Diferencias en Organización de Células: Procariotas vs Eucariotas, Apuntes de Bioquímica

¡Descarga Diferencias en Organización de Células: Procariotas vs Eucariotas y más Apuntes en PDF de Bioquímica solo en Docsity! UNIVERDIDAD DE ORIENTE — NUCLEO BOLIVAR 1.- ¿Cuál es el objeto de estudio de la bioquímica? ¿Quién propuso la utilización del término “bioquímica” por primera vez? R: Objetivos: 1. Entender en su totalidad todos los procesos químicos relacionados con las células viva desde el ámbito molecular. 2. entender los orígenes de la vida sobre la Tierra. 3. integrar el conocimiento bioquímico para mantener la salud. 4. entender las enfermedades y tratarlas con eficacia. ¿Quién propuso la utilización del término “bioquímica” por primera vez? la util del t “b » ? R: En 1903 el químico y médico alemán Carl Neuberg propuso el término bioquímica, aunque desde el siglo XIX ya se estudiaba la bioquímica, pero con el nombre de química biológica o fisiológica. 2.- ¿Cuáles son las disciplinas científicas que están relacionadas con la bioquímica? De ejemplos. DISCIPLINAS CIENTIFICAS EJEMPLOS + BIOTECNOLOGÍA: EMPLEO DE cambio climático, la escasez de recursos CÉLULAS VIVAS PARA LA OBTENCIÓN | agroalimentarios, las enfermedades genéticas, la Y MEJORA DE PRODUCTOS ÚTILES, | aparición de nuevas formas de alergias. ES UNA DISCIPLINA ESENCIAL PARA ABORDAR Los GRANDES PROBLEMAS Y ENFERMEDADES ACTUALES. + PATOLOGÍA: CIENCIA QUE ESTUDIA | Puede fijar niveles del colesterol y del triglicérido LAS ENFERMEDADES, A TRAVÉS DEL | para determinar riesgo de la enfermedad cardíaca EXAMEN DE ÓRGANOS, DE TEJIDOS, DE LÍQUIDOS CORPORALES, Y DE CUERPOS ENTEROS. + ENDOCRINOLOGÍA: TRATA LA diabetes, hipertiroidismo, enfermedad de Addison. BIOSÍNTESIS, EL ALMACENAMIENTO Y LA FUNCIÓN DE LAS HORMONAS, LAS CÉLULAS Y LOS TEJIDOS QUE LAS SECRETAN, ASÍ COMO LOS MECANISMOS DE SEÑALIZACIÓN HORMONAL. + FARMACOLOGÍA: ESTUDIO DE LOS antibióticos y citostáticos. MEDICAMENTOS, COMO SU ORIGEN, SÍNTESIS, PROPIEDADES. + GENÉTICA: ESTUDIA PROCESOS Probabilidad de contraer ciertas enfermedades, RELACIONADOS CON LOS ÁCIDOS capacidades mentales. NUCLEICOS, QUE FORMAN EL MATERIAL GENÉTICO Y CÓMO SE DAN LOS PROCESOS DE EXPRESIÓN DE LOS GENES. + ENFERMERÍA: PERMITE CONOCER EL PROCESO QUÍMICO QUE OCURRE EN EL CUERPO HUMANO CUANDO HAY UNA ANORMALIDAD PUEDA APLICARSE EL MEDICAMENTO O EL TRATAMIENTO CORRESPONDIENTE. + AGRONOMÍA: PROPORCIONA A LOS INGENIEROS AGRÓNOMOS Y PECUARIOS MÉTODOS EFECTIVOS PARA EL AUMENTO DE CULTIVO Y MEJORAMIENTO DE RAZA ANIMAL. proporciona una visión general de la naturaleza y las funciones que en el cuerpo humano presentan las principales biomoléculas, así como establecer las bases químicas, moleculares y genéticas de los procesos biológico mejoramiento del suelo, mejorar las características de las plantas y favorecer la cría de ganado. 3.- Elabore un cuadro comparativo (distinto al proporcionado en clase), en donde se establezcan las principales diferencias en cuanto a la organización estructural de las células procariotas y eucariotas. CÉLULAS EUCARIOTAS CÉLULAS PROCARIOTAS TAMAÑO 10 a 100 (um) 0,1 a 0,5 micras (pm) FORMA Esférica, cilindros, plagas y Esférica, bacilo y espirilo cúbicas UBICACIÓN DEL En el núcleo Disperso por el interior de la MATERIAL GENÉTICO célula PARED CELULAR No todas las células las Todas tienen este tipo de pared presentan ORGANIZACIÓN Pluricelulares Unicelular CELULAR FORMA DEL MATERIAL GENETICO Forma de cromosomas con su forma más prototípica, Dos cromátidas Centrómero y telómero NUMERO DE Pares de cromosomas CROMOSOMAS SERES VIVOS Y DOMINIOS | Eukarya Forma circular, como una corona Un solo cromosoma Bacterias y las arqueas 4.