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Expresión Genética y Control: Tema 1.1 - Elementos Efectores del Control Metabólico - Prof, Apuntes de Biología Molecular

Una visión general del control metabólico a nivel molecular y celular, enfatizando en los elementos efectores de este proceso. Se abordan temas como la regulación enzimática, la compartimentación de enzimas y sustratos, y la importancia de la regulación enzimática a través de la modificación covalente reversible y la regulación alostérica. Además, se discuten los conceptos básicos del metabolismo, incluyendo las rutas metabólicas, la necesidad de su regulación y la separación de las rutas metabólicas en diferentes compartimentos celulares.

Tipo: Apuntes

2016/2017

Subido el 16/10/2017

maribelsandra
maribelsandra 🇪🇸

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¡Descarga Expresión Genética y Control: Tema 1.1 - Elementos Efectores del Control Metabólico - Prof y más Apuntes en PDF de Biología Molecular solo en Docsity! BIOLOGÍA MOLECULAR Y CONTROL METABÓLICO Bloques temáticos I. Comunicación intercelular II. Expresión génica y su control III. Control del metabolismo 1 Biología Molecular: disciplina científica que estudia los procesos que se desarrollan en los seres vivos desde el punto de vista molecular Está relacionada con la Biología, Química, Genética y Bioquímica Estudia: - las interacciones y funcionamiento de los diferentes sistemas de la célula relaciones del ADN con el ARN (expresión génica), síntesis de proteínas, metabolismo - regulación de todas estas interacciones para conseguir un correcto funcionamiento de la célula 2 1. Visión general del metabolismo 2. Las rutas metabólicas y la necesidad de su regulación - Control enzimático: regulación alostérica y modificación covalente reversible - Compartimentación de enzimas y sustratos Tema 1. Introducción. Elementos efectores del control metabólico a nivel molecular y celular 5 1. Visión general del metabolismo 2. Las rutas metabólicas y la necesidad de su regulación - Control enzimático: regulación alostérica y modificación covalente reversible - Compartimentación de enzimas y sustratos Tema 1. Introducción. Elementos efectores del control metabólico a nivel molecular y celular 6 E1 E2 E3 E4 E5 E6 Metabolismo: conjunto de todas las transformaciones químicas que se producen en una célula u organismo Ruta metabólica: serie de reacciones catalizadas enzimáticamente a través de las cuales un precursor se convierte en producto a través de una serie de intermediarios metabólicos denominados metabolitos 7 1. Visión general del metabolismo 2. Las rutas metabólicas y la necesidad de su regulación - Control enzimático: regulación alostérica y modificación covalente reversible - Compartimentación de enzimas y sustratos Tema 1. Introducción. Elementos efectores del control metabólico a nivel molecular y celular 10 El metabolismo es extraordinariamente complejo por lo que hay necesidad de regulación y esta debe ser flexible 11 1. Visión general del metabolismo 2. Las rutas metabólicas y la necesidad de su regulación - Control enzimático: regulación alostérica y modificación covalente reversible - Compartimentación de enzimas y sustratos Tema 1. Introducción. Elementos efectores del control metabólico a nivel molecular y celular 12 Regulación enzimática a) Actividad enzimática - Regulación alostérica control a nivel de sustrato control por retroalimentación - Modificación covalente reversible - Isoenzimas - Activación proteolítica b) Cantidad de enzima - regulación de la síntesis y degradación del enzima c) Cantidad de sustrato - limitación del transporte a la célula - compartimentación 15 Regulación alostérica: regulación directa de la actividad catalítica por alteración de la afinidad de unión al sustrato como consecuencia de la unión reversible de ligandos. Ligandos: se unen a lugares de regulación del enzima  afecta a las interacciones de las subunidades  facilita o dificulta la unión de sustratos. Pueden ser: - Polímeros. Ej. uniones enzima-proteína, enzima-ADN - Ligandos de bajo peso molecular = efectores alostéricos:  sustratos, productos, coenzimas  indicadores de carga energética: ATP, ADP y AMP Enzimas reguladores o alostéricos: - múltiples subunidades: centros activos y reguladores - la unión de efectores afecta a las interacciones entre las subunidades - presentan cooperatividad 16 Cooperatividad: la unión de un sustrato a un centro activo produce cambios conformacionales que favorecen la unión del resto - Curva no cooperativa: hiperbólica - Curva cooperativa: sigmoidea T  R Estado de unión débil (estado T) Estado de unión fuerte (estado R) 17 Regulación enzimática a) Actividad enzimática - Regulación alostérica control a nivel de sustrato control por retroalimentación - Modificación covalente reversible - Isoenzimas - Activación proteolítica b) Cantidad de enzima - regulación de la síntesis y degradación del enzima c) Cantidad de sustrato - limitación del transporte a la célula - compartimentación LARGO PLAZO 20 Grupo fosfato: FOSFORILACIÓN (Ser, Thr, Tyr) Grupos adenilato: ADENILILACIÓN (Ser, Thr, Tyr) Grupos ADP-ribosil: ADP-RIBOSILACIÓN (Arg, Hys modificada) Modificación covalente reversible: control por adición/eliminación de grupos químicos gracias a enzimas específicos. ATP ADP P (inactivo) (activo) Enzima Enzima Quinasa Fosfatasa Pi H2O Ej. glucógeno fosforilasa / glucógeno sintasa 21 Regulación enzimática a) Actividad enzimática - Regulación alostérica control a nivel de sustrato control por retroalimentación - Modificación covalente reversible - Isoenzimas - Activación proteolítica b) Cantidad de enzima - regulación de la síntesis y degradación del enzima c) Cantidad de sustrato - limitación del transporte a la célula - compartimentación 22 Activación proteolítica: control por conversión irreversible de un enzima inactivo en activo mediante la hidrólisis de uno o varios enlaces peptídicos de los precursores inactivos (zimógenos o proenzimas). Ej. enzimas digestivos quimotripsinógeno  quimotripsina tripsinógeno  tripsina pancreática pepsinógeno  pepsina 25 Regulación enzimática a) Actividad enzimática - Regulación alostérica control a nivel de sustrato control por retroalimentación - Modificación covalente reversible - Isoenzimas - Activación proteolítica b) Cantidad de enzima - regulación de la síntesis y degradación del enzima c) Cantidad de sustrato - limitación del transporte a la célula - compartimentación 26 Regulación enzimática a) Actividad enzimática - Regulación alostérica control a nivel de sustrato control por retroalimentación - Modificación covalente reversible - Isoenzimas - Activación proteolítica b) Cantidad de enzima - regulación de la síntesis y degradación del enzima c) Cantidad de sustrato - limitación del transporte a la célula - compartimentación 27 La compartimentación de enzimas y sustratos no solo se produce por la separación en orgánulos. Los enzimas que catalizan reacciones secuenciales están asociados entre sí formando complejos multienzimáticos: - los enzimas pueden estar asociados a membrana ej. transporte electrónico mitocondrial - los enzimas pueden formar parte de un complejo multiproteico ej. complejo piruvato deshidrogenasa - los enzimas pueden formar parte de un complejo formado por interacciones débiles ej. enzimas de las glucólisis Espacio intermembrana succinato FADH2 fumarato Matriz I II III IVUQ 4 H+ 2 H+ NADH + H+ NAD+ ½ O2 + 2H+ H2O 4 H+ Cit C 30 Gracias a estos complejos multienzimáticos: - se reduce la probabilidad de difusión de intermediarios - se reduce el tiempo de tránsito - se produce así un control eficiente de la ruta metabólica A A A AA A A B B B B B B B C C C A A A AA A A C C C C C C C 31
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