargo, es formada por una reacción de amidotransferasa

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Las reacciones de aminotransferasa son fácilmente reversibles. La dirección de cualquier transaminación individual depende principalmente del cociente de concentración de los reactantes y de los productos. Por el contrario, las reacciones de transamidacion, que son dependientes del ATP, son consideradas irreversibles. Como consecuencia, la degradación de asparagina y glutamina ocurre más bien por una vía hidrolítica que por una revocación de la vía por la cual fueron formadas. Según lo indicado arriba, la asparagina puede ser degradada a aspartato.

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