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ACTIVIDAD TRABAJO COLABORATIVO 1: MOMENTO 4

Presentado por

ANA MARIA SERNA GONZALEZ: COD: 31.433.751

MELISSA JOHANA CARDENAS COD: 1.065.192

HECTOR EMIRO VELASQUEZ

GRACE VANESSA RUTH

YAZMIN PESTANA

GRUPO 201103_35

Director de Curso

ALBERTO GARCIA

Curso

BIOQUIMICA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD)

TECNOLOGIA EN REGENCIA DE FARMACIA

CEAD VALLEDUPAR

OCTUBRE 21 DE 2015

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INTRODUCCION

Los seres vivos cuentan con estructuras muy organizadas capaces de

mantenerse, renovarse, reproducirse y ensamblarse, efectuando un consumo de

energa. En el curso de bioqumica se estudia desde la perspectiva qumica la

estructura y las funciones de los seres vivos.

La organizacin celular de los seres vivos, implica una jerarquizacin molecular

dinmica, que comienza a partir de micro molculas como los nucletidos y

aminocidos, que forman las macromolculas como son las protenas y cidos

nucleicos, dando paso a una constante interaccin entre ellos, permitiendo el

ensamblaje de supra molculas y organelos. Gracias a esta estructura celular se

pueden llevar a cabo funciones especficas en el organismo, como es el proceso

de formacin y liberacin de la insulina.

En el presente trabajo se encontrar una situacin problema producto del anlisis

de conceptos importantes como son los cidos nucleicos, la regulacin energtica

de las clulas, los aminocidos y la sntesis de protenas. En l se pretender

explicar y dar solucin a la situacin problema que se basa en conocer el papel

que desempea cada uno de estos procesos en la formacin de protenas como la

insulina.

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OBJETIVOS

Apropiar conceptos generales para el entendimiento de las principales

bases moleculares y su interrelacin con los seres vivos.

Dar solucin a la situacin problema planteada a raz del anlisis de las

temticas estudiadas correspondientes a la unidad 1 y 2 del curso.

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IDENTIFICACION DEL PROBLEMA

Despus de analizar detenidamente los fragmentos correspondientes al problema

1 y 2, y con el fin de unificar estos conceptos en un solo problema para darlesolucin surge la siguiente pregunta como formulacin del problema:

Qu papel tiene los cidos nucleicos, el proceso de regulacin energtica de la

clula, para la obtencin de energa de los seres vivos y los aminocidos en la

formacin de protenas y hormonas peptdicas importantes para los seres vivos

como la insulina?

DESCRIPCION DEL PROBLEMA

Para la produccin de energa en la clula se llevan a cabo una serie de procesos

complejos donde stos se encuentran interrelacionados convientiendose en la

base de la vida a escala molecular ya que permiten que las clulas puedan crecer,

reproducirse, mantenerse, responder a estmulos, etc. Dentro de esta gran

cantidad de procesos y subprocesos se encuentra las protenas formadas por

cadenas de aminocidos, donde estas se encuentran controladas por los procesos

genticos codificados por los cidos nucleicos, las protenas son de gran

importancia porque adems de ser especficas y marcar la individualidad de cada

ser vivo, tambin a travs de ellas se expresa la informacin gentica, aplicando lo

que dice el dogma de la gentica molecular: DNA RNA PROTEINA.

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ANALISIS Y SOLUCION DEL PROBLEMA

La insulina hace parte de las protenas que necesitamos en nuestro diario vivir.

Las protenas son uno de los componentes principales de las clulas, ellas tienendiversas funciones: Son parte de la estructura celular, regulan, transportan,

defienden, aceleran reacciones, entre otras.

En la dcada de los 50 estudiando la estructura de la insulina se descubri que los

genes determinaban la estructura de las protenas individuales, y se evidenci la

formacin de protenas a partir de la unin de molculas ms pequeas.

El descubrimiento de la estructura del ADN ayudo a fortalecer el conocimiento de

la base molecular de la herencia y de la gentica, y la determinacin de la

secuencia de la insulina fue esencial para comprensin de la estructura y la

funcin de las protenas.

