Unidad 2 - Estructuras Subcelulares y Transporte Flashcards
1
Q
¿Cuáles son las funciones primarias de las membranas?
A
Las membranas biológicas tienen 4 funciones primarias:
- Servir de barrera de permeabilidad y límite. (Semipermeable)
- Organizar y localizar las funciones celulares. (Organelos)
- Regular procesos de transporte.
- Comunicación y detección de señales.
2
Q
En una célula eucariota, ¿dónde podemos encontrar membranas?
A
Podemos encontrar una membrana alrededor del núcleo, en cada organelo y en la membrana externa (membrana plasmática).
3
Q
¿Cuáles son los principales componentes, y sus correspondientes funciones, de las membranas celulares?
A
Principalmente tres:
- Lípidos: componen la vasta mayoría de la membrana, principalmente fosfolípidos que forman la bicapa. Adicionalmente lípidos como el colesterol están presentes.
- Proteínas: Hay dos categorías, integrales y periféricas. Las primeras se integran a la membrana (parcial o de forma atravesada), y cumplen una variedad de funciones. Las periféricas se encuentran hacia fuera de la membrana, unidas a membranas integrales.
- Carbohidratos: En general se encuentran en la superficie exterior de las células, y se ven unidas a proteínas (formando glicoproteinas) o a lipidos (formando glicolípidos). Estas cadenas de carbohidratos tienen una variedad de funciones, como reconocimiento celular, usado en el sistema inmune.
4
Q
¿Cuáles son las tres clases principales de lípidos en la membrana celular?
A
Fosfolípidos (bicapa), glicolípidos (proteínas de reconocimiento) y esteroles (rol estructural, ej: colesterol).
5
Q
¿Cuál es el fosfolípido más abundante en las membranas eucariotas?
A
La fosfatidil colina. (Tiene un “headgroup” de colina)
6
Q
¿Qué es una micela?
A
Una micela es un conjunto de moléculas (en general lípidos) que forman una estructura esférica cuando están en contacto con un solvente.
Los ácidos grasos de una cola tienen una cabeza hidrofílica y una cola hidrofóbica, por lo que la estructura más energéticamente favorable es “esconder” las colas hacia dentro, y solo exponer las cabezas.
Este es el principio activo de los detergentes, como los jabones.
7
Q
En contacto con agua, ¿que estructura forman los fosfolípidos de una cola, y los fosfolípidos de dos colas, respectivamente?
A
De forma espontánea, cuando los fosfolípidos de una cola entran en contacto con agua, suelen formar micelas.
Por el otro lado, los fosfolípidos de dos colas forman bicapas, que pueden dar paso a una membrana o a un liposoma.
8
Q
¿En qué formas se pueden mover los fosfolípidos en una membrana?
A
Tipos de movimiento:
- Difusión lateral (se desplazan hacia los lados).
- Rotación (rotan en un mismo eje)
- Difusión transversal (flip-flop, se dan vuelta en 180º)
- Flexión (mueven sus colitas uwu)
9
Q
¿De qué depende la fluidez de una membrana lípidica?
A
Depende de varios factores, principalmente:
- Largo de cadenas: Mientras más largas las cadenas de fosfolípidos, mas rígidas (debido a que hay más superficie para fuerzas intermoleculares).
- Saturación: Mientras más saturados estén los fosfolípidos, más rígidas las membranas (porque se empacan más ordenadamente).
- Temperatura: A mayor temperatura, mayor fluidez de membrana.
- Esteroles (Colesterol): El colesterol regula la fluidez bidireccionalmente: a altas temperaturas, rigidiza la membrana, a bajas temperaturas, impide la gelificación (mantiene la fluidez). Es decir, estabiliza los extremos de Tº.
10
Q
¿Cuáles son las características de la secuencia de aminoácidos de un segmento transmembrana?
A
Principalmente:
- Al menos 20 aminoácidos de largo.
- Suficientes aminoácidos hidrofóbicos. (Afín a las colas)
11
Q
¿Qué son las porinas?
A
Son proteínas β-barriles que atraviesan una membrana celular y actúan como un poro donde pueden atravesar moléculas por difusión simple.
Estructuralmente, tienen residuos apolares mirando hacia afuera para interactuar con los lípidos en la membrana (hidrofóbico), y residuos polares hacia dentro para crear un canal acuoso (hidrofílico).
12
Q
¿Dónde se encuentran la mayoría de los carbohidratos de una membrana?
