taller -cuestionario sobre cadena respiratoria y fosforilación oxidativa

TALLER -CUESTIONARIO SOBRE CADENA RESPIRATORIA Y
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
1. ¿Qué condiciones se necesitan para la síntesis de ATP en la célula?
2. ¿En qué se diferencia la síntesis de ATP en la fosforilación oxidativa de la
síntesis de ATP en la glucólisis?
3. ¿Cuál es la fuente de energía que utiliza la ATPasa mitocondrial para sintetizar
ATP?
4. ¿Qué se entiende por un "gradiente de protones"?
5. Describa el funcionamiento de la "bomba de protones" en la membrana interna
de la mitocondria
6. ¿Qué relación existe entre los demás procesos de la respiración celular y la
fosforilación oxidativa?
7. Las células eucarioticas animales obtienen energía mediante la oxidación de
moléculas biológicas. Explique en detalle este concepto y presente
esquemáticamente el ciclo del carbono.
8. Que se entiende por reacción acoplada y que tipo de macromoléculas cumplen
el rol de acopladores en las reacciones bioenergeticas intracelulares?.
9. Discuta detalladamente la función del ATP como transportador de energía
química intracelular y presente las ventajas del mismo sobre otros compuestos
intermediarios ricos en energía.
10. Presente las reacciones de oxidación del carbono desde metano a dióxido de
carbono. Discuta los conceptos de oxidación/reducción, energía de activación,
equilibrios meta-estables y estabilidad molecular.
11. Realice un esquema simplificado de los tres grandes estadios catabolicos
intervinientes en la transformación de alimentos en ATP, CO2 y H2O. Destaque
la compartimentalización y características fundamentales de los mismos.
12. Que se entiende por fosforilación a nivel de sustrato?. Explique este
concepto utilizando como ejemplo la reacción catalizada por la enzima
gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa interviniente en la glucólisis celular.
13. Cual es la función primaria del ciclo de los ácidos tricarboxílicos o ciclo del
ácido cítrico en el metabolismo energético celular?. Presente cual es el sustrato
primario del ciclo y cual es el balance químico por cada vuelta del mismo.
14. Que función cumplen la moléculas NAD+ (nicotinamida adenin
dinucleotido) y FAD (flavin adenin dinucleotido) en el metabolismo energético
celular?. Presente un esquema detallado de la reacción de reducción del NAD+
a NADH + H+ incluyendo las estructura completas de los mismos.
15. Discuta el concepto de fosforilación oxidativa incluyendo los conceptos de
separación de cargas y cadena de transporte electrónico.
16. Los organelos convertidores de energía de células eucarioticas (mitocondrias
y cloroplastos) poseen una característica morfológica común asociada a su
función. Explique la misma y presente sus dos principales roles en la función
de estos organelos.
17. Es factible la supervivencia de una célula eucariotica animal sin
mitocondrias, porque?
18. Discuta en detalle el principio de acoplamiento quimioosmotico. Presente un
esquema general del mismo y resalte su generalidad en el mundo biológico.
19. Presente las características morfológicas más importantes de las
mitocondrias y los cloroplastos y relacione las mismas con las reacciones
bioenergeticas principales.
20. Diseñe una metodología experimental que le permita aislar los diversos
componentes de una mitocondria típica. Explique cada paso empleado y el
principio fisicoquímico de los mismos.
21. Explique la composición química de la membrana externa y el espacio
intermembrana mitocondrial. Relacione dicha composición con las funciones
biológicas de estas estructuras.
22. Explique detalladamente la composición química de la membrana interna
mitocondrial. Que característica fundamental para la funcionalidad
mitocondrial presenta esta membrana biológica y como se mantiene la misma.
23. Como comienzan los procesos de oxidación mitocondrial, cual es su
principal sustrato, y en que compartimiento de este organelo se realizan?
24. Discuta los mecanismos por los cuales las células animales aseguran una
reserva y un flujo continuo de sustratos para el metabolismo oxidativo
mitocondrial.
25. Presente en forma simplificada el acoplamiento entre piruvato y acetilCoA.
Explique los grupos enzimáticos intervinientes, reacciones químicas
involucradas y localización intracelular del mismo.
26. Por que las grasas son energéticamente mas importantes que el glicógeno?.
Presente esquemáticamente la obtención de acetilCoA a partir de ácidos
grasos.
27. Discuta el balance neto del ciclo del ácido cítrico a partir de un grupo
acetilo proveniente de acetilCoA. En donde se encuentra almacenada la energía
liberada por la oxidación de esta molécula?.
28. Explique las generalidades del proceso de transferencia electrónica desde el
compuesto transportador NADH al aceptor final O2 en la mitocondria.
Destaque los complejos macromoleculares intervinientes y su localización
intraorganelar.
29. Como se almacena parte de la energía liberada por el pasaje de electrones a
través de la cadena respiratoria, y que sucede con el resto?.
30. Como se utiliza la energía almacenada en la mitocondria y para que
propósitos?
31. Explique detalladamente porque es vital para la célula el mantenimiento de
un cociente ATP/ADP citoplasmático elevado. Destaque el concepto de G de
hidrólisis y su necesaria negatividad en la reacción ATP--ADP + Pi.
32. Presente un esquema experimental para la obtención de partículas
submitocondriales funcionales a partir de fracciones mitocondriales
purificadas. Que características particulares presentan dichas partículas?.
33. Discuta el experimento seminal realizado por Efrain Racker et al en 1974 y
su aporte a la comprensión del fenómeno del acoplamiento flujo
protónico/síntesis de ATP.
34. Presente los principales constituyentes de la cadena respiratoria
mitocondrial, sus características principales y metodologías experimentales
utilizadas para su estudio.
35. Que observación fundamental apoya el concepto de que la transferencia
electrónica entre proteínas transportadores de electrones de la membrana
interna mitocondrial es mediada por colisiones aleatorias y no por una
superestructura fija de membrana?. Explique el principio fisicoquímico que
avala su conclusión.
36. De donde proviene la energía necesaria para el transporte protónico activo a
través de los tres complejos enzimáticos de la cadena respiratoria. Realice un
esquema detallado relacionando potencial redox en mV, deltaG en kCal y
dirección del flujo electrónico a través de la cadena respiratoria.
37. Los ionoforos de H+ como el dinitrofenol son conocidos como
desacopladores . Explique este concepto y su aporte al descubrimiento de la
existencia del control respiratorio. Existen desacopladores naturales, cual es
su función?.
38. Describa en detalle la estructura y función de la enzima ATP sintetasa.
39. Discuta extensivamente la importancia fundamental de la reversibilidad del
complejo ATP sintetasa para el mantenimiento de un balance energético a
través de la membrana interna mitocondrial.