El mecanismo utilizado para la fabricacin y sintetizacin de las protenas es en

realidad maravilloso y muy complejo nos permite comprender como todo este

proceso tiene origen en el ADN. Para la formacin de los enlaces peptdicos de

aminocidos que constituyen la hormona de la insulina se llevan a cabo los

siguientes procesos:

Todo empieza en el ADN.

El ADN contiene instrucciones para todas las protenas que la clula necesita. El

ARN es una molcula que cumple una funcin como intermediario entre las

instrucciones del ADN y la formacin de protenas. La informacin gentica est

almacenada en molculas de ADN y esta informacin se transmite mediante un

flujo unidireccional, que va del ADN hacia el ARN y de ste a las protenas.

Este enunciado constituye el Dogma Central de la Biologa que fue expresado

por el cientfico ingls Francis Crick, donde propuso junto a James Watson un

modelo de estructura para el ADN y el dogma enuncia lo siguiente: cuando en una

clula se requiere la sntesis de una protena especfica, la porcin de ADN que la

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codifica ser copiada en forma de ARN, mediante un proceso

denominado t ranscr ipcin.Luego el ARN formado, que se denomina ARN

mensajero, es utilizado como molde para la sntesis de protenas por un

mecanismo llamado t raduccin. Esta informacin finalmente llega de manera

unidireccional a las protenas, y son ellas quienes llevan a cabo la mayor parte de

las actividades celulares.

Sntesis de las protenas.

La sntesis de las protenas es un proceso donde la informacin contenida en el

ADN es traducida por el ARN y este lleva a cabo las instrucciones presentes en

este "plano" y convierte estas instrucciones en protenas. En este proceso se

realizan varios compartimientos celulares en el que intervienen variadas molculasy se produce bsicamente en dos pasos: la transcripcin y la traduccin.

Se le llama transcripcin al proceso mediante el cual el mARN copia

instrucciones del ADN, eso se hace sintetizando molculas de ARN

complementarias al ADN. Slo una de las cadenas de ADN de un gen es

complementaria al mARN, esta es la cadena que se transcribe.

En el mARN la informacin est especificada por codones. Cada codn es unacombinacin de 3 bases consecutivas que especifican un aminocido. El mARN

tambin contiene instruccionespara iniciar la transcripcin o sealar el fin de la

transcripcin.

En esta primera etapa nucletidos A, T, C y G, se copian o transcriben a otro

lenguaje, el del ARN denominado ARN mensajero (ARNm). En este proceso,

denominado transcripcin, la sntesis de una molcula de ARNm es catalizada por

una enzima llamada ARN polimerasa (ARNpol). El proceso se inicia cuando dicha

enzima reconoce un lugar especfico del ADN llamado promotor. Luego de unirse

al promotor, la ARNpol desenrolla aproximadamente una vuelta completa de la

hlice del ADN poniendo al descubierto un fragmento de una sola hebra. Esta

hebra de ADN, llamada hebra codificante, sirve de molde para que la ARNpol vaya

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agregando nucletidos complementarios uno tras otro, a medida que se desplaza

en una direccin especfica sobre el ADN. Los nucletidos que adiciona la ARNpol

para formar el ARNm son ribonucletidos, es decir, nucletidos que poseen en su

estructura el azcar ribosa (a diferencia de la desoxirribosa presente en los

nucletidos del ADN). Adems, la complementariedad de nucletidos se realiza de

la siguiente manera:

si en el ADN hay: la ARNpol

agrega:

C (citosina) G

G (guanina C

T (timina) AA (adenina) U (uracilo

Se le llama traduccin al proceso mediante el cual el mARN convierte las

secuencias de bases en secuencias de aminocidos de una protena. El lenguaje

de cidos nucleicos del mARN se traduce en lenguaje de aminocidos de la

protena.

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Existen 20 aminocidos, cada uno se une a su tARN (que tiene una secuencia de

tres bases llamada anticodn). Cada tARN reconoce el codn apropiado del

mARN y coloca a los aminocidos en el orden requerido para formar la protena.