A
La mayoría de los carbohidratos se encuentran asociados covalentemente con proteínas en la membrana, es decir, las proteínas se encuentran glicosiladas.
En general estos carbohidratos terminan formando una capa adicional hacia afuera de la membrana.
13
Q
¿Qué son las balsas lipídicas?
A
Las balsas lipídicas son regiones de lípidos que contienen proteínas implicadas en la señalización celular.
Se caracterizan por tener altos niveles de colesterol y esfingolípidos (ácidos grasos con largas colas muy saturadas), lo que se traduce en que son más gruesas y menos fluidas que el resto de la membrana.
Su función es misteriosa, pero se cree que es principalmente señalización celular.
14
Q
En una célula mamífera normal. ¿dónde hay mas sodio? (intracelular o extracelular).
A
El sodio (Na+) suele estar en mayor concentración al exterior de la célula.
15
Q
En una célula mamífera normal. ¿dónde hay mas potasio? (intracelular o extracelular).
A
Suele haber mucho más potasio (K+) adentro de la célula.
16
Q
En una célula mamífera normal. ¿dónde hay mas calcio libre? (intracelular o extracelular).
A
Suele haber más Calcio (Ca2+) afuera de la célula. Sin embargo, esto solo considera el calcio libre en el citosol, y no el que se encuentra dentro de organelos u otros reservorios de calcio.
17
Q
Si una bicapa fosfolípidica planar (en forma de hoja) se suelta en un contenedor con agua, ¿qué debería ocurrir?
A
Debido a que exponer los bordes al agua es energéticamente poco favorable, la evolución lógica es que la estructura se cierre, formando una “bolita”.
18
Q
¿Qué permeabilidad tienen las moléculas hidrofóbicas a través de bicapas lipídicas? Dé ejemplos de moléculas hidrofóbicas
A
Tienen permeabilidad muy alta, ya que atravesian con facilidad a través de los lípidos de la bicapa.
Ejemplos incluyen el O2, CO2, N2, hormonas estereoideas al igual que lípidos y grasas en general.
19
Q
¿Qué permeabilidad tienen los iones a través de las bicapas lipídicas?
A
Casi nula permeabilidad. Iones como Na+, K+, Cl-, etc son conocidos por requerir otros medios de transporte a través de la membrana.
20
Q
¿Cuáles son las dos grandes categorías de proteínas de transporte?
A
En general se divide entre carriers (transportadores) y canales.
21
Q
¿Cuál es la diferencia fundamental entre transporte activo y pasivo?
A
La diferencia fundamental es que el transporte activo requiere energía y ocurre en contra de la gradiente electroquímica, mientras que el transporte pasivo no utiliza energía y siempre ocurre a favor de la gradiente.
22
Q
¿Qué tipo de transporte ocurre en contra de gradiente?
A
El transporte activo.
23
Q
El transporte por canales es siempre _______
A
El transporte por canales es siempre pasivo. (No requiere energía)
24
Q
En el siguiente gráfico se muestran las curvas de cinética de transporte de dos tipos distintos de transporte ¿Cuál es cuál?
A
La curva lineal es de difusión simple, ya que no se satura. Por el otro lado, la curva logarítmica es la de proteínas de transporte, ya que se puede ver saturación.
25
¿Qué energía(s) permite(n) el transporte pasivo?
El transporte pasivo funciona aprovechando tanto **gradientes electroquímicas** como fuerzas eléctricas que surgen de potenciales en partes de la membrana.
26
¿Qué causa un cambio conformacional en un transportador?
En su mayoría es un evento aleatorio, relacionado a cambios espontáneos en el entorno.
27
Las concentraciones citoplásmicas de Ca2+ se mantienen bajas por la acción de la ______ de \_\_.
Las concentraciones citoplásmicas de Ca2+ se mantienen bajas por la acción de la **bomba** de **Ca2+.**
28
¿Cuál es la diferencia entre un transportador y una bomba?
Un transportador o carrier utiliza movimientos conformacionales provocados por gradientes de concentración (sea a favor o en contra), mientras que una bomba usa una fuente de energía externa para ir en contra de gradiente.
29
¿Qué diferencian a un uniporte, un simporte y un antiporte?
Un uniporte usa la concentración de un determinado soluto para moverlo mediante cambios conformacionales.
Un simporte aprovecha la concentración de gradiente de otro soluto para impulsar el soluto en la misma dirección.
