¿Cuáles son las fuentes de carbono que usa la levadura?

PRÁCTICA 4

1.- ¿Cuáles son las fuentes de carbono que usa la levadura?

Las levaduras son grupos unicelulares (generalmente de forma esférica) comúnmente llamados organismos anaeróbicos facultativos (trabajan sin oxígeno).

Las fuentes de carbono utilizadas por las levaduras como la Saccharomyces Cerevisiae, varían desde los carbohidratos hasta los aminoácidos. Entre los azúcares que puede utilizar están monosacáridos como la glucosa, fructosa, manosa, galactosa y sacarosa. Por norma general, las levaduras mantienen dos tipos de metabolismo muy bien diferenciados. Por una parte, en condiciones en las que existen altas concentraciones de glucosa, fructosa o maltosa, la tendencia es a realizar una fermentación alcohólica de estos, es decir, se realiza la glucólisis y posteriormente se forma etanol. Una vez que estos azúcares escasean, se produce la respiración del etanol, vía ciclo de Krebs.

2.- ¿Cuáles son las vías metabólicas que catabolizan carbohidratos?

Glucólisis y fosforilación oxidativa

3.- ¿En qué consisten la glucólisis y la fosforilación oxidativa?

Glucólisis: es la vía metabólica citoplasmática por la que se degrada la glucosa hasta lactato en condiciones anaeróbicas y hasta piruvato en condiciones aeróbicas. La glucólisis se divide en una fase de activación y una de oxidación, también conocida como de ganancia. En la fase de activación se transfieren fosfatos del ATP a la glucosa y su ruptura en dos moléculas de gliceraldehído 3-fosfato, es decir, que por cada mol de glucosa que se degrada en la glucólisis se obtienen dos moles de gliceraldehido 3-fosfato; en la fase oxidativa, el gliceraldehído 3-fosfato se transforma en piruvato con la obtención de cuatro moléculas de ATP por fosforilación a nivel de sustrato.

Fosforilación oxidativa: (todas las moléculas de ATP se crean mediante la fosforilación del ADP), la fosforilación oxidativa es el tipo de producción de ATP que sí requiere oxígeno y se lleva a cabo en la membrana mitocondrial interna. La energía necesaria para realizarla viene de los pares de electrones asociados con NADH + H y FADH que a su vez producen el catabolismo de moléculas energéticas como hidratos de carbono, ác. grasos y aa. Los pares de electrones se transfieren del NADH + H y FADH2, junto con protones a los complejos aceptores de la cadena de transporte de electrones. Luego, los electrones se desplazan entre los complejos de la CTE.

4.- ¿Cuáles son los productos finales del catabolismo de los carbohidratos en las levaduras?

2 Etanol + 2CO2 (Al reducirse formará agua uniéndose a protones) y ATP (durante este proceso de transferencia electrónica se libera una gran cantidad de energía que se conserva en forma de ATP gracias al proceso de fosforilación oxidativa). Sólo se produce ATP a nivel de sustrato (no hay fosforilación oxidativa).

5.- ¿Cuáles son los inhibidores de los sitios I, II y III de la cadena respiratoria? Describa su efecto sobre el consumo de O2 y la síntesis de ATP.

• INHIBIDORES DEL SITIO I: Rotenona, Piericidina A y Barbitúricos como el amobarbital (actúa como depresor no selectivo del SNC y su acción parece estar relacionada con la capacidad de aumentar o mimetizar la acción sináptica inhibitoria del ácido gamma aminobutírico). La MPTP (neurotoxina) también lo afecta cuando se administra de forma intravenosa

• Sobre la NADH-deshidrogenasa, bloqueando la transferencia de electrones entre la flavina y la ubiquinona.

• INHIBIDORES DEL SITIO III: Antimicina y mixotiazol.

• Actúa bloqueando la transferencia de electrones entre el citocromo b y el citocromo c1.

• INHIBIDORES DEL SITIO II: Malonato (inhibidor competitivo del succinato DH -> El malonato es un inhibidor de la respiración celular, porque se une al sitio activo de la succinato deshidrogenasa en el ciclo del ácido cítrico, pero no reacciona, compitiendo con el succinato).

Bloquean la síntesis de ATP, al tiempo que permite que continúe el transporte electrónico a lo largo de la cadena respiratoria  hasta el  O2. Su principal función es el inhibir el transporte de electrones en la cadena de la respiración.

Amital, un barbiturato, y la Rotenona, un producto vegetal obtenido de las plantas que se usa como insecticida y pesticida, bloquean la cadena de transporte electrónico entre la NADH deshidrogenasa (Complejo I) y la CoQ.

Como consecuencia, ellos impiden la utilización del NADH como donante de equivalentes de reducción a la cadena respiratoria. Sin embargo, el flujo de electrones que resulta de la reducción-oxidación del Complex II no es afectada, ya que los electrones entran en un punto posterior al bloqueo, a traves de la Coenzima Q.

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