Quimca Reporte de Laboratorio Practica 4

La glucólisis es una ruta central, del catabolismo de la glucosa, no solamente en los animales y en las plantas sino también en muchos microorganismos. La secuencia de las reacciones glicolíticas se diferencia de una especia a otra solamente en cómo se regula su velocidad y en el destino metabólico que sigue el piruvato formado.[pic 1][pic 2]

(Melo, 2007)

Los procesos metabólicos se dan en diferentes regiones dependiendo de la estructura del organismo. En las células eucariotas las mitocondrias tienen un papel muy importante, ya que es en su membrana interna donde ocurre la cadena transportadora de electrones y su matriz el ciclo del ácido cítrico y oxidación del piruvato. En los organismos procariontes también tiene que ocurrir estos procesos, pero se dan ya sea en el citosol o la membrana plasmática.  Figura 1 y 2.

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Figura 1. Localizaciones celulares de las vías energéticas en los eucariontes

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Figura 2. Localizaciones celulares de las vías energéticas en los procariontes.

(Sadiva, 2009)

La glucólisis es la oxidación de la glucosa para formar ácido pirúvico, con la producción de ATP y NADH. El ciclo de Krebs es la oxidación de la acetil CoA (un derivado del ácido pirúvico) para formar dióxido de carbono, con la producción de ATP, NADH y otro transportador de electrones reducido denominado   (la forma reducida de la flavina adenina dinucleótido).[pic 5]

La cadena transportadora de electrones es responsable de la oxidación de NADH y , que transfieren los electrones que transportan desde los sustratos a una “cascada” de reacciones de oxidación y reducción en las que participan otros transportadores de electrones. [pic 6]

(Teijón, 2006)

En la cadena transportadora de electrones, cada uno de los cuatro complejos es independiente dentro de la membrana interna.

Los complejos I y II difunden en la membrana y transfieren electrones al fondo de ubiquinona de la membrana. El ubiquinol reducido también difunde libremente en la membrana, donde interacciona con el complejo III  y es oxidado por él. Los electrones se transfieran desde el complejo III al citocromo c, el cual se desplaza a lo largo de la membrana hacia el complejo IV  en donde es oxidado y los electrones se transfieren en último al . [pic 7]

Durante el transporte de electrones desde el NADH  a lo largo de la cadena de transporte de electrónico hasta el , se bombea un total de diez protones a través de la membrana mitocondrial interna desde la matriz al espacio intermembrana. Se bombean cuatro protones durante la trasferencia de dos electrones a través de los complejos I y III  y dos protones durante la transferencia de dos electrones a través del complejo IV. [pic 8]

El bombeo de protones a través de la membrana da lugar a una diferencia en la concentración de protones de ambos lados de la membrana, de tal manera que el espacio intermembrana se vuelve más ácido mientras que el espacio de la matriz se vuelve más alcalino.

 La energía almacenada en el gradiente electroquímico, a menudo denominada fuerza protón motriz, su utiliza para impulsar la síntesis de ATP mediante el movimiento de protones a favor del gradiente electroquímico a través de la ATP sintasa. Este proceso se denomina quimiosmosis.

Los inhibidores pueden actuar en distintos complejos de la cadena transportadora de electrones, donde bloquean el flujo electrónico. El Barbital inhibe el complejo I. La azida, cianuro y monóxido de carbono inhiben al complejo IV ya que al unirse a la forma reducida del grupo hemo impide la transferencia de electrones al  FIGURA 2.[pic 9]

(Devlin, 2006)

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El 2,4-dinitrofenol es un desacoplante que transporta protones a través de la membrana, disipando el gradiente de protones. El resultado de esto es una disminución del flujo de protones a través de la ATP sintasa y por lo tanto una disminución de la producción de ATP. Por tanto, el transporte de electrones se produce con normalidad, pero sin la producción de ATP. La energía producida por el transporte de electrones se libera en forma de calor.

(Roach, 2010)

Este proceso se puede ver en la levadura. La levadura es uno de los organismos eucariotas más sencillos, posee muchas de las ventajas genéticas de los sistemas bacterianos, que incluyen estructura de célula única, reproducción rápida, tamaño pequeño y fácil manipulación. Al ser un organismo unicelular permite ser estudiada con las técnicas moleculares desarrolladas para las bacterias. La levadura no posee mitocondrias por lo tanto realiza la cadena transportadora de electrones en la parte interna de la membrana plasmática.

(Watson, 2008)

El objetivo de la práctica fue medir como varía el pH debido a la función de los inhibidores de los complejos y el desacoplante de la cadena respiratoria al producirse la glucólisis por la levadura Saccharomyces cerevisiae

  Métodos 

Cada experimento se realizó por duplicado, una vez a temperatura ambiente y otra a 37°C.

• Parte A: glucosa (control).

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• Parte B: Prueba con 2,4 Dinitrofenol (inhibidor).

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• Parte C: prueba con Azida de Sodio (desacoplante)

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• Parte D: prueba con Barbital de sodio (desacoplante)

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Resultados y discusión.

Parte a. Glucosa (control)

Esta prueba se utilizó como control, ya que no le adicionamos ninguna sustancia que actuara como desacoplantes o inhibidor. En esta parte se esperaba que la solución tomará un pH más ácido conforme pasaba el tiempo ya que la cadena transportadora de electrones no tenía ninguna interferencia. En un punto de la práctica la solución a 37° C fue aumentando de pH, lo cual en teoría no debería de pasar, por lo cual se tomó lecturas hasta los 75 minutos. La causa más probable de estas lecturas se debe a que el electrodo del potenciómetro no se sumergía completamente en la solución. (Pérez, 2013) Gráfica 1.

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