Un antiporte usa un soluto con una gradiente opuesta para impulsar el cambio conformacional.
30
¿Cómo pasa el agua hacia las células?
Puede pasar por osmosis (difusión simple) en menor grado, o por acuaporinas (en mayor grado).
31
¿Cómo se diferencian el manejo de osmolaridad entre las células animales, vegetales y protozoos?
Las células animales mantienen un balance mediante difusión y acuaporinas, pero son muy sensibles a cambios del entorno.
Las células vegetales tienen pared celular y vacuolas, así que tienen mas resistencia a cambios externos.
Los protozoos pueden eyectar agua periódicamente, incluso usándolo para moverse.
32
¿Qué rasgos distinguen a las moléculas que requieren canales para entrar a una célula?
Usualmente son moléculas grandes, moléculas polares y iones.
## Footnote
Cuando estas moléculas bajan a través de su gradiente de concentración, el proceso se conoce como **difusión facilitada**. Las moléculas pequeñas y no polares no requieren canales de membrana, y pueden moverse por **difusión simple.**
33
¿Qué es la difusión facilitada? ¿Es un proceso activo o pasivo?
La **difusión facilitada** es el movimiento de una sustancia hacia su gradiente de concentración, con ayuda de canales transmembrana.
## Footnote
Dado que la difusión facilitada no requiere energía, es una forma de **transporte pasivo.**
34
¿Qué significa el término *isotónico*?
Una solución isotónica es una con la misma concentración de solutos con respecto a otra solución.
## Footnote
Por ejemplo, los fluidos que se administran por vía intravenosa deben ser isotónicos con respecto a las células humanas(para evitar desbalancear solutos. En otras palabras, deben tener la misma osmolalidad, o concentración de soluto.
35
¿Cuál es la diferencia entre una solución hipertónica e hipotónica?
En comparación con una solución de referencia, una **solución** **hipertónica** tiene mayor concentración de solutos, mientras que una **solución hipotónica** tiene una concentración menor.
36
¿Qué termino describe el movimiento pasivo de agua u otro solvente según su gradiente de concentración?
Este proceso se llama **osmosis**. El agua siempre se va a mover de áreas con baja concentración de solutos hacia áreas con mayor concentración.
## Footnote
Esto usualmente se ve en casos donde dos compartimientos son separados por una membrana semipermeable. La membrana permite pasar agua, pero no solutos, por lo que la osmosis es necesario para igualar concentraciones.
37
Si una célula humana normal se pone en un contenedor con agua destilada, ¿Cuál es el resultado?
La célula va a **hincharse**, probablemente haciendo lisis (rompiéndose).
## Footnote
Dado que el agua destilada no contiene casi ningún soluto, es hipotónica en comparación con el interior de la célula. El agua va a viajar a favor de su gradiente, del exterior de la célula a su interior.
38
El tiburón cabeza de martillo vive en un entorno oceánico tropical. ¿Es mas probable que sus células sean hipertónicas o hipotónicas con respecto a células humanas?
Las células de tiburón son probablemente **hipertónicas** con respecto a células humanas.
## Footnote
Para evitar un desbalance hídrico, las células del tiburón se especializan para ser isotónicas, o por lo menos casi isotónicas, con respecto a su entorno. Dado que el agua del mar es muy salada, es muy posible que contengan más soluto que células de especies terrestres.
39
¿Qué pasa si se deposita una célula humana en una solución hipertónica?
El agua va a salir de la célula, haciendo que se arruge. Este proceso se llama **crenación**.
## Footnote
Una solución hipertónica tiene una concentración comparativamente alta de solutos. Debido a la osmosis, el agua va a moverse del entorno de baja concentración al de alta concentración, intentando igualar las concentraciones.
40
Casi todas las bombas reciben energía mediante la _______ de \_\_\_.
Casi todas las bombas reciben energía mediante la **hidrólisis** de **ATP**.
## Footnote
Algunas también pueden recibir energía de fotones.
41
¿Qué es un canal iónico?
Un canal iónico es un corredor o conducto proteico que permite que un ión cruce una membrana.
42
¿Cuáles son las 5 propiedades de los canales iónicos?
1. Forman **poros hidrofílicos transmembrana**. (No como los carriers).
2. Son angostos y **altamente selectivos** (para sodio, potasio, cloro, etc).
3. Pueden abrirse y cerrarse (son **regulados**).
4. Son **altamente eficientes,** con más de 100 millones de iones por segundo (105 veces más que un carrier).
5. Permiten movimiento **siempre a favor** de una gradiente electroquímica.
43
¿Cómo se asegura la selectividad de los canales iónicos?
