CITOCINESIS, Célula VEGETAL
Se forma una estructura central de separación denominada fragmoplasto que ha sido originada por vesículas producidas del aparato de Golgi, estas vesículas que contiene polisacáridos crecen y se fusionan entre ellas y se forma la pared celular.
CITOCINESIS, Célula ANIMAL
La membrana se estrecha por la zona media hasta que se produce la separación, este estrechamiento se consigue debido a la formación de un surco de división originado por un sistema de microfilamentos de actina.
MITOSIS: METAFASE
Los cromosomas se disponen en la mitad del huso mitótico (placa ecuatorial) Las cromátidas se desplazan con un movimiento oscilante hasta que se sitúan en la zona media. Sujetos por fibras polares o cinetocoridas.
ANAFASE
Se lleva acabo el reparto de cromosomas, viajan las cromátidas hacia los polos del huso mitótico.
MEIOSIS: METAFASE I:
los bivalentes se alinean en el plano ecuatorial del huso constituyendo la placa metafásica.
METAFASE II:
los cromosomas se disponen en la placa ecuatorial.
ANAFASE I:
se separan los cromosomas homólogos de cada bivalente desplazándose hacia los polos opuestos de la célula.
ANAFASE II:
las dos cromatidas de cada cromosoma se separan y los nuevos cromosomas hijos migran hacia los polos opuestos. /////// anastral (célula vegetal), astral (célula animal).
CATABOLISMO:
conjunto de reacciones que permiten la degradación de moléculas de glúcidos, lípidos y proteínas, que se transforman en productos finales más simples al mismo tiempo que se libera energía.
ANABOLISMO
Conjunto de reacciones que tienen como objetivo la síntesis de moléculas complejas a partir de sustancias precursoras y energía. Son reacciones endergónicas y obtienen la energía a través de la hidrólisis del ATP.
METABOLISMO:
conjunto de reacciones químicas catalizadas por enzimas que se producen en el interior de las células. Sus funciones son: obtención de energía química, obtención de moléculas precursoras, síntesis de biomoléculas como glúcidos, lípidos, proteínas…
Función DEL ATP EN EL METABOLISMO CELULAR:
puede actuar como molécula energética, al almacenar o ceder energía gracias a sus dos enlaces éster-fosfóricos.
MECANISMOS DE
Obtención DE ATP:
1)
Fosforilación en el nivel de sustrato
Es la síntesis de ATP gracias a la energía que se libera de una biomolécula al romperse alguno de sus enlaces ricos en energía. Las enzimas que regulan estos procesos se denominan quinasas. 2)
Mediante enzimas del grupo de las ATP-sintetasas
Que son existentes en las crestas de las mitocondrias o en los tilacoides de los cloroplastos, dichas enzimas son atravesadas por un flujo de protones.
CATABOLISMO DE LOS GLUCIDOS
: la respiración es un proceso catabólico, se oxida una molécula combustible, la glucosa, cuya energía es atrapada en forma de ATP (C6 H 12O6 + 6 O2
6 CO2 + 6H2O + 686 Kcal * mol-1) la glucosa se incorpora al catabolismo partir de la hidrolisis de disacáridos. A partir de la glucosa tiene lugar la glucólisis que produce ácido pirúvico que posteriormente puede degradarse mediante fermentación o la oxidación.
GLUCOSIS:
ruta constituida por una secuencia lineal de reacciones que conducen a la formación del ácido pirúvico. Se distinguen dos etapas. Este proceso tiene lugar en el citosol. EN la primera etapa se degradan 2 moléculas de ATP formando dos moléculas de tres carbonos. Cada una de las dos moléculas formadas llevará a cabo la 2ª fase, en la que cada una obtendrá dos moléculas de ATP. En total se obtienen 2 moléculas de ATP, ya que se pierden dos en la primera fase y se ganas cuatro en la segunda fase. Resultado final de la glucólisis: Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ —- 2 ácido pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2H+ + 2H2O.
