Tutoría presencial del martes 4/3/2014

FOTOSÍNTESIS (parte 2)

Continuamos con el estudio de la fotosíntesis. En este caso de las reacciones que forman parte de la misma. 

La fotosíntesis es el proceso por el cual las células vegetales transforman la energía solar en energía química y se obtiene materia orgánica a partir de las sales minerales y del dióxido de carbono atmosférico. 

En la fotosíntesis ocurren dos procesos bien diferenciados:

· Fase lumínica: se produce en presencia de luz y tiene lugar en la membrana de los tilacoides. Presenta varias etapas: 

1. La captación de la luz por parte de los pigmentos presentes en los fotosistemas. Estas clorofilas se excitan y son capaces de transferir un electrón a la cadena de transporte. 
2. Cadena de transporte y síntesis de poder reductor: la transferencia de electrones a través de los distintos complejos enzimáticos que forman la cadena permite que se sintetice poder reductor.
3. Fotólisis de agua: Puesto que las clorofilas cuando se excitan por los fotones de la luz, ceden su electrón, ese "hueco" se ocupa con los electrones que proceden de la fotólisis del agua, es decir, de la rotura de los enlaces, liberación de protones y electrones, y obtención de oxígeno que se libera al exterior. 

Esquema de la fase luminosa de la fotosíntesis

4. Síntesis de ATP, fotofosforilación. El gradiente de protones que se genera en el espacio tilacoidal permite la síntesis de ATP a través de la ATP-sintasa. Hay que distinguir una fotofosforilación cíclica de otra no cíclica. 

Transporte no cíclico	Transporte cíclico
- Participan los dos fotosistemas - Se desprende O2 durante la fotólisis del agua. - Los electrones cedidos por el PS I sirve para reducir una molécula de NADP+. - Se produce ATP, gracias al gradiente generado por la acumulación de H+ en el lumen del tilacoides.	- Solo funciona el fotosistema I - No se desprende O2 ya que no hay fotólisis del agua. - No se produce NADPH - Se produce ATP gracias a la traslocación de protones por el complejo citocromo bf.

La ecuación global de la fase luminosa será: 

2 H₂O + 2 NADP⁺ + 3 ADP + 3 P_i -----------------> O₂ + 2 NADPH + 2 H⁺ + 3 ATP

    
· Fase oscura o de síntesis: tiene lugar en el estroma del cloroplasto y no depende directamente de la luz. 
Consiste en la reducción de moléculas de dióxido de carbono para obtener glucosa y otras moléculas orgánicas, utilizando la energía producida en la fase luminosa. 
Es una ruta de síntesis cíclica denominada Ciclo de Calvin. Este ciclo presenta tres etapas: 
1. Fijación del CO2 gracias a la enzima RUBISCO. Es la enzima más abundante del planeta, representa más del 15% de las proteínas del cloroplasto. La La ribulosa se transforma, se reduce a fosfoglicerato.
2. Reductiva donde se obtiene las triosas fosfato necesarias para la síntesis de glucosa y otros compuestos orgánicos. 
3. Regenerativa o sintética, son diferentes rutas para regenerar la ribulosa 1,5 bifosfato y comenzar nuevamente el ciclo. 

Ciclo de Calvin

El rendimiento energético de esta fase sería el siguiente: 

6 CO₂ + 12 NADPH + 12 H⁺ + 18 ATP ---> 1 hexosa C₆H₁₂O₆ + 12 NADP⁺ + 18 ADP + 18 Pi + 6 H₂O

El balance final de la fotosíntesis es: 
             6 CO₂ + 6 H₂O --------------> C₆H₁₂O₆ (hexosa) + 6 O₂

Por último, la eficacia y rendimiento de la fotosíntesis se ve afectados por diversos factores como pueden ser la concentración de oxígeno y dióxido de carbono, la humedad, la temperatura, la intensidad de luz y la longitud de onda de la luz que incida, etc. 

La fotosíntesis tiene una gran importancia biológica ya que es la responsable de la presencia de oxígeno en la atmósfera permitiendo una atmósfera oxidante, que favoreció la vida en la superficie terrestre. 