1. **Cargas negativas o positivas en la entrada del canal,** con tal de repeler iones con distinta carga al objetivo.
2. **Diámetro** del poro, limita el tamaño de los potenciales iones.
3. **Filtro de selectividad**: son proteínas *ionóforas*, así que permiten que iones se unan de forma reversible y específica en un lugar del canal.
44
¿Cuáles son los distintos tipos de canales iónicos según su dependencia?
1. Dependientes de **voltaje**.
2. Dependientes de **ligando** (extra o intracelular)
3. Dependientes de **estrés mecánico**.
4. Dependientes de **luz**.
Entre otros.
45
¿Qué hacen las partículas de inactivación en los canales iónicos?
En los canales iónicos que la tienen, las partículas de inactivación bloquean (tapan) el flujo de iones por el canal (especialmente en canales de sodio).
Esta clase de inactivación recibe el nombre de inactivación de bola y cadena (*ball and chain inactivation*).
46
¿Qué estado adicional pueden tener los canales iónicos con una partícula de inactivación?
Todos los canales iónicos pueden estar abiertos o cerrados, pero si tienen una partícula de activación además pueden estar **inactivos**.
## Footnote
Esto es visto en la depolarización de neuronas, cuando la partícula de inactivación tapa el canal, los canales se inactivan y se pasa por el llamado periodo refractario, donde el canal no puede dejar pasar solutos, sin importar el voltaje.
47
En reposo, una neurona tiene un interior.... ¿negativo o positivo con respecto a su entorno?
**Negativo**, con un voltaje aproximado de -70mV (aunque varía).
48
¿En qué dirección opera la Na+/Ka+ ATPasa?
La bomba sodio/potasio **exporta** 3 iones de sodio e **importa** 2 iones de potasio en cada ciclo.
49
¿Qué factores afectan la velocidad de propagación de un potencial de acción?
50
Enumere los iones más importantes dentro y afuera de una neurona en reposo.
**Afuera**
Na+ → Sodio
Cl- → Cloro
Ca2+ → Calcio
**Dentro**
K+ → Potasio
A- → Otros aniones
51
¿Qué nombre reciben las dos posibles reacciones de una neurona frente a transmisores en una de sus sinapsis?
Si la neurona se hace más positiva: potencial excitatorio pos-sináptico (**EPSP**)
Si la neurona se hace más negativa: potencial inhibitorio pos-sinaṕtico. (**IPSP**)
El conjunto de estos potenciales en un rango de tiempo se integran, lo que puede llevar a gatillar un potencial de acción.
52
¿Cómo se llama la zona de la neurona que regula si gatillar o no el potencial de acción?
**Cono axónico.**
53
¿Cuál es el voltaje aproximado del umbral de una neurona?
Entre -50 y -55mV.
54
¿Cuál es la diferencia entre un canal inactivado y uno cerrado?
Un canal cerrado puede abrirse rápidamente en respuesta a su entorno, en cambio un canal inactivado se encuentra tapado por una particula de inactivación, y debe pasar un periodo de tiempo antes de poder volver a cerrarse y abrirse.
55
En un potencial de acción, ¿Quiénes se activan primero? ¿Los canales de K+ o los de Na+?
Los canales de sodio son los primeros en responder a el cambio de voltaje, así que tenemos un rápido aumento en el voltaje (despolarización).
Los **canales de potasio se demoran un rato**, y solo se activan una vez que los de sodio ya se encuentran inactivado, dejando salir potasio y provocando la repolarización.
56
¿Qué rol tienen las **vainas de mielina** en la propagación de potenciales de acciones?
Las vainas de mielina **aumentan la velocidad del potencial de acción** creando espacios donde los iones se propagan por empuje, entre secciones llamadas nodos de ranvier".
Este método de transmisión de potenciales de acción se llama **conducción saltatoria.**
57
¿Qué son las enzimas de restricción?
Son endonucleasas que cortan moléculas de DNA en sitios específicos, llamados sitios de restricción.
58
¿De dónde provienen las enzimas de restricción?
De bacterias y arqueas, donde forman parte del "Restriction-modification system" (RM system), un sistema de defensa frente DNA externo, como el proveniente de bacteriofagos, virus que afectan bacterias.