Los ribosomas son organelos de dos subunidades. Estn formados por protenasy rARN (ARN ribosmico). Los ribosomas leen las instrucciones del mARN y

donde se forman las cadenas de polipptidos en la medida que el tARN une a los

aminocidos en el orden requerido por el ADN.

Protenas.

Con lo anteriormente descrito, se puede definir que las protenas estn formadas

por polmeros de aminocidos, una cadena formada a partir de aminocidos. Sin

embargo, las protenas poseen distintos niveles estructurales: el resultadoinmediato de la sntesis proteica, es lo que se denomina estructura primaria, es

decir, la secuencia lineal y ordenada de aminocidos. A partir de esta secuencia

bsica, las caractersticas fsico-qumicas de los grupos laterales (cadena R) de

los aminocidos hacen que stos, aunque se encuentren alejados en el collar,

puedan acercarse y adoptar mltiples conformaciones tridimensionales.

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Tambin el ADN regula el proceso de almacenamiento de energa y el control

metablico de todas las clulas. El Trifosfato de adenosina (ATP), es un nucletido

que se encuentra en todos los seres vivos y constituye la fuente principal de

energa utilizable por las clulas para realizar sus actividades. El ATP se

orig ina por el metabol ismo de los al imentos en unos orgnulos

especiales de la clula llamados mitocondrias. La mitocondria es un organelo muy

particular poseen ADN y ribosomas, por lo tanto son capaces de sintetizar

protenas, se dividen transmitiendo informacin gentica. Del Adn mitocondrial, Se

puede descubrir y hacer seguimiento, de la evolucin del hombre en la tierra.

Tambin cumple las funciones de producir energa donde se requiere de oxgeno y

es all donde llega el oxgeno. Son portadoras de enzimas respiratorias,

principalmente el ciclo de Krebs cadena respiratoria y de la fosforilacin oxidativa.

Los Aminocidos, cidos grasos, glucolisis, todos estos procesos ciclo de krebs se

da en la mitocondria y es degradado para obtener energa la respiracin celular

se lleva a cabo en la mitocondria.

En el caso de la insulina se puede ver la integracin de todos estos procesos

descritos en este anlisis. La insulina es una protena y es una hormona muy

importante que coordina el uso de los combustibles en los tejidos, est constituida

por dos cadenas de aminocidos, la cadena A que contiene 21 aminocidos y un

puente de disulfuro interno, la cadena B con 30 aminocidos. Ambas cadenas

estn unidas por dos puentes de di sulfuros.

En la biosntesis y el la secrecin de la insulina se puede ver todos los procesos

anteriormente descritos integrados con el fin de llevar a cabo su funcin a

continuacin se da la solucin al problema sobre el papel que tiene los cidos

nucleicos, el proceso de regulacin energtica de la clula, para la obtencin de

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energa de los seres vivos y los aminocidos en la formacin de protenas y

hormonas peptdicas importantes para los seres vivos como la insulina. Integrando

todos los conceptos analizados en dos procesos que se llevan a cabo la

biosntesis y la secrecin de la insulina.

Biosntesis.

Todo empieza a partir de la transcripcin de un gen localizado en el brazo corto

del cromosoma 11 en el hombre, que posee dos intrones y tres exones. El

polipptido resultante, la preproinsulina tiene un pm de 11 kd contiene un pptido

seal, la cadena A, la B y un pptido denominado C el cual es fundamental para la

formacin de los puentes di sulfuros. En el aparato de Golgi el pptido seal

es clivado, dando lugar a la proinsulina (pm= 9 kd). Y en los grnulos recubiertos

de membrana que se forman rpidamente se produce el paso de proinsulina ainsulina, la cual aparece en los grnulos no recubiertos o grnulos B.

Los grnulos B tienen una compleja fisiologa, por cuanto que

la clivacin enzimtica de la proinsulina requiere un ambiente cido. En la

membrana de estos grnulos aparecen protencinasa C, clatrina, bombas de

protones y translocasas inicas. El ATP procedente de las mitocondrias celulares

activa a las bombas de protones con lo que se consigue elevar la

concentracin intragranular de protones. sta acidez activa a las

enzimas proteolticas que se han formado junto con la aparicin de la clatrina. La

actividad de estas enzimas se hace mxima cuando desaparece la clatrina. Estas

enzimas son las endopeptid asas I y II, la carbo xipep tidasa y la catepsina B. El

producto es almacenado como hormona activa, junto con el pptido C de

31 aminocidos. Este pptido es el que presenta ms

variaciones interespecficas y por tanto es el que tiene ms poder antignico.