Para ampliar la información sobre la fotosíntesis: 

- Proyecto Biosfera. Las actividades que propone os pueden ayudar a fijar conceptos del proceso fotosintético. 

- Explicación de la fotosíntesis. Aquí.

Tutoría presencial del martes 25/2/2014

Muy buenas a todos, 
Con la tutoría de hoy se inicia la 3ª y última evaluación del curso. ¡¡Ánimo!! Os animo que continuéis, podéis llegar a la meta. 

La primera parte de la clase la hemos dedicado a corregir el examen de la evaluación. Tenéis el modelo aquí. 

La segunda parte de la clase, hemos empezado con el ANABOLISMO. 

Llamamos anabolismo al metabolismo de síntesis, al conjunto de reacciones metabólicas que permiten la síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras más sencillas y que requieren gasto de energía. Actividad 1.

Como los seres vivos son sistemas abiertos que intercambian materia y energía con el medio que les rodea, según sea la fuente de esa materia (carbono) o según sea la fuente de energía, o el origen o aceptor final de los electrones, tenemos los distintos tipos de seres vivos.

En una célula animal, la síntesis o biosíntesis de glúcidos y lípidos se realiza por rutas metabólicas inversas a las catabólicas; las proteínas se sintetizan por traducción del ADN y, los ácidos nucleicos, se obtienen polimerizando los compuestos sillares de los mismos.

Las células vegetales, además de los procesos indicados, tienen la posibilidad de sintetizar a partir de materia inorgánica, moléculas orgánicas sencillas como la glucosa, de las que extraen energía y con las que fabrican su propia materia orgánica. Son las células de las partes verdes de una planta las encargadas de realizar la fotosíntesis y nutrir de esta manera a las células del resto de la planta.

La FOTOSÍNTESIS es un proceso anabólico autótrofo que consiste en una serie de reacciones impulsadas por la luz mediante las cuales se producen biomoléculas orgánicas a partir de dióxido de carbono (CO₂) y agua.

Se realiza en los cloroplastos de las células vegetales. 

Durante la fotosíntesis, se capta la luz del sol y se transforma en Energía química, útil para la célula, es decir, en ATP. Son los pigmentos las sustancias encargadas de captar la luz. 
Podemos encontrar varios tipos que difieren en la longitud de onda a la que son sensibles:
- Clorofila a y b, verde, capta la luz violeta, azul, naranja y roja.
- Carotenoides, naranjas, captan la luz violeta, azul y verde. 
- Xantofilas, rojizo-pardo

Los pigmentos no se encuentran solos, aislados en los cloroplastos, si no que actúan juntas formando la unidad fotosintética o fotosistema. Hay dos tipos: 

1. Fotosistema I, PS I, localizado en la membrana del tilacoides. También se denomina P700.
2. fotosistema II, PS II, localizado en los grana del cloroplasto. También se denomina P680. 

Simplemente introducimos los conceptos de fotosíntesis, pigmentos fotosintéticos y los fotosistemas. La próxima semana continuaremos con la fotosíntesis, detallando cada una de sus etapas.

Más información sobre la fotosíntesis. Aquí. 

Tutoría del martes 4/2/2014

EL CATABOLISMO CELULAR

Es importante, en primer lugar, tener claro el concepto de catabolismo: es el metabolismo de degradación oxidativa de moléculas orgánicas, cuya finalidad es la obtención de la energía necesaria para que la célula realice sus funciones vitales. Actividad 1. 

El catabolismo son un conjunto de reacciones de oxidación y reducción. En este tipo de reacciones, se transfieren electrones de unos compuesto a otros hasta un aceptor último, que según cuál sea podemos clasificar los organismos como:
- Aerobios: el aceptor último es el oxígeno
- Anaerobios: es otra molécula diferente. 

En el catabolismo podemos diferenciar dos tipos de rutas: el catabolismo aerobio y el catabolismo anaerobio. 