59
¿Qué es la electroforesis?
Una técnica de laboratorio utilizada para separar DNA, RNA o proteinas, basadas en su carga eléctrica y tamaño. Se pasa una corriente eléctrica para mover moléculas a través de un gel (matriz). Los poros en el gen actúan como un filtro, haciendo que las moléculas mas pequeñas se muevan mas rápido que las moléculas grandes, haciendo que aparezcan en "alturas" distintas de la matriz.
60
¿Cómo pueden quedar los extremos de DNA después de la acción de una enzima de restricción?
Pueden quedar con extremos romos, lisos a ambos lados, o bien cohesivos (sticky ends), con cadenas complementarias a ambos lados. Los extremos cohesivos solo pueden volver a pegarse con cadenas complementarias, mientras que los extremos romos pueden ligarse con cualquier otro fragmento con un extremo similar.
61
¿Cómo podemos separar los fragmentos formados por una enzima de restricción? ¿De qué son esos fragmentos?
Los fragmentos son de DNA, y pueden ser separados por electroforesis, en base a su largo.
62
¿Qué es una proteína quimérica o de fusión?
Es una proteína construida mediante la fusión de dos o mas genes distintos que originalmente codificaban proteínas separadas.
63
¿Qué dos enzimas serían necesarias para ligar un fragmento de DNA con extremo romo con uno con extremo cohesivo?
Sería necesario usar una DNA-polimerasa para "rellenar" el extremo cohesivo, y una ligada para unir ambos extremos.
64
¿Qué es un vector en el contexto de la biología molecular?
Es una molécula de DNA que se utiliza como vehículo para artificialmente acarrear material genético externo a una determinada célula, donde puede ser replicado o expresado. Esto se utiliza comúnmente en clonamiento molecular para generar numerosas copias del fragmento de interés. Los vectores pueden ser plásmidos, vectores virales, cósmidos (un plásmido híbrido) y cromosomas artificiales.
65
¿Qué nombre recibe la unión de fragmentos de DNA con distintos orígenes?
DNA recombinante (rDNA), o DNA quimérico.
66
¿Cómo se llama el proceso de introducción de un plasmidio a una bacteria?
Transformación. Cuando los plásmidos se mezclan con bacterias, algunas bacterias incorporan los plásmidos a su secuencia genética.
67
¿Cómo se debe modificar un gen eucarionte para que se exprese recombinado en una bacteria?
Se debe agregar un promotor procarionte y ligarlo con el gen objetivo antes de insertarlo a la bacteria, con tal de que el gen sea "detectado" durante la transcripción. Para remover los intrones (que no existen en bacterias), se puede tomar un mRNA libre de intrones, y usar una transcriptasa inversa (tomada de retrovirus) para generar el DNA complementario. Finalmente, es necesario agregar la secuencia de Shine-Dalgarno para que el ribosoma bacterial se pueda unir a la secuencia de mRNA.
68
¿Qué es una PCR?
Polymerase chain reaction, o reacción en cadena de la polimerasa, es un método ampliamente utilizado para crear millones o billones de copias de una muestra de DNA rápidamente, permitiendo tomar una pequeña muestra y amplificarla. Se utiliza en todo, desde ciencia forense para examinar DNA sospechoso hasta medicina, para diagnosticar COVID-19.
69
¿Cómo funciona una PCR?
Aunque hay distintos métodos, el mas común es mediante un termociclador, que expone a los reactantes a ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento con tal de promover distintas reacciones dependientes de temperatura, específicamente el derretimiento de DNA (DNA melting, desnaturalización), y las reacciones de replicación. Cada ciclo aproximadamente duplica el números de moléculas de DNA.
70
¿Qué fragmentos de DNA "favorece" la PCR?
Los fragmentos mas cortos probabilisticamente se replican de forma mas frecuente, lo que pasa a ser exponencial.
71
¿Qué etapas tiene una PCR convencional?
Desnaturación, anillado y extensión. La desnaturación o derretimiento usa calor (94-95ºC) para separar ambas cadenas de DNA, el anillado baja la Tº para que los primers se unan a las cadenas, y finalmente la extensión o elongación (72º) usan la polimerasa para producir las cadenas complementarias.
72
¿De dónde viene la polimerasa para PCR convencionales?
De termófilos, lo que evita que se desnature la enzima durante desnaturación de DNA a altas temperaturas.
