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Borrador qumica biolgica para verificar contenidos

Seminario N 5

Enzimas y Lpidos de membrana Parte 1: Enzimas

1- Qu caractersticas distinguen a las enzimas que tienen control alostrico de las que obedecen al modelo de Michaelis-Menten?

Se diferencian en la cintica, tienen cintica sigmoidea, pequeas variaciones en la [S] en una zona crtica (cercana a la KM) se traducen en grandes variaciones en la velocidad de reaccin.Michaelis y Menten propusieron que las reacciones catalizadas enzimticamente ocurren en dos etapas:En la primera etapa se forma el complejo enzima-sustrato y en la segunda, el complejo enzima-sustrato da lugar a la formacin del producto, liberando el enzima libre.

Enzimas alostricasSigmoide

Hiprbola

2- Qu propiedad de algunos iones metlicos hace que sean tiles como cofactores? Las propiedades son : -Centro cataltico primario.-Grupo puente para reunir el sustrato y la enzima, formando uncomplejo de coordinacin.-Agente estabilizante de la conformacin de la protena enzimtica en su forma catalticamente activa.(Las enzimas que precisan de iones metlicos se llaman a vecesmetaloenzimas.Entre los cofactores metlicos soncationes, comoFe2+,Cu2+,K+,Mn2+,Mg2+)

3- El comportamiento de las enzimas alostricas, se vuelve ms o menos cooperativo en presencia de inhibidores? Correcto las enzimas alostricas presentan cooperativismo. Son las enzimas que posean varios sitios de unin a sustrato (se trata de enzimas oligomricas). Estos sitios por accin de algn efector (un inhibidor, un activador o muchas veces el mismo sustrato) poseen distintas afinidades por el sustrato dependiendo de la concentracin de efector presente. Este efecto requiere la presencia de varios sitios de unin a sustrato y se evidencia en las curvas de v vs S como una curva sigmoidea.

4- Por qu es necesario o ventajoso para el organismo concentrar enzimas en forma de zimgenos?

-Son precursores inactivos de enzimas-Se pueden transformar irreversiblemente en enzimas activas por la ruptura de enlaces covalentes -Son las reservas futuras de ezimas cuando son activadas.

Parte 2

Lpidos de membrana Asociaciones de lpidos con Protenas en membranas biolgicas

1- Justifique la validez de la siguiente afirmacin. La membrana lipdica es asimtrica.

Esta asimetra responde a una funcionalidad y a la biosntesis de cada tipo de lpido.La importancia radica en el papel de la Membrana Plasmtica, que consiste en mantener la integridad de la clula que limita; para lograr este resultado, realiza mltiples funciones. La cara externa de la clula se relaciona con su medio exterior, cuya composicin y propiedades pueden variar considerablemente; por el contrario, la cara interna se relaciona con un medio relativamente constante, el medio intracelular. De ello se desprende que la cara interna y la cara externa de a membrana no poseen ni la misma estructura, ni las mismas funciones. Esta asimetra se traduce no solamente en la existencia de un revestimiento glucosilado sobre la cara externa, sino tambin en una distribucin diferente de los lpidos en una doble capa.

(Existen dos tipos de asimetra: una en la proporcin de fosfolpidos entre una capa y otra de la bicapa lipdica y otra entre diferentes regiones de la membrana)

2- De qu factores depende la fluidez de la bicapa? La fluidez es una de las caractersticas ms importantes de las membranas. Depende de factores como:a) La temperatura, la fluidez aumenta al aumentar la temperatura.b) La naturaleza de los lpidos, la presencia de lpidos insaturados y de cadena corta favorecen el aumento de fluidez; la presencia de colesterol endurece las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad.3-1 A qu se denomina protena integral de membrana?

Una protena integral de membrana es aquella que se halla embebida o atravesada en la bicapa lipdica y actan como filtros selectivos y como mecanismos de transporte activo, son responsables de hacer entrar nutrientes y de expulsar productos celulares y de desecho fuera de la clula.

3-2 Y protena perifrica? Unaprotena perifricaes aquellaprotenademembranaque se encuentra unida a esta medianteuniones no covalentes(dbiles), de forma que es fcil separarla de la membrana mediante solubilizacin al someterla a un medio con alta concentracin de sal (p.ej. 0,3M KCl). Las protenas perifricas se encuentran tanto en el dominio extracitoslico de la membrana como en el dominio citoslico, aunque mayoritariamente en este ltimo.(Laprotena perifrica, que se adhiere externamente y de forma dbil a la membrana y se puede separar sin alterar la bicapa simplemente aplicando alta concentracin de una sal.)

3-3Qu tipo de interacciones predominan en la unin con los componentes de la membrana en cada una de ellas? Proteina perifrica : Unin no covalenteProtena integral transmembrana : Se une mediante fuerzas hidrfobas y por uniones covalentes.