- Elabore una propiedadesicaracterísticas y funciones de Infografía (De 1 página) en donde se resuman las los diferentes organelos membranosos y no membranosos de las células eucarióticas animales. cabo la centrifugación en donde se va a obtener una separación de dos fracciones: el sedimento o pellet y un sobrenadante. Alguno de los componentes puede terminar en el sobrenadante, en el sedimento, o bien podría estar distribuido en ambas fracciones dependiendo del tamaño y/o de las condiciones de centrifugación. Las partículas no sedimentadas se encontrarán en el fondo del tubo, ya que estas partículas son las más pesadas, para finalizar las dos fracciones son recuperadas por decantación. 8.- Las membranas celulares actúan como barreras selectivas y cumplen un papel en la formación o delimitación de organelas de las células eucarióticas. ¿Qué otras funciones están asociadas a las membranas celulares? Explique cómo están compuestas y explique sus propiedades a partir del modelo de mosaico fluido. R: Las membranas biológicas son estructuras laminares, finas, flexibles y relativamente estables que rodean a todas las células y a los organelos. poseen funciones significativas en el procesamiento de la información y en la generación de energía. funciones de transporte únicas entre los compartimentos extracelular e intracelular, las membranas impiden la salida de moléculas y de ¡ones fuera de las células o de los organelos hacia sus alrededores, y permiten la entrada oportuna de nutrientes y la eliminación de los productos de desecho. La membrana está formada por una bicapa lipídica la cual está constituida por fosfolípidos y otras moléculas lipídicas en la que están insertadas, o unidas de forma indirecta, diversas proteínas. 9.- Establezca diferencias entre las proteínas integrales y periféricas constitutivas de las membranas. proteínas integrales Proteínas periféricas Son proteínas transmembranales No son transmembranales Están incorporadas en la bicapa lipídica Están adosadas a la cara externa o interna de la membrana Difícilmente separables Son fácilmente separables Son antipáticas Son hidrosolubles Están arraigadas permanentemente dentro de la] Se asocian a la membrana mediante enlaces membrana débiles 10.- Aplique el concepto de entropía en reacciones reversibles e irreversibles y ¿Cómo se relaciona el acoplamiento de las reacciones con el intercambio energético? R: Para aplicar el concepto de entropía en reacciones reversibles e irreversibles es necesario conocer la segunda ley de la termodinámica que nos dicen que la cantidad de entropía en el universo tiende a incrementar en el tiempo. Supongamos que un proceso ocurre dentro del sistema aislado y que llamaremos en dirección hacia adelante. Si el cambio en el estado del sistema es tal que la entropía aumenta para el proceso que llamamos hacia adelante, entonces para el proceso hacia atrás (es decir, para el cambio en reversa hacia el estado inicial) la entropía disminuiría. Este proceso en reversa es imposible para el sistema aislado, y por lo tanto decimos que el proceso hacia adelante es irreversible. Si ocurre un proceso, sin embargo, en el cual la entropía no cambia (proceso isentrópico) por el proceso hacia adelante, entonces también el proceso hacia atrás permanece sin cambios. Tal proceso puede ir en cualquier dirección sin violar La Segunda Ley. Los procesos de este tipo se llaman reversibles. La idea fundamental de un proceso reversible es que no produce entropía. 11.-Analice la estructura del ATP como sustancia rica en energía. Enliste sus funciones metabólicas y compare el contenido energético del ATP con otros compuestos de alto, medio y bajo contenido energético. ¿Dónde reside la energía de una molécula de ATP? ¿Cómo se explica la generación y utilización del ATP a través del ciclo ATP-ADP? R: El ATP es un nucleótido que desempeña una función muy importante en las células, la hidrolisis del ATP proporciona de forma inmediata y directa la energía libre para impulsar una variedad inmensa de reacciones bioquímicas endergónicas. Estructura: su molécula es un nucleótido formado por adenina, ribosa y una unidad trifosfato. Sus dos grupos fosforilo terminales están unidos mediante enlaces fosfoanhidrido, aunque los anhídridos se hidrolizan con facilidad, los enlaces fosfoanhidrido del ATP son suficientemente estables en condiciones intracelulares moderadas. El ATP es un intermediario en el flujo de energía desde las moléculas de los alimentos hasta las reacciones biosintéticas del metabolismo. 