73
¿Qué tipo de PCR se utiliza para diagnósticar COVID-19, y cómo funciona? (SARS-CoV-2 es un virus de ARN)
Es necesario usar RT-PCR, reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa inversa. Básicamente se agrega transcriptasa inversa primero para pasar de RNA a DNA complementario, y de ahí se pasa al proceso de PCR.
74
¿Cuál es una forma común de distinguir células vivas que expresan cierta proteina recombinante?
Una forma común es fusionar la proteína objetivo con una proteina fluorescente que se exprese simultáneamente.
75
¿Cuáles son las estructuras principales que se encuentran en la mitocondria?
Membrana externa, espacio intermembrana, membrana interna, matriz mitocondrial, crestas internas.
76
¿Qué rol tiene la cardiolipina en la membrana interna de la mitocondria?
Crea una impermeabilidad a protones, que permite sostener la gradiente electroquímica.
77
¿Qué ventaja provee los pliegues (crestas) al interior de la mitocondria?
Aumenta el área de la superficie, aumentando la superficie de membrana donde ocurren casi todas las reacciones importantes de respiración.
78
¿Qué significa que el retículo mitocondrial sea "dinámico"?
Las mitocondrias pueden cambiar de forma (plasticidad), pueden fusionarse (unirse) y fisionarse (partirse). Incluso pueden moverse a través de redes de microtúbulos.
79
¿Dónde se suelen encontrar mas mitocondrias? (A nivel de tejido)
En sitios de alto requerimiento de ATP, como tejido muscular, o el axonema de un espermatozoide.
80
¿Dónde se producen las proteínas mitocondriales?
Las proteínas mitocondriales pueden producirse desde el genoma mitocondrial, o bien el genoma nuclear. La gran mayoría se producen desde el núcleo, y deben ser importadas a la mitocondria.
81
¿Qué es el nucleoide de la mitocondria?
Es el pseudonucleo que contiene el DNA mitocondrial, recibiendo el mismo nombre que los pseudonúcleos en procariontes. Recuerda que la teoría endosimbiótica postula que las mitocondrias solían ser procariontes independientes (cercanas a las bacterias), que fueron en algun punto incorporadas simbióticamente a las células eucariontes.
82
¿Qué caracteriza a los genomas mitocondriales?
Los genomas mitocondriales, al igual que los genomas bacteriales, solo tienen un orígen de replicación y son circulares.
83
Una mujer es portadora de síndrome de Leigh, una enfermedad mitocondrial hereditaria que causa nerodegeneración severa, y quiere tener hijos sanos. ¿Qué procedimiento desarrollado recientemente le permitiría tener hijos biológicos sin heredar la enfermedad?
Transferencia mitocondrial. Logrado por primera vez en 2016, se transplantó el núcleo de la madre a un óvulo de una donante con mitocondrias sanas. Utilizando fertilización en vitro, el genoma materno nuclear se mantuvo intacto, mientras que el genoma mitocondrial provendría de la donante.
84
¿Qué es un péptido señal?
Es una secuencia peptídica que forma parte de una proteína cuyo patrón señaliza cierto mensaje. Por ejemplo, un significado podría ser que la proteina debe ser importada al retículo endoplasmático, la mitocondria o el núcleo.
85
¿Cómo se puede modificar una proteína citosólica para que sea importada al interior de mitocondrias?
Se puede recombinar la proteína con un péptido señal mitocondrial.
86
¿Cómo se importan proteínas a la matriz mitocondrial desde el citosol?
La proteína precursora con su péptido señal se une con los receptores en el complejo TOM (Translocase of the outer membrana), ubicado en la membrana externa de la mitocondria. La proteína con el péptido señal se inserta en TOM y empieza a interactuar con TIM (Translocase of the inner membrana). Después se transloca la proteína hacia la matriz, y finalmente una señal peptidasa corta el péptido señal, dejando la proteína funcional. Durante todo el proceso, la proteína Hsp70 en su versión citosólica y mitocondrial asiste a mantener la proteína desplegada y derecha durante su ingreso.
87
¿Cómo se integran porinas a la membrana externa mitocondrial?
La porinas son importadas por el complejo TOM, es envuelta por proteínas chaperonas, y el complejo SAM (Sorting and assembly machinery) inserta la porina en la membrana externa.
88
¿Cómo se integran proteínas a la membrana interna mitocondrial?