Esquema de todas las rutas implicadas en el catabolismo aerobio

1. El catabolismo en condiciones aerobias: son el conjunto de reacciones químicas que permiten degradar por completo una molécula orgánica hasta dióxido de carbono (CO2) y agua obteniendo energía en forma de ATP. 
La glucosa que entra en la célula, es degradada mediante la glucolisis, y los ácidos grasos mediante la beta-oxidación. Las proteínas se descomponen en su aminoácidos constituyentes, formando diferentes intermediarios. Al final, todos ellos entran e el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria, produciendo CO2, agua y ATP.

Empezaremos por la GLUCOLISIS. Es la ruta de degradación de la glucosa. Es una ruta anaerobia, no necesita oxígeno para llevarse a cabo. Sucede en el citosol de la célula. Y lo realizan todas las células. Animación.

El balance global es: 
1 glucosa + 2 ADP + 2 Pi + NAD -----------> 2 ácido pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2 H + 2 H2O

Actividad 2.

Mediante la respiración celular, el ácido pirúvico formado en la glucolisis se oxida completamente a dióxido de carbono y agua. Esta respiración se hace en dos etapas sucesivas: el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria, a la cual está asociada la fosforilación oxidativa.

El CICLO DE KREBS, también denominado la ruta de los ácidos tricarboxilicos, es una ruta que tiene lugar en la matriz mitocondrial. Animación. 

El ciclo de Krebs tiene que dar 2 vueltas para degradar una molécula de glucosa. Una vuelta por cada molécula de ácido pirúvico obtenida en la glucolisis.

El poder reductor (NADH y FADH2) que se obtiene tanto en la glucolisis como en el ciclo de Krebs, se introducen en la CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES o CADENA RESPIRATORIA. 
La cadena respiratoria tiene lugar en las crestas mitocondriales. 

En esta cadena, los electrones van pasando de moléculas con un elevado potencial eléctrico, hacia otras moléculas de más bajo potencial, mediante reacciones redox, hasta llegar al oxígeno como último aceptor de electrones, que se reduce y forma agua. Paralelamente a estos saltos de electrones hacia niveles energéticos inferiores, se va liberando energía que se emplea para fabricar ATP: fosforilación oxidativa. 

Actividad 3.  Actividad 4. Actividad 5.

Por cada NADH que se se introduce en la cadena respiratoria se sintetizan 3 ATP; y por cada FADH2, se obtienen 2 ATP. Actividad 6. 

Es importante que tengáis en cuenta el balance total de la degradación completa de una molécula de glucosa en presencia de oxígeno.

          C₆H₁₂O₆ (glucosa) + 6 O₂ ------------> 6 CO₂ + 6 H₂O + 36 ATP (energía)

2. El catabolismo en condiciones anaerobias: son las FERMENTACIONES. 
La fermentación es el proceso catabólico que tiene lugar en el citoplasma celular, que consiste en la oxidación parcial una molécula de glucosa, ya que no hay oxígeno. Son muy comunes entre los microorganismos como las bacterias y levaduras. 

El rendimiento energético es de 2 ATP, y es la forma de obtener energía cuando no hay oxígeno o este es insuficiente. 

Las fermentaciones más conocidas, por su aprovechamiento industrial y por su incidencia en las actividades físicas,son: 

• Fermentación alcohólica. El ácido pirúvico se transforma en etanol, en el citoplasma. Es como se obtienen bebidas tan comunes como la cerveza, el vino, o se fabrica el pan.

• Fermentación láctica: se origina ácido láctico a partir del pirúvico. Las células del músculo esquelético realizan esta ruta cuando el aporte de oxígeno es insuficiente; su acumulación es lo que provoca las agujetas. 

Repaso de los conceptos, en las siguientes actividades: actividad 7 y 8 y 9. 

No tenéis que aprenderos todas las moléculas que intervienen en el catabolismo, lo importante es que sepáis dónde ocurre cada ruta indicada, el balance energético de cada ruta y sepáis distinguir conceptos como fosforilación a nivel de sustrato y fosforilación oxidativa, y tener claro las diferencias entre respiración celular y fermentaciones. 

Aquí tenéis ejercicios sobre el metabolismo que os pueden venir bien para el examen. 