12.- ¿Cuáles son las características generales de los procesos anabólicos y catabólicos? ¿Cuáles son las funciones principales del metabolismo? Establezca diferencias entre vía metabólica, mapa metabólico y metabolismo intermediario Características Anabólicas Características Catabólicos + Fabrican y almacenan Moléculas. + Produce la energía necesaria para realizar toda actividad que tiene lugar en las células. + Contribuye en el crecimiento de nuevas + Las células descomponen moléculas grandes (hidratos de carbono, proteínas y células. grasas) para liberar energía. Realiza el mantenimiento de los tejidos corporales. Suministra combustible para el anabolismo. Almacena la energía para ser utilizada Posteriormente. Se encarga de transformar las moléculas pequeñas en moléculas más grandes y Provee calor al cuerpo Es el encargado de permitir que los músculos se contraigan y el cuerpo se complejas de hidratos de carbono, pueda mover. proteínas y grasas. ¿Cuáles son las funciones principales del metabolismo? + Incorporación de nutrientes. 2. . Obtención de energía química necesaria para la vida, a partir de la degradación de sustancias que se obtienen del medio o de las suyas propias. + Síntesis y degradación de las distintas biomoléculas requeridas en las funciones estructurales y especiales. + Eliminación de sustancias de desechos. + obtener energía química de las moléculas combustibles (alimentos) o de la luz solar absorbida. + Convertir los nutrientes exógenos en precursores de los componentes macromoleculares de la célula. + Formar y degradar las biomoléculas necesarias para las funciones especializadas de las células. Establezca diferencias entre vía metabólica, mapa metabólico y metabolismo intermediario. Vía metabólica *+ Es un conjunto de reacciones químicas consecutivas catalizadas por enzimas programadas por la célula. + Están conectadas unas con otras. + Cada célula se caracteriza por exhibir un rendimiento metabólico específico, que viene definido por el contenido de enzimas en su interior, que a su vez viene determinado genéticamente. + Losprotagonistas de las rutas metabólicas son las enzimas. + Las vías metabólicas básicas incluyen glucogénesis, gluconeogénesis, glucogenólisis, glicolisis, — lipolisis y lipogénesis. -La combustión de la gasolina (se libera energía al ocurrir el proceso correspondiente y porlo tanto AE es menor que cero). 17.- Defina: Electronegatividad, Reacciones de oxidorreducción (redox), Reacciones de Transferencia de Grupo, Reacciones de Condensación de monómeros, Polaridad, Nucleofilia. + Electronegatividad: Capacidad de los átomos en una molécula cuya acción es atraer los electrones compartidos. + Reacciones de oxidorreducción (redox: Reacción de transferencia de electrones, por lo tanto, se llama, reductor a la especie que cede los electrones y oxidante a los que los capta. + Reacciones de Transferencia de Grupo: Acción procíclico donde uno o más grupos de átomos se transfieren de una molécula a otra. + La Reacción de Condensación de Monómeros: Tipo de reacción orgánica en la que dos moléculas se combinan para dar un único producto y es acompañado de la formación de una molécula de agua H20. + Polaridad: es una propiedad que poseen las moléculas la cual representa la separación de las cargas eléctricas en la misma y está íntimamente relacionada con otras propiedades como lo son: la solubilidad, el punto de fusión, el punto de ebullición, las fuerzas intermoleculares, entre otras + Nucleofilia: Se define por la Velocidad de ataque sobre el Átomo Electrófilo para dar adicciones por tanto se mide como las constantes de velocidad. 