Lo mas común es que el complejo TOM haga una inserción "a medias" con TIM, donde otra secuencia señal evita que la proteína se importe completamente, y la proteína queda anclada a la membrana. Después TIM/TOM dejan la proteína. También es posible que la proteína entre a la matriz con TIM/TOM normalmente, pero después el complejo OXA (Oxidase assembly) reconozca un segundo péptido señal e inserte la proteína en la membrana interna desde dentro.
89
Creaste una proteína recombinante sin su respectiva señal de importación mitocondrial. ¿Dónde esperas encontrar esta proteína? ¿Cómo puedes comprobarlo?
La proteína debería encontrarse en el citosol, y una técnica que se puede utilizar es recombinar fluorescencia a la proteína para poder observarla en un microscopio de fluorescencia.
90
¿Qué es la respiración celular?
Es el conjunto de reacciones metábolicas que ocurren a nivel celular para convertir energía química (contenida en enlaces) proveniente de oxígeno o nutrientes, a ATP (adenosín trifosfato), y la posterior liberación de los productos desecho.
91
¿Cuáles son las tres etapas generales de la respiración celular?
Glicólisis, Ciclo de Krebs y la Cadena de Transporte de Electrones.
92
¿Dónde ocurre la glicólisis?
En el citosol.
93
¿Cuáles son los productos netos de la glicólisis a partir de una glucosa?
2 ATP (4 producidos, 2 gastados) + 2 NADH (reducido con electrones) + 2 Piruvatos
94
¿Dónde ocurre el ciclo de Krebs?
En la matriz mitocondrial.
95
¿Cuáles son los productos relevantes del ciclo de Krebs a partir de los 2 piruvatos de la glicólisis?
Toma los 2 piruvatos de la glucosa, y se produce 6 NADH + 2FADH (que se encuentran reducidos con electrones).
96
¿Alrededor de cuantos ATP adicionales produce la cadena de transporte de electrones?
Alrededor de 34.
97
¿Dónde ocurre la cadena transportadora de electrones?
En la membrana interna de la mitocondria, entre el espacio intermembrana y la matriz mitocondrial.
98
¿Dónde se concentra la carga de protones en la gradiente de la cadena transportadora de electrones?
En el espacio intermembrana, la ATP sintasa aprovecha esto.
99
¿Qué coenzima transporta electrones del complejo I al complejo III?
La ubiquinona (Q10), que puede donar 1 a 2 electrones.
100
¿Cómo interviene el complejo II en la cadena de transporte de electrones?
El complejo II recibe directamente FADH2 sin pasar por el complejo I, y entrega electrones adicionales a la ubiquinona (Q) que transfiere electrones desde el complejo I a III.
101
¿Cual es el nombre de enzima del complejo I?
Complejo NADH deshidrogenasa.
102
¿Cuál es el nombre de enzima del complejo III?
Complejo citocromo b-c1. (No confundir con citocromo c, que transporta de III a IV)
103
¿Qué proteína transporta electrones entre el complejo III y IV? ¿Cuántos electrones puede sostener?
Citocromo C, un electron a la vez. (4 viajes hasta que el complejo IV reduce el oxígeno)
104
¿Cuál es el nombre enzimático del complejo IV?
Citocromo C Oxidasa. Recibe un electron de cada una de las moléculas de citocromo c, convirtiendo un oxígeno molecular a 2 H2O.
105
¿Por qué el complejo IV espera cuatro electrones antes de reducir el oxígeno?
Si el complejo IV reduciera el oxígeno inmediatamente, temporalmente se tendría superoxido (O-), lo que aumentaría el estrés oxidativo de la matriz de forma peligrosa al producir peróxido.
106
¿Cómo cambia el potencial redox a medida que se sigue la cadena transportadora de electrones?
Aumenta hasta que el ATP sintasa aprovecha la gradiente. (REVISAR)
107
¿Qué pasa si se inhibe el citocromo c? (cianuro!)
Bueno, la persona se muere, pero lo interesante es que a nivel cadena, el complejo 4 deja de funcionar y no se produce ATP. Los electrones se "atascan" en la cadena, así que no hay gradiente.
108
¿Qué es la quimiosmosis?
Es la difusión de iones a través de una membrana. Específicamente, es el movimiento de protones de hidrógeno a través de la membrana interna mitocondrial (y la membrana de tilacoides en cloroplastos), que permite la generación de ATP por la ATP sintasa.
109
¿Un pH mas bajo significa?
Significa mayor acidez, por lo que implica mayor concentración de iones hidrógeno.
