¡Descarga seminario 4 y más Apuntes en PDF de Biología Celular solo en Docsity!
SEMINARIO 4
Mitocondrias, plastos y peroxisomas
1.- ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas? Fundamente las respuestas: A.- Debido a las numerosas proteínas transportadoras especializadas de la membrana
mitocondrial externa, el espacio intermembrana es químicamente equivalente al citosol
en cuanto a moléculas de pequeño tamaño.
Falso. El espacio intermembrana es químicamente equivalente al citosol en lo que
se refiere a moléculas pequeñas, pero ello no se debe a la presencia de proteínas
transportadoras especializadas en la membrana mitocondrial externa, sino a que
dicha membrana contiene numerosas copias de porina, una proteína que forma
grandes canales acuosos.
B.- La principal contribución del ciclo del ácido cítrico al metabolismo energético es la extracción de electrones de alta energía durante el proceso de oxidación del acetil CoA hasta CO2.
Verdadero. Cuando el ciclo del ácido cítrico funciona como una secuencia cíclica de reacciones, sus únicos productos son el CO2 y NADH y FADH2. Los electrones del NADH y del FADH2 son transferidos a la cadena de transporte de electrones generando ATP mediante la fosforilación oxidativa.
C.- Cada uno de los complejos enzimáticos respiratorios de la cadena de transporte de electrones tiene mayor afinidad por los electrones que su predecesor, de manera que los electrones pasan secuencialmente de un complejo a otro hasta que al final son transferidos al oxígeno, que es el que tiene la mayor afinidad por los electrones. Verdadero. Lo habitual es que los electrones se desplacen desde los transportadores de menor afinidad hasta los de mayor afinidad.
D.- Si mediante un inhibidor se bloquea el flujo de protones a través de la ATP sintasa, la adición de pequeñas cantidades de oxígeno a una preparación anaeróbica de partículas submitocondriales (que muestran la superficie de la matriz expuesta al medio externo) dará lugar a un súbito aumento en la respiración que provocará que el medio se haga más básico. Verdadero.
2.-. Las mitocondrias de los hepatocitos parecen moverse libremente en el citosol, mientras que las del músculo cardíaco están inmovilizadas entre las miofibrillas adyacentes. ¿Supone que estas diferencias son una mera consecuencia de la arquitectura celular o más bien que reflejan algún tipo de ventaja funcional subyacente? Podríamos considerarlo una ventaja funcional ya que los hepatocitos no necesitan tanta cantidad de ATP como las células del músculo cardíaco. Al estar las mitocondrias inmovilizadas, el flujo de oxígeno es continuo, lo que aumenta el rendimiento de la síntesis de ATP. Cuando hay mucha demanda de ATP, hay gran cantidad de mitocondrias en esos lugares.
3.- Las electromicrografías muestran que las mitocondrias del músculo cardíaco tienen una densidad de crestas muy superior a la de las mitocondrias de las células de la piel. ¿Por qué supone que esto es así?
Esto se debe a que las células musculares necesitan mucha energía por lo que cuento mayor sea la superficie de las crestas mayor será la energía proporcionada debido a que hay más ATP sintetasas.
4.- En la década de 1860, Louis Pasteur observó que, al añadir O2 a un cultivo de levaduras que crecían anaeróbicamente en un medio con glucosa, la velocidad de consumo de dicha glucosa disminuía de forma drástica. Explique las bases de este resultado, también conocido con el nombre de efecto Pasteur. Glucolisis anaerobia que tiene lugar en el citoplasma que produce ácido láctico y ATP. En presencia de oxigeno va a degradar la glicosa a CO2 en las mitocondrias sintetizándose más cantidad de ATP. En presencia de oxígeno, la levadura puede generar más ATP a partir de una molécula de glucosa que cuando la utiliza en ausencia de oxígeno. Por lo tanto, para satisfacer sus necesidades energéticas necesitará procesar una cantidad de glucosa menor.
5.- El ciclo del ácido cítrico genera NADH y FADH2, que son utilizados en el proceso de la fosforilación oxidativa para fabricar ATP. Si el ciclo del ácido cítrico (que no utiliza el oxígeno) y la fosforilación oxidativa son dos procesos separados, ¿por qué el ciclo del ácido cítrico se detiene casi de inmediato si se elimina el O (^) 2? Se trata de dos procesos acoplados, en ausencia de oxigeno el NADH y FADH2 no pueden volver a reducirse para dar lugar a los productos necesarios para el ciclo de Krebs.