4- Cules son los principales tipos de funciones que cumplen las protenas de membrana? La naturaleza de las protenas de membrana determina su funcin:Canales: protenas integrales (generalmente glicoprotenas) que actan como poros por los que determinadas sustancias pueden entrar o salir de la clulaTransportadoras: son protenas que cambian de forma para dar paso a determinados productos (vase "Transporte de materiales a travs de la membrana")Receptores: Son protenas integrales que reconocen determinadas molculas a las que se unen o fijan. Estas protenas pueden identificar una hormona, un neurotransmisor o un nutriente que sea importante para la funcin celular. La molcula que se une al receptor se llamaligando.Enzimas: pueden ser integrales o perifricas y sirven para catalizar reacciones a en la superficie de la membranaAnclajes del citolesqueleto: son protenas perifricas que se encuentran en la parte del citosol de la membrana y que sirven para fijar los filamentos del citoesqueleto.Marcadores de la identidad de la clula: son glicoprotenas y glicolpidos caractersticas de cada individuo y que permiten identificar las clulas provenientes de otro organismo. Por ejemplo, las clulas sanguneas tienen unos marcadores ABO que hacen que en una transfusin slo sean compatibles sangres del mismo tipo. Al estar hacia el exterior las cadenas de carbohidratos de glicoprotenas y glicolpidos forma una especie de cubierta denominadaglicocalix

5- Transporte trans-membrana. Diferencias entre: a. Transporte pasivo / transporte activo Transporte pasivo: cuando no se requiere energa para que la sustancia cruce la membrana plasmtica.Transporte activo: cuando la clula utilizaATPcomo fuente de energa para hacer atravesar la membrana a una sustancia en partcula

b. Difusin simple/facilitada

Difusin simple:Las molculas en solucin estn dotadas de energa cintica y, por tanto, tienen movimientos que se realizan al azar. Ladifusin simple consiste en la mezcla de estas molculas debido a su energa cintica cuando existe ungradiente de concentracin; es decir; cuando en una parte de la solucin la concentracin de las molculas es ms elevada.La difusin tiene lugar hasta que la concentracin se iguala en todas las partes y ser tanto ms rpida cuanto mayor sea la energa cintica (que depende de la temperatura) y el gradiente de concentracin y cuanto menor sea el tamao de las molculas.

Difusin facilitada: Algunas molculas son demasiado grandes como para difundir a travs de los canales de la membrana y demasiado insolubles en lpidos como para poder difundir a travs de la capa de fosfolpidos. Tal es el caso de laglucosay algunos otros monosacridos. Esta sustancias, pueden sin embargo cruzar la membrana plasmtica mediante el proceso dedifusin facilitada, con la ayuda de una proteina transportadora.En el primer paso, la glucosa se une a la protena transportadora, y esta cambia de forma, permitiendo el paso del azcar. Tan pronto como la glucosa llega al citoplasma, una kinasa (enzima que aade un grupo fosfato a un azcar) transforma la glucosa en glucosa-6-fosfato. De esta forma, las concentraciones de glucosa en el interior de la clula son siempre muy bajas, y el gradiente de concentracin exterior --> interior favorece la difusin de la glucosa.

La difusin facilitada es mucho ms rpida que la difusin simple y depende:del gradiente de concentracin de la sustancia a ambos lados de la membranadel nmero de protenas transportadoras existentes en la membranade la rpidez con que estas protenas hacen su trabajo

c. Transporte activo primario/secundario

Transporte activo primario: en este caso, la energa derivada del ATP directamente empuja a la sustancia para que cruce la membrana, modificando la forma de las protenas de transporte (bomba) de la membrana plasmtica.El ejemplo ms caracterstico es labomba de sodio potasio (Na+/K+), que mantiene una baja concentracin de Na+ en el citosol extrayndolo de la clula en contra de un gradiente de concentracin. Tambin mueve los iones K+ desde el exterior hasta el interior de la clula pese a que la concentracin intracelular de potasio es superior a la extracelular. Esta bomba debe funcionar constantemente ya que hay prdidas de K+ y entradas de Na+ por los poros acuosos de la membrana.Esta bomba acta como una enzima que rompe la molcula de ATP y tambin se llamabomba Na+/K+-ATP'asa. Todas las clulas poseen cientos de estas bombas por cadam2(milimicra cuadrada) de membrana.Transporte activo secundarioPues el transporte activo secundario utiliza la energa almacenada en los gradientes de concentracin de iones creados por el transporte activo primario. All hay una energa almacenada que proviene del consumo de ATP que realiza el transporte activo primario al crear tal gradiente. As que el transporte activo secundario no depende directamente del consumo de ATP, pero indirectamente si. Lo que se hace es transportar sustancias en contra de un gradiente de concentracin, por ejemplo glucosa hacia el interior celular gracias a que son transportadas al mismo tiempo que un ion a favor de su gradiente electroqumico, por ejemplo ion sodio. Tal transporte puede ser en la misma direccin (simporte) o en direcciones contrarias (antiporte)

