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Bioenergética y Metabolismo !
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5 CATEGORÍAS GENERALES DE REACCIONES EN LA CÉLULA
1. Reacciones que crean o rompen un enlace C–C 2. Re-arreglos internos, isomerización y eliminaciones 3. Reacciones con radicales libres 4. Transferencia de Grupos 5. Reacciones de Oxidación–Reducción
*Tipos de reacciones no son mutuamente exclusivos. Ejemplo: Isomerización que envuelve a un radical libre como intermediario
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MECANISMOS GENERALES DE LA RUPTURA DE UN ENLACE
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LOS NUCLEÓFILOS LE DAN ELECTRONES A LOS ELECTRÓFILOS
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1. REACCIONES QUE CREAN O ROMPEN UN ENLACE C–C ESTABILIZACIÓN DE CARBANIONES Y CARBOCATIONES POR GRUPOS CARBONILOS, IMINOS, METALES IÓNICOS Y ÁCIDOS
Nucleófilo Electrófilo
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REACCIONES QUE CREAN O ROMPEN UN ENLACE C–C ESTABILIZACIÓN DE CARBANIONES Y CARBOCATIONES POR GRUPO CARBONILO
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REACCIONES QUE CREAN O ROMPEN UN ENLACE C–C CARBOCATIONES (ELECTRÓFILOS) EN LA FORMACIÓN DE ENLACES EN LA BIOSÍNTESIS DE COLESTEROL
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2. RE-ARREGLOS INTERNOS, ISOMERIZACIÓN Y ELIMINACIONES REDISTRIBUCIÓN DE ELECTRONES SIN CAMBIOS AL ESTADO DE OXIDACIÓN DE LA MOLÉCULA
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RE-ARREGLOS INTERNOS, ISOMERIZACIÓN Y ELIMINACIONES REACCIÓN DE ELIMINACIÓN SIN CAMBIO AL ESTADO DE OXIDACIÓN
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3. REACCIONES CON RADICALES LIBRES BIOSÍNTESIS DEL GRUPO HEMO: DECARBOXILACIÓN INICIADA POR UN RADICAL LIBRE
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4. TRANSFERENCIA DE GRUPOS TRANSFERENCIA DE GRUPO ACÍLO (ACILACIÓN) , CARBOHIDRATO (GLICOSILACIÓN) Y FOSFATO (FOSFORILACIÓN)
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TRANSFERENCIA DE GRUPO FOSFATO Y ATP
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BASE QUÍMICA DEL CAMBIO EN ENERGÍA LIBRE ASOCIADO CON LA HIDRÓLISIS DE ATP ① ALIVIO DE REPULSIÓN DE CARGAS
② ESTABILIZACIÓN DE PRODUCTO POR RESONANCIA
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HIDRÓLISIS DE FOSFOENOLPIRUVATO (PEP) PRODUCTOS DE HIDRÓLISIS ESTABILIZADOS RELATIVO A LOS REACTANTES
2 POSIBLES PRODUCTOS PRODUCTOS ESTABILIZADOS POR ISOMERIZACIÓN
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HIDRÓLISIS DE 1,3-BIFOSFOGLICERATO FORMACIÓN DE ION ESTABILIZADO POR RESONANCIA FAVORECE LA FORMACIÓN DE PRODUCTOS
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HIDRÓLISIS DE FOSFOCREATINA FORMACIÓN DE ION ESTABILIZADO POR RESONANCIA FAVORECE LA FORMACIÓN DE PRODUCTOS
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HIDRÓLISIS DE ACETIL-COA TIOÉSTER: S REMPLAZA A O EN EL ENLACE ÉSTER
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MENOR ESTABILIZACIÓN POR RESONANCIA EN LOS TIOÉSTER
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ATP PROVEE ENERGÍA POR TRANSFERENCIA DE GRUPOS NO SIMPLEMENTE POR HIDRÓLISIS ① ENLACE DE GRUPO FOSFATO A ENZIMA O SUSTRATO AUMENTA CONTENIDO DE ENERGÍA LIBRE
② DESPLAZAMIENTO DE Pi, PPi O AMP
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ALGUNOS PROCESOS SI REQUIEREN LA HIDRÓLISIS DIRECTA DE ATP HELICASA/NUCLEASA RECBCD: PROCESAMIENTO DE TERMINALES DE ADN EN E. coli
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ENERGÍA LIBRE GENERADA POR HIDRÓLISIS PRODUCTOS DE REACCIÓN TIENEN MAYOR ENERGÍA LIBRE QUE REACTANTES
(NO ENERGÍA LIBERADA POR RUPTURA DE ENLACE)
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ACOPLAMIENTO DE LA SÍNTESIS DE UN COMPUESTO FOSFORILADO CON LA HIDRÓLISIS DE OTRO COMPUESTO FOSFORILADO
TRANSFERENCIA DIRECTA DE DEL GRUPO FOSFATO
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LOS 3 FOSFATOS DE ATP SON SUSCEPTIBLES A UN DESPLAZAMIENTO NUCLEOFÍLICO PRODUCTOS DIFERENTES
