Catedra Biologia Celular, Dr. Tonon


Tema: Conversión Energetica Celular
Cuestionario Teórico.-


1- Las celulas eucarioticas animales obtienen energia mediante la oxidacion de moleculas biologicas. Explique en detalle este concepto y presente esquematicamente el ciclo del carbono.
2- Que se entiende por reaccion acoplada y que tipo de macromoleculas cumplen el rol de acopladores en las reacciones bioenergeticas intracelulares?.
3- Discuta detalladamente la funcion del ATP como transportador de energia quimica intracelular y presente las ventajas del mismo sobre otros compuestos intermediarios ricos en energia.
4- Presente las reacciones de oxidacion del carbono desde metano a dioxido de carbono. Discuta los conceptos de oxidacion/reduccion, energia de activacion, equilibrios metaestables y estabilidad molecular.
5- Realize un esquema simplificado de los tres grandes estadios catabolicos intervinientes en la transformacion de alimentos en ATP, CO2 y H2O. Destaque la compartamentalizacion y caracteristicas fundamentales de los mismos.
6- Que se entiende por fosforilacion a nivel de sustrato?. Explique este concepto utilizando como ejemplo la reaccion catalizada por la enzima gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa interviniente en la glucolisis celular.
7- Cual es la funcion primaria del ciclo de los acidos tricarboxilicos o ciclo del acido citrico en el metabolismo energetico celular?. Presente cual es el sustrato primario del ciclo y cual es el balance quimico por cada vuelta del mismo.
8- Que funcion cumplen la moleculas NAD+ (nicotinamida adenin dinucleotido) y FAD (flavin adenin dinucleotido) en el metabolismo energetico celular?. Presente un esquema detallado de la reaccion de reduccion del NAD+ a NADH + H+ incluyendo las estructura completas de los mismos.
9- Discuta el concepto de fosforilacion oxidativa incluyendo los conceptos de separacion de cargas y cadena de transporte electronico.
10- Los organelos convertidores de energia de celulas eucarioticas (mitocondrias y cloroplastos) poseen una caracteristica morfologica comun asociada a su funcion. Explique la misma y presente sus dos principales roles en la funcion de estos organelos.
11- Es factible la supervivencia de una celula eucariotica animal sin mitocondrias, porque?
12- Discuta en detalle el principio de acoplamiento quimioosmotico. Presente un esquema general del mismo y resalte su generalidad en el mundo biologico.
13- Presente las caracteristicas morfologicas mas importantes de las mitocondrias y los cloroplastos y relacione las mismas con las reacciones bioenergeticas principales.
14- Diseñe una metodologia experimental que le permita aislar los diversos componentes de una mitocondria tipica. Explique cada paso empleado y el principio fisicoquimico de los mismos.
15- Explique la composicion quimica de la membrana externa y el espacio intermembrana mitocondrial. Relacione dicha composicion con las funciones biologicas de estas estructuras.
16- Explique detalladamente la composicion quimica de la membrana interna mitocondrial. Que caracteristica fundamental para la funcionalidad mitocondrial presenta esta membrana biologica y como se mantiene la misma.
17- Como comienzan los procesos de oxidacion mitocondrial, cual es su principal sustrato, y en que compartimiento de este organelo se realizan?
18- Discuta los mecanismos por los cuales las celulas animales aseguran una reserva y un flujo continuo de sustratos para el metabolismo oxidativo mitocondrial.
19- Presente en forma simplificada el acoplamiento entre piruvato y acetilCoA. Explique los grupos enzimaticos intervinientes, reacciones quimicas involucradas y localizacion intracelular del mismo.
20- Por que las grasas son energeticamente mas importantes que el glucogeno?. Presente esquematicamente la obtencion de acetilCoA a partir de acidos grasos.
21- Discuta el balance neto del ciclo del acido citrico a partir de un grupo acetilo proveniente de acetilCoA. En donde se encuentra almacenada la energia liberada por la oxidacion de esta molecula?.
22- Explique las generalidades del proceso de transferencia electronica desde el compuesto transportador NADH al aceptor final O2 en la mitocondria. Destaque los complejos macromoleculares intervinientes y su localizacion intraorganelar.
23- Como se almacena parte de la energia liberada por el pasaje de electrones a traves de la cadena respiratoria, y que sucede con el resto?.
24- Como se utiliza la energia almacenada en la mitocondria y para que propositos?
25- Explique detalladamente porque es vital para la celula el mantenimiento de un cociente ATP/ADP citoplasmatico elevado. Destaque el concepto de deltaG de hidrolisis y su necesaria negatividad en la reaccion ATP--ADP + Pi.
26- Presente un esquema experimental para la obtencion de particulas submitocondriales funcionales a partir de fracciones mitocondriales purificadas. Que caracteristicas particulares presentan dichas particulas?.
27- Discuta el experimento seminal realizado por Efraim Racker et al en 1974 y su aporte a la comprension del fenomeno del acoplamiento flujo protonico/sintesis de ATP.
28- Presente los principales constituyentes de la cadena respiratoria mitocondrial, sus caracteristicas principales y metodologias experimentales utilizadas para su estudio.
29- Que observacion fundamental apoya el concepto de que la transferencia electronica entre proteinas transportadores de electrones de la membrana interna mitocondrial es mediada por colisiones aleatorias y no por una superestructura fija de membrana?. Explique el principio fisicoquimico que avala su conclusion.
30- De donde proviene la energia necesaria para el transporte protonico activo a traves de los tres complejos enzimaticos de la cadena respiratoria. Realice un esquema detallado relacionando potencial redox en mV, deltaG en kCal y direccion del flujo electronico a traves de la cadena respiratoria.
31- 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 funcion?.
32- Describa en detalle la estructura y funcion de la enzima ATP sintetasa.
33- Discuta extensivamente la importancia fundamental de la reversibilidad del complejo ATP sintetasa para el mantenimiento de un balance energetico a traves de la membrana interna mitocondrial.