6- En las membranas biolgicas hay una transicin orden-desorden similar a la fusin de un cristal. En una membrana lipdica la mayor parte de los AG son insaturados. La transicin solido-lquido se dar a una temperatura ms alta o ms baja que en otra que contiene AG no saturados? Un aumento de temperatura hace que haya ms cidos grasos saturados y de cadena larga mientras que una bajada lleva a que predominen restos acilo ms cortos, ms insaturadoso ramificados. Este proceso es lo que se denominaadaptacin homeoviscosay se lleva a cabo mediante la accin de lipasasy aciltransferasas que actan sobre los lpidos de membrana. Ejemplos de estoson:-La modificacin de la composicin en cidos grasos en las membranas deE. colicultivada a distintas temperaturas.-La variacin enla composicin en cidos grasos de las membranas celulares de losrenos(Rangifer tarandus), que tienen concentraciones ms altas de cidos grasos insaturados en las clulas de sus extremidades, donde la temperatura puede estar hasta 30C por debajo de la del resto del cuerpo. Adems, dentro de las patas, el contenido en cidos grasos insaturados va aumentando progresivamente hacia las pezuas. As se consigue que la temperatura de transicin de fase disminuya y las membranas de las clulas tengan la fluidez adecuada a las bajas temperaturas del entorno.

7- Por qu las membranas celulares de bacterias cultivadas a 20C suelen tener una proporcin ms alta de AG insaturados que bacterias de la misma especie cultivadas a 37C?

Multiple Choice

1- Cules de los siguientes enunciados son congruentes con el modelo de mosaico fluido? a. Todas las protenas de membrana estn unidas al interior de la membrana. b. Hay carbohidratos unidos en forma covalente al exterior de la membrana. c. El trmino mosaico se refiere nicamente al acomodo de lpidos. d. Tanto los lpidos como las protenas sufren difusin transversal (flip-flop) del interior al exterior de la membrana. e. Algunos lpidos y protenas sufren difusin a lo largo de la superficie interna o externa de la membrana.

Rta : d

2- Cules de las siguientes proposiciones es V. a. El transporte activo desplaza una sustancia de una regin en que la concentracin es ms baja a otra en que la concentracin es ms alta. b. En el transporte no intervienen poros ni canales en la membrana. c. En la introduccin de sustancias a las clulas podran intervenir protenas de transporte.

RTA : c

3- Un inhibidor alostrico: a. Aumenta la afinidad de la enzima por el sustrato. b. Disminuye la afinidad de la enzima por el sustrato. c. Compite con el sustrato. d. Es complementario al sitio activo. e. No existen los inhibidores alostricos.

RTA: b

4- El KM es una forma de medir: a. La masa molecular y complejidad de una enzima b. La afinidad de la enzima por el sustrato. c. La afinidad de la enzima por el producto. d. La afinidad entre el sustrato y el producto. e. Ninguna de las respuestas anteriores es correcta.

Rta b(La Km es la velocidad media en la k las enzimas tardan en encontrarse con el sustrato,)

5- Los aa (Amininocidos )de carcter hidrofbico que componen las protenas de membrana se disponen:

a. A ambos lados de la membrana b. En la porcin de protena que atraviesa la membrana. c. En el interior de la membrana, asociado a fosfolpidos. d. En la porcin extra-citoplasmtica de la protena. e. En la porcin intra-citoplasmtica de la protena.

Rta: C

6- La bomba de Na+/K+ transporta: a. Na+ y K+ hacia ambos lados de la membrana a favor del gradiente. b. Na+ hacia el interior de la clula y K+ hacia el exterior, ambos en contra del gradiente. c. K+ hacia el exterior de la clula y Na+ hacia el interior, ambos en contra del gradiente. d. Na+ hacia el exterior de la clula a favor del gradiente y K+ hacia el interior en contra del gradiente. e. Ninguna de las respuestas anteriores es correcta.

Rta: D

7- Cul de los siguientes procesos incluye todos los dems de la lista?

a. smosis. b. Transporte pasivo. c. Difusin facilitada. d. Transporte de un ion a favor del gradiente.

Rta: a

8- Los iones Na+ y K+ pueden atravesar la membrana plasmtica por:

a. Difusin simple o facilitada. b. Transporte activo. c. Difusin facilitada o transporte activo. d. Difusin facilitada. e. smosis

9- Una vitamina liposoluble atraviesa la membrana mediante el mecanismo de:

a. Difusin simple. b. Transporte activo. c. Difusin facilitada. d. Transporte pasivo. e. No atraviesan la membrana.

Rta: a

10- Los iones y monmeros:

a. Atraviesan la membrana nicamente por difusin facilitada. b. Atraviesan la membrana por protenas integrales. c. Nunca requieren gasto de energa para ser transportados. d. Siempre son transportados a favor del gradiente. e. Ninguna de las respuestas anteriores es correcta. Rta: e

11- Dado el siguiente grfico de cintica enzimtica:

a. La curva B indica inhibicin no competitiva b. La curva A indica inhibicin competitiva c. La curva A indica inhibicin no competitiva d. La curva B indica inhibicin competitiva

Rta : a y b