![Page 26: Bioenergética y Metabolismobiochemistryuprrp.weebly.com/uploads/2/2/6/1/22612976/18-bioenergetica... · 5 CATEGORÍAS GENERALES DE REACCIONES EN LA CÉLULA 1. Reacciones que crean](https://reader030.vdocuments.co/reader030/viewer/2022040507/5e43a1bf8b10f0675933ce99/html5/thumbnails/26.jpg)
http://www.frfly.com/birds/images/firefly_4_jpg.jpg Photinus pyralis
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ADENILILACIÓN DE LUCIFERINA NECESARIA PARA LA EMISIÓN DE LUZ EN PRESENCIA DE LUCIFERASA
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ATP ES ENERGÉTICAMENTE EQUIVALENTE A GTP,UTP Y CTP (NTP) Y TODOS LOS dNTPS
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REGULACIÓN DE NIVELES DE ATP EN LA CÉLULA SEGÚN LA DEMANDA
Nucleoside diphosphate kinase
Adenylate Kinase
Creatine Kinase
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POLIFOSFATO INORGÁNICO COMO POTENCIAL DONANTE DE GRUPOS FOSFATOS RESERVA DE GRUPOS FOSFATOS PARA GENERAR ATP
Polyphosphate Kinase 1 PPK1
PPK2
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5. REACCIONES DE REDUCCIÓN–OXIDACIÓN EL FLUJO DE ELECTRONES A RECIPIENTES MAS ELECTRONEGATIVOS PROVEE LA ENERGÍA MOLECULAR PARA HACER
TRABAJOS BIOLÓGICOS (“PROTON-MOTIVE FORCE”)
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REACCIONES DE REDUCCIÓN–OXIDACIÓN DONANTE DE ELECTRONES = AGENTE REDUCTOR
RECIPIENTE DE ELECTRONES = AGENTE OXIDANTE
PAR CONJUGADO REDOX
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LAS OXIDACIONES BIOLÓGICAS COMÚNMENTE ENVUELVEN DESHIDROGENACIÓN
![Page 34: Bioenergética y Metabolismobiochemistryuprrp.weebly.com/uploads/2/2/6/1/22612976/18-bioenergetica... · 5 CATEGORÍAS GENERALES DE REACCIONES EN LA CÉLULA 1. Reacciones que crean](https://reader030.vdocuments.co/reader030/viewer/2022040507/5e43a1bf8b10f0675933ce99/html5/thumbnails/34.jpg)
NAD Y NADP: COENZIMAS QUE SIRVEN COMO PORTADORES DE ELECTRONES NICOTINAMIDA ADENINA DINUCLEÓTIDO (NAD) Y NICOTÍN ADENÍN-DINUCLEÓTIDO FOSFATO (NADP)
![Page 35: Bioenergética y Metabolismobiochemistryuprrp.weebly.com/uploads/2/2/6/1/22612976/18-bioenergetica... · 5 CATEGORÍAS GENERALES DE REACCIONES EN LA CÉLULA 1. Reacciones que crean](https://reader030.vdocuments.co/reader030/viewer/2022040507/5e43a1bf8b10f0675933ce99/html5/thumbnails/35.jpg)
NAD Y NADP: ESPECIALIZACIÓN FUNCIONAL Y ESPACIAL DE CARGADORES DE ELECTRONES
OXIDACIONES–CATABOLISMO MATRIZ MITOCONDRIAL
MAYOR CONCENTRACIÓN
MAYOR CONCENTRACIÓN CITOSOL
REDUCCIONES–ANABOLISMO
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![Page 37: Bioenergética y Metabolismobiochemistryuprrp.weebly.com/uploads/2/2/6/1/22612976/18-bioenergetica... · 5 CATEGORÍAS GENERALES DE REACCIONES EN LA CÉLULA 1. Reacciones que crean](https://reader030.vdocuments.co/reader030/viewer/2022040507/5e43a1bf8b10f0675933ce99/html5/thumbnails/37.jpg)
ROSSMANN FOLD: MOTIF ESTRUCTURAL EN DESHIDROGENASAS QUE SE ENLAZAN A NAD ENLACE DÉBIL: COENZIMA SE DIFUNDE FÁCILMENTE DE LA ENZIMA
2(β–α–β–α–β)
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RECICLAJE DE COENZIMAS EN REACCIONES ACOPLADAS NO HAY CAMBIO NETO EN [NAD+] + [NADH]
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DEFICIENCIA EN LA DIETA DE NIACINA, EL PRECURSOR VITAMÍNICO DE NAD Y NADP CAUSA PELLAGRA PELLAGRA: LAS “3 D”: DERMATITIS, DIARREA Y DEMENCIA
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NUCLEOTIDOS DE FLAVINA SE ENLAZAN FUERTEMENTE A FLAVOPROTEINAS ENLACE FUERTE = GRUPO PROSTÉTICO
FMN (FLAVÍN MONONUCLEOTIDO), FAD (FLAVÍN ADENÍN DINUCLEÓTIDO) DERIVADOS DE LA VITAMINA RIBOFLAVINA
VERSATILIDAD POR TRANSFERIR 1 Ó 2 e- LAS INVOLUCRA EN UNA GRAN DIVERSIDAD DE REACCIONES
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NUCLEOTIDOS DE FLAVINA SE ENLAZAN FUERTEMENTE A FLAVOPROTEINAS FMN (FLAVÍN MONONUCLEOTIDO), FAD (FLAVÍN ADENÍN DINUCLEÓTIDO)
DERIVADOS DE LA VITAMINA RIBOFLAVINA
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