Tutoría del martes 11/2/2014

La tutoría presencial de hoy la hemos dedicado a hacer un repaso de todo lo visto en la evaluación. 
Y, ¿qué es lo que entra en la 2ª evaluación? Empezando por orden, es lo siguiente:

· Sobre la célula:
- Diferenciar la organización procarionte de la eucarionte.
- Conocer qué es la cromatina y los cromosomas, tipos y partes de los mismos
- El ciclo celular, sus fases y lo que ocurre en cada una de ellas.
- La mitosis 
- La meiosis
- La replicación del ADN, los pasos que hay y la diferencia entre procariotas y eucariotas. 
- Los orgánulos celulares: función y estructura de cada uno de ellos, sobre todos de la membrana plasmática, mitocondrias, cloroplastos, ribosomas, citoesqueleto y centrosoma.

· Sobre el metabolismo:
- Definiciones, qué es el metabolismo, catabolismo, anabolismo, anfibolismo. Teneis que saber distinguirlos.
- Las enzimas: qué son, características de su actividad y la reacción enzimática--> por qué es importante, factores que influyen, inhibidores, etc.
- Catabolismo: tenéis que saber las rutas principales del catabolismo, en qué parte de la célula se realizan y cómo es su balance energético, es decir, qué moléculas son los sustratos iniciales y qué se obtiene al final de la ruta metabólica en cuestión. También la finalidad de cada ruta. Entrarían la glucolisis, el ciclo de Krebs, la cadena respiratoria y las fermentaciones. Distinguir entre catabolismo aerobio (con oxígeno) y anaerobio (sin oxígeno). 

Os recuerdo que el examen de la 2ª evaluación es el viernes 21 de febrero a las 18:40, en el Salón de Actos. 

Tutoría presencial del martes 28/1/2014

INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO

Antes de empezar a estudiar todas las rutas metabólicas típicas del metabolismo celular, es importante que se repasen y se tengan en cuenta una serie de consideraciones. 

Los seres vivos son sistemas abiertos desde el punto de vista energético porque capta materia y energía del medio, las transforma y, almacenando energía, realiza actividades biológicas. 
Esa energía que utilizan los seres vivos para poder realizar las actividades biológicas es la energía libre (G). Si ésta es negativa, el sistema libera energía, es una reacción exergónica; y si es positiva, el sistema necesita energía para poder realizar la reacción, es endergónica. En los organismos observamos que hay un acoplamiento energético de ambos tipos de reacciones. 

Igualmente, para llevar a cabo todas las reacciones metabólicas, es necesario la existencia de catalizadores de dichas reacciones. Las moléculas encargadas de dicha función son las ENZIMAS. 
Las enzimas son proteínas que catalizan de manera específica determinadas reacciones bioquímicas:

1. Disminuyen la energía de activación
2. No cambian el signo ni la cuantía de la variación de la energía libre
3. No modifican el equilibrio
4. Al finalizar la reacción quedan libres y sin alterarse.
5. Se necesitan en pequeña cantidad

Las enzimas se clasifican atendiendo a la reacción que catalizan. Actividad 1 y actividad 2

Es importante que comprendáis la reacción enzimática y la gran especificidad que presenta. 

Igualmente de los factores que pueden afectar a dichas reacciones enzimáticas y la posible inhibición que se lleva a cabo con la acción de los inhibidores. Actividad 3. 

Las VITAMINAS, biomoléculas de muy variada complejidad que pertenecen a varias clases de principios inmediatos, son indispensables en la dieta ya que muchas de ellas son precursoras de coenzimas y de moléculas activas en el metabolismo. Actividad 4. 

Se pueden clasificar en:

• Hidrosolubles: son solubles en agua y generalmente actúan como coenzimas o precursores de coenzimas. Son el complejo B y la vitamina C.
• Liposolubles: son insolubles en agua; son lípidos insaponificables. Son la vitamina A, D, E y K. 

Y por último, un repaso a los conceptos del metabolismo. ¿Qué es el metabolismo? ¿Qué moléculas intervienen?

El metabolismo comprende el conjunto de transformaciones químicas y procesos energéticos que ocurren en el ser vivo. Se distingue el CATABOLISMO y el ANABOLISMO. Actividad 5 y actividad 6.

Ya estáis preparados para iniciar la andadura por las interesantes RUTAS METABÓLICAS de los próximos temas...