LA BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR.

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BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

Docente: Lic. Jesus Rojas Jaime

Alumnos:

• Vargas Díaz Jair Anderson Jair
• Vargas Alarcón Andrés Enrique
• Sanjinez Atoche Gabriela Esperanza

Sección: 1J

                           2016

Índice

1)Introducción
1.1) Marco teórico
1.2) Objetivos de la practica

2)Procedimiento experimental

3)Resultados

4)Análisis y Discusión de los resultados

5)Conclusiones

6)Referencias

1. Introducción

La función de la respiración de los seres vivos corresponde a los procesos microbiológicos, ya que se relaciona con el funcionamiento de la respiración celular. La respiración celular es la degradación de la glucosa mediante el uso de oxigeno o alguna otra sustancia inorgánica.

1. Marco Teórico

La glucólisis es la vía metabólica más antigua; en ella participa un conjunto de 11 enzimas ubicadas en el citoplasma de las células tubulares, distribuidas de igual forma a lo largo de la nefrona. Este proceso metabólico es fuente importante de energía y consta de 2 etapas fundamentales, las cuales relacionamos a continuación:

1) Formación de dos triosas fosfatadas.

2) Trasformación de gliceraldehído 3fosfato a ácido pirúvico.

Existen varias reacciones esenciales que regulan la glucólisis, las que están catalizadas por enzimas como:

• Hexoquinasa 1 (Transformación de glucosa a glucosa 6 fosfato).
• Piruvatoquinasa (Transformación de ácido fosfoenolpirúvico a ácido pirúvico).
• Fosfofructoquinasa (Transformación de fructosa 6 fosfato a fructosa 1,6 bifosfato).

Esta última es la más importante porque participa en una reacción irreversible sin la cual no podría realizarse el proceso. Es necesario destacar que esta enzima puede ser inhibida por acción del citrato, el ATP y valores bajos de pH, y activada por la fructosa 2,6 fosfato y el AMP. 

El ácido pirúvico formado es degradado hasta dióxido de carbono y agua a través de 2 mecanismos, los cuales están relacionados con la presencia o no de oxígeno y constituyen fuente de energía al organismo; estos son:

1. La vía anaerobia: Ocurre en ausencia de oxígeno; en ella se degrada el ácido pirúvico a ácido láctico por acción del enzima láctico deshidrogenasa con el aporte de 2 moléculas de ATP. En el riñón, 30 % de la glucosa se transforma en lactato en la médula. 

2. La vía aerobia: En ella, el ácido pirúvico es transformado a acetil-CoA por acción de la pirúvica deshidrogenasa, con la formación de 32 moléculas de ATP y constituye la vía principal de obtención de energía para la realización de los diferentes procesos del riñón (respiración celular, transporte de sustancias, etcétera).

De 13 a 25 % de la glucosa es utilizada en la respiración renal por la oxidación directa de esta; puede ocurrir por dos mecanismos.

2.1. Ciclo hexosas monofosfato que aporta 1 % de la energía utilizada, pero cobra gran importancia como fuente de NADPH y de pentosas, necesarias para la biosíntesis de ácidos nucleicos, ácidos grasos y procesos tubulares de secreción de ácidos e hidrógeno. Este mecanismo se incrementa en la acidosis metabólica, la depleción de sodio y el crecimiento renal. 

2.2. Ciclo glucosa-Xilulosa: Aporta más energía que el ciclo anterior, se caracteriza por la transformación de la Xilulosa y la obtención de ribosa, un importante precursor de nucleótidos, mucopolisacáridos, en la síntesis de inositol que es transformado a fosfatidil inositol, el cual es un componente de las membranas celulares tubulares renales.

En ambos ciclos, la enzima reguladora es la glucosa 6 fosfato deshidrogenasa cuya actividad depende de los niveles de NADPH.1,11,15,16

El proceso metabólico más importante de los que ocurren a nivel renal está representado por la gluconeogénesis, debido al papel que desempeña en el organismo ante situaciones extremas. Sus principales sustratos son: el piruvato, citrato, lactato, alfacetoglutarato, glicina y glutamina. Esta última es la más utilizada por el riñón.