6.- Una proteína tiene un péptido señal hidrofóbico en el extremo amino terminal y una señal interna de localización membrana mitocondrial interna. ¿Cuál será el destino de esta proteína? ¿Y si tiene un péptido señal hidrofóbico en el extremo amino terminal y una señal de importación a la matriz peroxisomal? Razone las respuestas. Iría al RE, porque el péptido señal hidrofobico es la señal no puede permanecer en el citosol por lo que se transportaría de forma cotraduccional al RE.
7.- ¿Qué efecto tendría sobre su localización en la célula la adicción de la señal M6P a una proteína que normalmente es mitocondrial? ¿Y a una enzima que normalmente es peroxisómica? Razone las respuestas. Esta señal dirigiría en los dos casos a la proteína y la enzima serían transportados al RE para luego ir a los lisosomas ya que es allí donde se encuentra el receptor de la M6P……….
8.- Una suspensión de la cianobacteria Chlamydomonas lleva a cabo una fotosíntesis activa en presencia de luz y CO2. Si apaga la luz, ¿cómo esperaría que cambiaran las cantidades de ribulosa 1,5-bisfosfato y de 3-fosfoglicerato durante el siguiente minuto? ¿Qué sucedería si dejara la luz pero eliminara el CO2? En ausencia de luz pero en presencia de CO2, la ribulosa 1,5-bisfosfato disminuirá
y la 3- fosfoglicerato aumentararía. La presencia de CO2 permite que la ribulosa
1,5-bisfosfato pueda convertirse en 3-fosfoglicerato, pero en ausencia de luz, el 3-
fosfoglicerato se acumulará porque las siguientes reacciones requieren NADPH y
ATP. En ausencia de CO2, la ribulosa 1,5-bisfosfato sería igual(y la 3-fosfoglicerato
disminuirá) porque su conversión en 3-fosfoglicerato depende del CO2.
Porque las células vegetales tienen también mitocondrias que se encargan de suministrar ATP al resto de la célula.
12.- En un perspicaz experimento llevado a cabo en la década de 1960, se sumergieron cloroplastos, en primer lugar, en una solución a pH 4, de manera que se acidificó el estroma y el espacio tilacoidal (figura siguiente). A continuación, los cloroplastos se transfirieron a una solución básica (pH 8). Ello hizo que el pH del estroma aumentara con rapidez hasta 8, mientras que el espacio tilacoidal se mantenía temporalmente a pH
- Se observó un pico en la síntesis de ATP y la diferencia de pH entre el espacio tilacoidal y el estroma desapareció rápidamente. A. Explique por qué estas condiciones permitieron la síntesis de ATP. Porque al haber más protones en el espacio tilacoidal que en el estroma los
protones tienden a salir por la ATP-sintetasa debido a la diferencia de gradiente,
con lo que el complejo aprovecha la energia liberada para sintetizar ATP.
B. ¿Se necesita luz para este experimento funcione? ¿Por qué sí o por qué no?
No, porque en el espacio intertilacoidal ya hay protones, entonces para que salgan por la ATP-sintetasa no hace falta la presencia de fotones.
C. ¿Qué habría ocurrido si se hubiera cambiado el orden de las soluciones? Bajo la presencia de luz se bombean protones desde el estroma al espacio tilacoidal
igualándose así los PH y acidificándose. En cambio si no hay luz se produce mucho
ATP que luego se hidroliza para bombear protones en sentido inverso y así igualar
las concentraciones.
13 .- ¿Piensa que con el tiempo todo el genoma mitocondrial podrá ser transferido al núcleo? ¿Y el genoma plastidial? Razone las respuestas. Las mitocondrias usan un código genético diferente y los cambios no afectaron a la funcionalidad de las proteínas(los aminoácidos distintos no hicieron que las proteínas dejasen de ser funcionales), como el cambio no fue letal esto puede hacerse al revés sin que tampoco sea letal.
14.- La catalasa, una enzima encontrada normalmente en los peroxisomas, también está presente en células que no tienen peroxisomas visibles. Cuando se determina su localización mediante anticuerpos específicos y microscopía de fluorescencia en una célula normal aparece distribuido como en la fig. A. Sin embargo, en células deficientes en peroxisomas aparece distribuido como en la figura B. ¿Dónde está localizada la catalasa en las células sin peroxisomas?
La catalasa es una enzima encargada de descomponer el agua oxigenada en oxigeno y agua, por lo tanto en células sin peroxisomas esta enzima se localiza en el citosol porque al no poder importarse tiene que quedarse en el citosol.