La formacin de cristales hexamricos de insulina en presencia de zinc, supone un

estado de almacenamiento ms maduro y tardo.

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En estos grnulos aparecen tambin otros pptidos, al parecer con carcter

regulador, como son la pancreastatina, la betagranina y la amilina. La

betagranina es una protena de 21 KD que se encuentra en los islotes, clulas

adrenales, intestino, etc., es homloga a la cromogranina A de las

clulas cromafines.

Pancreastatina (aislada en 1986 por Mutt y col.) es un pptido de 49 aminocidos

y peso molecular de 5,1 KD. Tiene una homologa de un 56% con

la cromogranina A y destaca en su estructura la secuencia Glu-Glu-Glu-Glu (34-

38) que aparece en la gastrina, y el resto C-terminal (Arg-Gly-NH 2 ) comn con la

vasopresina.

Ambas proceden de la protelisis de la cromogranina A (448 aa) y sus acciones

fisiolgicas no son conocidas. La pancreastatina inhibe el pico de secrecin

primaria de la insulina y tiene efectos glucogenolticos en el hepatocito.

La amilina es un pptido de 37 aminocidos que tiene tendencia a polimerizarse

en los islotes y provocar fibrosis en personas con diabetes tipo 2. Su accin

parece disminuir la ingesta de alimentos y el vaciado gstrico, limitando as

la hiperglucemia pospandrial.

Secrecin.

La secrecin de la insulina se da por un incremento de la glucosa en la sangre y

esta producir un aumento de los niveles de glucosa en el interior de la clula

beta. La entrada sera facilitada por el transportador de la glucosa GLUT2, la

glucosa sera rpidamente metaboliza por la va glucoltica, la ruta metablica de

la glucosa es la glucolisis y el ciclo de Krebs produciendo la formacin de ATP.Loscanales de potasio (K+) dependientes de los niveles de ATP y, por tanto, de

los niveles de glucosa en sangre, se cierran y la membrana celular se despolariza.

Con ladespolarizacin de la membrana, loscanales de calcio (Ca2+) dependientes

de voltaje se abren y el calcio entra la clula y con la entrada de calcio

https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Canales_de_potasio&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Despolarizaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Canales_de_calciohttps://es.wikipedia.org/wiki/Canales_de_calciohttps://es.wikipedia.org/wiki/Despolarizaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Canales_de_potasio&action=edit&redlink=1

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masivamente a la clula aumentara los niveles citoslicos del calcio y esta sera

la seal o el disparador de la secrecin de insulina.

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CONCLUSIONES

Gracias a la realizacin de este trabajo se logr conocer como los seres vivos

parten del ADN, el material hereditario posee informacin necesaria para la

realizacin de todas las funciones celulares.

La organizacin celular de los seres vivos, implica una jerarquizacin

molecular dinmica, que comienza a partir de micro molculas como los

nucletidos y aminocidos, que forman las macromolculas como son las

protenas y cidos nucleicos, dando paso a una constante interaccin entre

ellos, permitiendo el ensamblaje de supra molculas y organelos. Gracias a

esta estructura celular se pueden llevar a cabo funciones especficas en el

organismo, como es el proceso de formacin y liberacin de la insulina.

El Trifosfato de adenosina (ATP), es un nucletido que se encuentra en

todos los seres vivos y constituye la fuente principal de energa utilizable

por las clulas para realizar sus ac t i v idades .

La mitocondria es un organelo muy particular poseen ADN y ribosomas, por

lo tanto son capaces de sintetizar protenas, se dividen transmitiendo

informacin gentica. Del Adn mitocondrial, Se puede descubrir y hacerseguimiento, de la evolucin del hombre en la tierra.

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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S_/201103_Modulo_bioq%20uimica_II-09_final_copia.pdf