DESTINO DEL Ácido PIRUVICO
La siguiente fase de la glucólisis es la degradación de las dos moléculas de ácido pirúvico según se produzca en presencia o ausencia de oxígeno: en presencia de oxigeno (condiciones aeróbicas) sufre una oxidación y da lugar a acetil-CoA, NADH y CO2. En ausencia de oxigeno (condiciones anaeróbicas) se transforma en ácido láctico o etanol mediante la fermentación.
Síntesis DE ACETIL-COA
En condiciones aeróbicas, el ácido pirúvico entra en la mitocondria y se transforma en acetil-CoA (tiene lugar en la matriz mitocondrial). El piruvato que contiene COOH libera carbono y oxígeno para formar CO2 de esta forma se transforma en acetaldehído, sufre un proceso de oxidación en el que libera electrones y se junta con el grupo HS-Co-A y forma el acetil-CoA. Balance: (Glucosa + 2ADP + 2 Pi + 4NAD+ 2 acetil-CoA + 2 ATP + 4 NADH+ 4H+ + 2H2O + 2 CO2)
CICLO DE KREBS:
secuencia cíclica en la que el acetil-CoA se oxida en CO2 y H2O, tiene lugar en la matriz mitocondrial y el ácido cítrico desempeña un papel central. El ciclo de Krebs es una ruta anfibólica, en los procesos anabólicos se produce en el citoplasma. Balance: (Por cada 2 acetil-CoA se obtienen 2 ATP + 6NADH + 6H+ + 4CO2+ 2 FADH2) Balance desde la glucosa hasta el ciclo de Krebs: (Glucosa + 10 NAD+ + 4 ADP + 4 Pi + 2 FAD 6 CO2+ 10 NADH + 10H+ + 4 ATP + 2 FADH2) Los NADH y los FADH obtenidos en el ciclo de Krebs, los obtenidos en la glucosis… impulsan la síntesis del ATP.
CADENA RESPIRATORIA (TRANSPORTE DE ELECTRONES Y FOSFORILACION OXIDATIVA)
el conjunto de moléculas transportadoras de electrones constituye la cadena respiratoria, tiene lugar en las crestas mitocondriales, donde están los complejos enzimáticos que permiten el acoplamiento energético y la transferencia de electrones. Cada componente de la cadena acepta los electrones y los transfiere al siguiente y así, sucesivamente. Según la teoría quimiosmótica: la transferencia de electrones va acompañada de un transporte de protones desde la matriz mitocondrial hacia el espacio intermembrana (complejos I, III, VI). El aporte de protones en el espacio intermembrana produce una diferencia de cargas y de PH denominado potencial electroquímico que proporciona al complejo ATP sintasa la energía necesaria para la formación de ATP. A este proceso se le llama fosforilación oxidativa.
Complejo I:
cataliza el paso de dos electrones del NADH a la ubiquinona.
Ubiquinona:
compuesto que se desplaza por la membrana y transfiere electrones al complejo III.
Complejo II:
cataliza la transferencia de electrones, procedentes del FADH2 a la ubiquinona.
Complejo III:
cataliza el transporte de electrones desde la ubiquinona al citocromo c:
complejo que se desplaza por la membrana y transfiere electrones al complejo IV:
cataliza el transporte de electrones desde el citocromo c al oxígeno, obteniéndose una molécula de agua.
Complejo ATP sintasa:
dos subunidades, la F0 con estructura de canal por donde circulan los protones. La F1 localizada en el lado de la matriz, contiene el sitio donde se produce la síntesis de ATP a partir de ADP y Pi. La membrana interna es impermeable. Balance energético: por cada NADH se forman 3 ATP y por cadaFADH2 se forman 2ATP. Balance energético global de la glucosa: glucólisis: 2ATP, 2NADH. Ox. Ácido Pirúvico: 2NADH. Ciclo de Krebs: 2ATP, 6 NADH, 2FADH2. Por tanto, se forman en total 38 Moléculas DE ATP.
FERMENTACIONES:
reacciones que tienen lugar cuando hay escasez de oxígeno y el NADH deja de oxidarse y se acumula (reacciones anaerobias).