18.- ¿Cómo se mantiene el potencial electroquímico a través de la membrana plasmática? R: El Potencial Electroquímico se mantiene siempre activo en la Membrana Plasmática porque influye en la distribución de los iones debido a que ejerce una permeabilidad selectiva sobre ellos y Estos se encuentran en diferente concentración a uno u a otro lado de la membrana permitiendo así un flujo de información. 19- En relación a la solubilidad de ciertas moléculas, Explique ¿Por qué el NaCl y una molécula de glucosa se disuelve en agua? R: El agua, H20, al ser una molécula "polar* y poseer dos polos: uno parcialmente negativo como el oxígeno y otro parcialmente positivo como el hidrógeno se convierte en un Solvente; en el caso del Sodio o NaCl los cationes de sodio, son rodeados por los polos negativos del agua, y los aniones cloruro son rodeados por los polos positivos del agua. La glucosa es “soluble” en el agua porque puede establecer interacciones con el agua, Los hidrógenos del agua, parcialmente positivos, son atraídos hacia los oxígenos de la glucosa, parcialmente negativos. ¿Por qué CH3CH20H es mucho más soluble en agua que CH3(CH2)3CH20H? R: El 1-propanol es una molécula que tiene una cabeza apolar, y por tanto hidrófoba, (cadena alifática) y otra cabeza polar, es decir hidrófila (grupo — OH). Además, en este caso se dan puentes de hidrógeno entre moléculas de agua y de propanol. Al ser la cadena hidrocarbonada corta, este compuesto se disuelve bien en agua (miscible). El butano es un hidrocarburo alifático saturado (alcano), y por tanto totalmente apolar. Es un gas en condiciones normales, insoluble en agua. ¿Por qué el benceno no se disuelve en agua de modo significativo El Benceno por ser altamente inflamable se volatiliza muy rápido en el aire y se disuelve poco en agua. 20.- ¿Por qué creerá usted que los atletas que practican fisicoculturismo ingieren agua destilada días antes de una competencia? ¿Cómo se justifica esto bioquímicamente? R: El agua destilada está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, cuya molécula se representa químicamente por la fórmula H20. El componente líquido al ser sometido a un proceso de destilación donde se han eliminado las impurezas e ¡ones del agua de origen. El Agua Destilada por ser de Alta Pureza es Libre de Minerales incluido el sodio y ayuda a evitar la retención de Líquidos en los Fisiculturista antes de la competencia. 21.- ¿Qué es la termorregulación? Mencione los mecanismos internos que emplea el organismo para disipar y conservar energía. R: Esla capacidad que tiene el organismo para regular su temperatura. Los Mecanismos internos que emplea el Organismo para disipar el calor son: - Transpiración: es el sistema de refrigeración más importante del que dispone nuestro cuerpo. Al detectar un aumento de la temperatura, el hipotálamo desencadena la producción de sudor mediante las glándulas sudoríparas, ubicadas en las capas más profundas de la piel, la dermis y la epidermis. - Vasodilatación: Los capilares son los vasos sanguíneos de menor diámetro y los que más cerca se encuentran de la superficie de la piel. Al dilatarse el capilar, una mayor cantidad de sangre queda expuesta al aire, lo que permite que ésta se enfríe y que nuestra temperatura corporal se mantenga. 22.