 Todos los complejos enzimáticos participantes en ella se ubican en el túbulo proximal, exclusivamente en el segmento S1.

 Las enzimas participantes en las reacciones reguladoras del proceso son:

• Pirúvico carboxilasa (de ácido fosfoenopiruvico a ácido pirúvico).
• Difosfofructofosfatasa (de fructosa 6 fosfato a fructosa 1,6 bifosfato).
• Fosfoenolpirúvico carboxiquinasa (de ácido oxalacético a ácido fosfoenol pirúvico).

Esta vía metabólica adquiere mayor importancia cuando el aporte de glucosa no satisface las demandas metabólicas (dietas hipocalóricas, desnutrición). En el riñón la actividad del ion hidrógeno tiene marcados efectos, así cuando el pH disminuye sea por acidosis metabólica o respiratoria aumenta la gluconeogénesis, pero solo a expensas de sustratos que forman ácido oxalacético (glutamina, glutamato, alfacetoglutarato, citrato, etcétera).  La capacidad renal de convertir ácidos orgánicos (alfacetoglutárico, ácido láctico) en glucosa es un ejemplo de mecanismo no excretorio del riñón en la regulación del pH.

En acidosis, aumenta la actividad de la fosfoenol pirúvicoarboxiquinasa (FEPCQ); este aumento está relacionado con la conversión de una forma monomérica inactiva a una forma dimérica activa de la enzima. Este estado disminuye además el índice de degradación de la FEPCQ.

En la regulación del gluconeogénesis, influyen diferentes hormonas como la insulina, glucagón, epinefrina, paratohormona, prostaglandinas, entre otras, que intensifican la producción renal de glucosa a partir de dos mecanismos fundamentales: el aumento de las concentraciones de AmPc y el aumento de las concentraciones intracelulares de calcio.

La glutamina es el precursor más importante de la gluconeogénesis en el riñón y entra en el proceso a través de la transformación en ácido alfacetoglutárico que es incorporado al ciclo de Krebs, de aquí sufre diversas reacciones hasta piruvato, por acción de la pirúvico carboxilasa, es llevado a fosfoenol pirúvico e incorporado a la vía gluconeogenética donde se transforma a glucosa. Existen dos mecanismos fundamentales a través de los cuales la glutamina se transforma en alfacetoglutarato con la consiguiente liberación de amoníaco, siendo esta la más importante fuente de amoníaco en el organismo

1. Objetivos de la practica

A través de la práctica se busca los siguientes objetivos:

• Comprender los procesos de respiración celular.
• Investigar el efecto de un antimetabólito en la respiración celular
• Demostrar la acción de algunos carbohidratos como facilitadores de la respiración anaeróbica (1)

2)Procedimientos Experimentales

PARA ESTE EXPERIMENTO SE FABRICARÁ UN RESPIROMETRO ARTESANAL

1. En el primer tubo de ensayo se le agregara 5ml de agua con 3ml de levadura. A continuación, se invierta el tubo de ensayo sobre el tubo de base plana para evitar el derrame del producto y mantener la mayor cantidad posible de líquido dentro del tubo de ensayo.
2. El primer procedimiento se repetirá para los 4 tubos de ensayo pero, intercambiando el agua por glucosa al 5%, fructosa al 5%, sacarosa al 5% y almidón al 5%.
3. Cuando hay burbuja de aire dentro del tubo, se mide con la regla graduada en milímetros, si este contiene células de levadura respirando, el dióxido de carbono tendera a acumularse desechando así más líquido.
4. Después de hacer los procedimientos anteriores, poner los tubos de ensayos cerrados en una incubadora a 37°C y esperar unos minutos.
5. Posteriormente, el volumen de la cámara de aire constituye una medida de la cantidad de respiración que haya tenido lugar.
6. Repetir el experimento reemplazando soluciones de carbohidratos con antimetabolitos :

Glucosa 5%, NaF 0.01  molar, NaF 0.05 molar, NaF 0.10 molar.

TABLA PARA CARBOHIDRATOS:

TABLA DE ANTIMETABOLITOS:

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