Fermentación Láctica
Se forma ácido láctico a partir de la glucosa, tiene lugar en determinados microorganismos que inician la fermentación de la lactosa de la leche. También se produce en células musculares cuando no hay suficiente oxígeno, la acumulación de ácido láctico da lugar a cristales pequeños conocidos como agujetas. Los microorganismos que realizan esta fermentación son baterías como Lactobacillus bulgaris, Streptococcus lactis… obteniéndose productos derivados de la leche.
Balance final desde la glucosa hasta el ácido láctico:
(Glucosa + 2 ADP + 2 Pi ———- 2 ácido láctico + 2 ATP + 2H2O).
Fermentación Alcohólica
Tiene lugar en algunos tejidos vegetales, ciertos invertebrados y sobre todo en levaduras del género Saccharomyces. Dependiendo de la especie de la levadura se puede obtener cerveza, vino, sidra y pan. Estas levaduras transformar el ácido pirúvico a acetaldehído y posteriormente se reduce para formar etanol (por el exceso de NADH).
Balance final desde la glucosa hasta el etanol
(Glucosa + 2 ADP + 2 Pi ———- 2 etanol + 2 ATP + 2H2O+ 2CO2).
Comparación ENTRE Vías ANAEROBIA Y AEROBIA en el catabolismo de la glucosa:
los balances de la degradación anaeróbica de una molécula de glucosa a ácido pirúvico dan como resultado la formación de 2 ATP, mientras que la degradación aeróbica se obtiene 2 de ATP y 4 de NADH. El lactato y el etanol no se degradan más mientras que el acetil-CoA se incorpora al ciclo de Krebs y continúa degradándose. El balance energético global del catabolismo de la glucosa en condiciones aeróbicas (38 ATP) es mucho mayor que el de las fermentaciones (2ATP anaerobias)
Fotosíntesis:
es el proceso bioquímico más importante. 1) síntesis de materia orgánica a partir de inorgánica, ira transformada en materia propia.2) transformación de la energía luminosa en química. 3) se libera oxígeno, que será utilizado en la respiración aerobia como oxidante. 4) fue causante del cambio de la atmósfera primitiva. 5)es el equilibrio entre seres autótrofos y heterótrofos.
ORGANISMOS QUE LA REALIZAN
Se lleva a cabo en organismos fotoautótrofos (plantas, algas, cianobacterias y bacterias fotosintéticas). Las cianobacterias combinan las carácterísticas de las bacterias y de las algas ya que realizan la fotosíntesis oxigenica y su organización es procariota.
LOCALIZAICON CELULAR
Células procariotas: en bacterias en los mesosomas, en cianobacterias en los tilacoides. Células eucariotas: en los cloroplastos de las células vegetales de plantas y algas.
Ecuación GLOBAL DE LA Fotosíntesis:
6 CO2 + 6 H2O + luz—-C6H12O6 + 6 O2. Factores que influye: concentración de CO2 (mayor concentración, mayor fotosíntesis). Concentración de O2 (mayor concentración, menor fotosíntesis). Humedad (mayor humedad, mayor fotosíntesis). Temperatura.
SISTEMAS DE Captación DE LUZ:
La fase dependentiente de la luz intervienen: 1) Luz: formada por un haz de pequeños paquetes de energía, fotones. Cuando una molécula absorbe un fotón, uno de los electrones para a un orbital energéticamente superior, la molécula se encuentra en un estado inestable. Cuando el electrón vuelve a su orbital, desprende parte de la energía absorbida y vuelve al estado estable. 2) los pigmentos, los más abundantes son las clorofilas a y b, agrupados en la membrana de los tilacoides formando el fotosistema I y ii. En cada uno se distinguen dos grupos de moléculas, las receptoras de luz y las que forman el centro de reacción fotoquímico.
FOTOSISTEMA I:
mayor cantidad de clorofila a, centro de reacción llamado P700.