- ¿Por qué el agua es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida? ¿Cuáles son sus funciones biológicas? Explique el modelo estructural molecular del agua. Identifique y explique las características y distintas propiedades físico-químicas del agua (calor de vaporización, tensión superficial, punto de ebullición, punto de fusión, calor específico, capilaridad, presión osmótica) R: El agua es el elemento más importante para la vida ya que es vital tanto para el ser humano como para el resto de animales y seres vivos que nos existen en la Tierra. ¿Cuáles son sus funciones biológicas? + Disolvente de Numerosas Sustancia. + Esel medio donde se realizan las reacciones metabólicas. + Posee una función activa en la estructura celular. + Tiene una función Amortiguadora en el interior del Organismo, + Esun Vehículo en el transporte de sustancias en el interior del organismo y en el intercambio con el medio Ambiente, + Regula la temperatura Corporal. Explique el Modelo estructural molecular del Agua R: Está compuesta por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno. De esta manera existen cuatro pares de electrones rodeando al átomo de oxígeno: dos pares formando parte de los enlaces covalentes con los átomos de hidrógeno y dos pares no compartidos en el lado opuesto. Identifique y explique las características y distintas propiedades físico-químicas del agua Calor de vaporización: Es la cantidad de energía necesaria para transformar un gramo de una substancia líquida en gas a temperatura constante y es alrededor de 540 cal/g a 100 *C, el punto de ebullición del agua. Tensión superficial: Es la Propiedad que tiene un líquido que hace que se comporte como si su superficie estuviera encerrada en una lámina elástica y es la responsable de la formación de las gotas de lluvia, de las burbujas de jabón o de la elevación de líquidos por un capilar. Punto de ebullici Ocurre cuando Al calentar un líquido y alcanza una temperatura en la cual la presión del vapor es lo bastante grande que se forman burbujas dentro del cuerpo del líquido. Se representa en 100 *C Punto de fusión: Es el proceso de Fusión donde la materia sólida comienza a calentarse produciéndose el cambio de estado y se transforma en un líquido su nomenclatura es 0* C. Calor específico: Es la capacidad calorífica del agua a diferentes temperaturas, también conocida como calor específico o capacidad térmica específica. Capilaridad: Fenómeno natural que provoca la ascensión del agua (columna de agua) dentro de un tubo estrecho o también denominado tubo capilar. Cuando más estrecho sea el tubo mayor será la ascensión del agua. O Pérdida de ácido O Retención de HCO3- Compensación de la alcalosis metabólica :En la acidosis metabólica, la PaCO2 normalmente aumenta alrededor de 0,6 mm Hg por mmol de aumento del HCO3-. (Un valor más bajo de la PaCO2 indica una alcalosis respiratoria concomitante.) Es raro observar un aumento compensatorio de la PaACO2 > 60 mm Hg cuando se respira aire de la habitación, por lo menos en parte porque a este nivel de hipercapnia la PaO2 cae aproximadamente a 60 mm Hg y la hipoxemia comienza a impulsar la respiración. La acidosis respiratoria es la Pco2> 40 mmHg (hipercapnia). Su causa es O Disminución de la ventilación minuto (hipoventilación) La persistente elevación de la PaCO2 estimula la secreción renal de H+, dando como resultado la adición de HCOS- al líquido extracelular. El efecto neto es que, luego de 3 a 5 días, se alcanza un nuevo estado de equilibrio en el que hay aproximadamente un aumento de 3,5 mEq/L en la concentración de HCO3- plasmático por cada 10 mm Hg de incremento en la PacoO2 La eficiencia de la compensación renal ha permitido a algunos pacientes tolerar de Manera continua valores de PaCOZ2 tan altos como 90 a 110 mm Hg, sin un descenso del pH arterial a menos de 7,25 y sin síntomas mientras se mantuviera una buena oxigenación. La alcalosis respiratoria es la Pco2< 38 mmHg (hipocapnia). Su causa es O Aumento de la ventilación minuto (hiperventilación) Mecanismos compensatorios: Una alcalosis respiratoria prolongada produce una pérdida renal de HCO3- para contrarrestar