110
¿Cómo es la gradiente de pH a través de membrana interna de la mitocondria?
Por la cadena transportadora de electrones, hay siempre una gradiente con acidez en el espacio intermembrana (bajo pH, 7), y alcanilidad o basicidad en la matriz (alto pH, 7.5).
111
¿Al final de todo el proceso de respiración, qué se encarga de exportar ATP e importar ADP a la matriz mitocondrial?
El antiporte ATP-ADP (ANT, adenine nucleotide translocator) en la membrana interna de la mitocondria.
112
¿Qué pasa si se inhibe la ATP sintasa? (oligomicina)
El flujo de electrones a través de la cadena se reduce significativamente (en respuesta de la gradiente que no está siendo utilizada), y no se produce ATP.
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¿Qué pasa si se desacopla el transporte de electrones y la síntesis de ATP? (2,4 dinitrofenol) ¿Qué implica esto?
Implica romper la gradiente facilitando la entrada de iones hidrogeno a favor de su gradiente, lo que no permite que la ATP sintasa aproveche esta para generar ATP. 2,4 dinitrofenol es un un canal iónico. Nótese que el 2,4 dinitrofenol mata por la hipertermia producida de abrir el transporte de iones (lo que algunas especies utilizan para generar calor).
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¿Qué es un desacoplante natural?
Es un transportador de protones que desacopla ligeramente la cadena de transporte de electrones con la ATP sintasa, produciendo calor en el proceso. Es utilizado por especies animales (hibernantes en su mayoría), para producir calor.
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¿A nivel estructural, que características distinguen al cloroplasto de la mitocondria?
El cloroplasto es mas grande (doble de ancho), tiene tres membranas (tiene una membrana interna y una membrana tilacoidal).
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¿Cómo se llaman las pilas de tilacoides en cloroplastos?
Se llaman grana. (Singular grano)
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¿Qué es el estroma en los cloroplastos?
Es el fluido que rodea los tilacoides, entre la membrana interna y la grana.
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¿Donde ocurren las reacciones dependientes de la luz de la fotosíntesis?
Ocurre en las membranas tilacoides.
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¿Dónde ocurren las reacciones independientes de luz en el cloroplasto?
Ocurren en el estroma, y corresponden al ciclo de Calvin (Fijación de carbono, reacciones de reducción y regeneración de RuBP).
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¿Qué sistema comienza las reacciones fotosintéticas?
El fotosistema 2, ya que reciben el nombre por orden de descubrimiento.
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¿Cómo recupera el fotosistema 2 sus electrones?
Mediante hidrólisis continua, produciendo nuevos electrones y oxígeno.
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¿Qué fase de la fotosíntesis libera oxígeno?
La fase dependiente de la luz, al principio, durante la hidrólisis del agua para generar electrones.
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¿Qué fase de la fotosíntesis captura CO2?
La fase independiente de la luz, para unirse con la Ribulosa Bifosfato (RuBP).
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¿Qué une ribulosa bifosfato con CO2?
La enzima RUBISCO, la enzima mas abundante en la biosfera. (Se necesitan muchas ya que es muy ineficiente).
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¿Por qué la fase independiente de la luz o fase oscura ocurre mas eficientemente en oscuridad?
Porque varias enzimas en el ciclo de Calvin se inhiben en presencia de luz.
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¿Qué son los estomas (plantas)?
Son poros que se encuentran en la epidermis de hojas y tallos que controlan el intercambio de gases.
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¿Cómo cambian las estrategias de fijación de CO2 en plantas?
Cambian en el periodo del dia donde los estomas se mantienen abiertos (permitiendo el ciclo de Calvin, separación temporal), si o no se fija carbono en células distintas a la absorción de gases. (Separación espacial) y las enzimas fijadoras de carbono involucradas.
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¿Cómo se selecciona la secuencia a amplificar durante una PCR?
Se "flanquea" la secuencia utilizando dos primers seleccionados para "envolver" la secuencia, de forma que la polimerasa solo pueda replicar esa sección.
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¿Qué componentes y reactantes se necesitan para un PCR normal?
Se necesita el DNA plantilla, una DNApol termofílica (usualmente Taq) para sintetizar las cadenas, dos primers flanqueando la secuencia a amplificar, nucleótidos (dNTPs), una solución buffer y cationes bivalentes (usados por la DNApol).
Adicionalmente se necesita un termociclador.
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