FOTOSISTEMA II:
misma cantidad de clorofila a y b, recibe el nombre de P680. 3) moléculas transportadoras de electrones: relacionadas con los pigmentos, pueden ser proteínas o compuestos lipídicos. /// La luz proporciona la energía necesaria para que se produzca la transferencia de electrones desde el agua hasta el NADP+. 1) como consecuencia de la luz en los fotosistemas I y II, los electrones pasan a un orbital energéticamente superior. 2) incidencia de la luz produce la fotolisis de una molécula de agua, cede los electrones al fotosistema II. 3) los electrones resultantes del fotosistema II se transfieren a las moléculas transportadoras de electrones que unen ambos fotosistemas. 4) los electrones resultantes del fotosistema I, se transfieren a molécula transportadoras de electrones que transforman el NADP+ en NADPH.
CICLO DE CALVIN:
no requiere luz, necesita moléculas de CO2. Se produce una secuencia cíclica de reacciones en las que el ATP y el NADPH procedentes de la fase luminosa proporcionan energía y los protones para la reducción del CO2. Esta fase se produce en el estroma. 1) FASE DE Fijación: el CO2 se une a la ribusa-1, 5-difosfato, un glúcido que se encuentra en el estroma del cloroplasto. De esta uníón se forman dos moléculas de ácido 3-fosfoglicerico. Esta reacción cataliza la enzima RubisCO. 2) FASE DE Reducción: el ácido 3-fosfoglicerico se reduce a 3-fosfoglicerealdehido mediante el consuno de ATP y NADPH. 3) FASE DE Regeneración: tiene lugar diversas reacciones, la mayor parte de 3-fosfoglicerealdheido se utiliza para la regeneración de la ribulosa-1,5-difosfato, consumiendo ATP.
BALANCE GLOBAL DEL CICLO DE CALVIN:
para que se produzca la síntesis de una molécula de glucosa, se han de fijar seis CO2, han de producirse seis vueltas del ciclo para que se fijen 6 CO2. /// 6CO2 + 18 ATP + 12 NADPH + 12 H+ C6H12O6 (glucosa) + 18 ADP + 18 Pi + 12 NADP+.
Fotosíntesis OXIGENADA
Propia de plantas, algas y cianobacterias. Se caracteriza por el dador de electrones es el agua y se desprende oxígeno.
Fotosíntesis ANOXIGÉNICA
Propia de las bacterias purpúreas o verdes del azufre. Se caracteriza porque el dador de electrones es el sulfuro de hidrógeno y no se desprende oxigeno sino azufre que puede acumularse en el interior o ser expulsada fuera del agua.
Tiene lugar en la membrana tilacoidal y se produce un bombeo de protones que provoca una diferencia de cargas eléctricas y de PH, este potencial electroquímico proporciona energía necesaria al complejo ATP sintasa para que se forme ATP (FOTOFOSFORILACION OXIDATIVA). FOTOFOSFORILACION NO Cíclica:
La luz proporciona energía necesaria para que se produzca la transferencia de electrones desde el agua hasta el NADP+ y actúan ambos fotosistemas el I y el II, se obtiene ATP y se reduce el NADP+ a NADPH.
FOTOFORFORILACION Cíclica:
las células vegetales tienen suficiente NADPH, pero siguen necesitando ATP y se produce una ruta alternativa en la que el flujo de electrones es cíclico, en esta ruta solo participa el fotosistema I, únicamente se obtiene ATP y no se libera oxígeno.
QUIMISINTESIS:
tipo de nutrición autótrofa. Obtiene materia orgánica a partir de inorgánica. 1) Obtención de energía: la energía se obtiene de reacciones químicas inorgánicas y exergónicas, se produce una oxidación que desprende ATP y NADH. 2) Producción de materia orgánica: el ATP y el NADH se utilizan para la síntesis de materia orgánica (ciclo de Calvin).
Comparación ENTRE Fotosíntesis Y LA QUIMIOSINTESIS
La diferencia se encuentra en la forma de obtención de energía. En la fotosíntesis, la energía necesaria para reducir el CO2 durante el ciclo de Calvin procede de la luz. En la quimiosintesis procede de reacciones redox exergónicas, se oxidan compuestos inorgánicos. La síntesis, se realiza en los dos casos, a través del ciclo de Calvin.