la hipocapnia. Cuando el estímulo para la hiperventilación desaparece, la hiperpnea tiende a continuar, impulsada por la acidosis del SNC hasta que el HCO3- y el pH intracerebral estén completamente corregidos. Trastornos mixtos del equilibrio ácido-base: Las compensaciones renal y respiratoria desplazan el pH en dirección al rango normal, pero raramente lo alcanzan. Por lo tanto, un pH normal en presencia de modificaciones en la PaCO2 y en la concentración plasmática de HCO3- sugiere inmediatamente un trastorno mixto. Los trastornos complejos (mixtos) del equilibrio ácido-base se produce con mayor frecuencia cuando coexisten enfermedades renales y pulmonares, cuando los mecanismos compensadores se tornan inoperantes, o cuando se utiliza la ventilación mecánica. Investigue como se producen los trastornos mixtos del desequilibrio acido base R: Son producidos por la presencia simultánea de dos o más trastornos ácido-base. Dicha asociación puede incluir dos o más trastornos simples (p. ej., acidosis metabólica y alcalosis respiratoria), dos o más formas de un trastomo simple con diferente patogénesis y evolución en el tiempo. y qué importancia representa la determinación del anión GAP R: Es importante porque, trata de identificar la causa de acidosis metabólica. 28.- ¿Qué efecto tiene la hiperventilación sobre el pH sanguíneo? Justifique su respuesta R: La hiperventilación, el efecto que causa en el pH, es que lo aumenta. + Justificación: en este caso, ocurre un proceso de acidosis y se sube por encima de F 29.- ¿Cómo y en qué proporción se dividen los compartimientos del agua corporal? ¿Cómo se distribuyen los diferentes solutos en los líquidos intracelular y extracelular? R: Estos compartimientos se divide en, las porciones de: líquido extracelular y líquido intracelular. Mas sin embargo el líquido extracelular se divide, en el líquido intersticial y el plasma sanguíneo. Sust. O comp. Lec.mEq/l Lic.mEq/l Na SODIO 142 10 K POTASIO 4 140 Ca CALSIO 2.4 0.00001 Mg MAGNESIO 1.2 58 Cl CLORO 103 4 CosH BICARBONATO 28 10 PO4 FOSFATO 1 2 GLUCOSA 90-110mg/dl 0-20 AMINOACIDOS 30mg/dl 200 COLESTEROL 150-230m9g FOSFOLIPIDOS 0,5g/dl 2-95 pO» 35mm/hg 20 po 46mm/hg 50 pH 7.4 7 PROTEINAS 7gldl 16 UREA 20-40mg% 30.- Indique el desequilibrio ácido base en cada caso y Justifique/Analice su respuesta en máximo 5 líneas. a.-) Masculino de 60 años, que después de una descarga eléctrica presentó paro respiratorio y fibrilación ventricular. Durante la exploración física se destaca coma profundo. Se hacen las maniobras del caso y se solicitan pruebas de laboratorio. pH: 6.6, PCO2: 72 mmHg, PO2: 33 mmHg, HCO3 -: 23 mEq/l, Cloruro: 76 mEq/l y Lactato de 50 mM/!). R: Es una acidosis respiratoria: porque en los paraclínicos revelan un nivel de pH con niveles muy por debajo al fisiológico (7.35-74) y una pCo2, bastante elevado. b.-) Mujer de 18 años de edad, con bulimia. Las últimas 24 horas ha tenido cerca de 15 vómitos auto inducidos. Se presenta con malestar general, pulso de 95 por minuto y frecuencia respiratoria de ocho por minuto. Los resultados de los estudios de laboratorio arrojaron: pH: 7.55, PCO2: 45mmHg, Bicarbonato sérico de 40 mEq]/l; sodio de 140 mEdq]/l y cloruro de 87 mEdq/!. R:_Es una alcalosis metabólica: A causa de que el pH, se encuentra por muy por encima de los niveles normales y los niveles de bicarbonato están muy altos. 31.- Aplicando la fórmula de Henderson Hasselbach calcule: a.- El pH de una mezcla 1 M de ácido benzoico y 1 M de benzoato sódico. El pKa del ácido benzoico es 4.2. + Resolución: pH= Pka+ log¿¿ _ (1) pH= 4,2 + log; pH= 4.2 + log 1 pH=4.2 b.- El cociente de ácido láctico y lactato que se requiere en un sistema amortiguador de pH 5.00. El pKa del ácido láctico es 3.86. + Resolución: pH= Pka+ logé¿ B5= 3,86 + log¿¿ =1 [a—1) 5 -3,86 = 00 Tag] 1,14 = log¿¿ 109 =¿¿ ¿¿= 13,80