1.- 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? Explique la respuesta.
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, las mitocondrias forman un conglomerado en esos lugares.
2.- 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.
Esto se debe a que las levaduras pueden tener respiración aerobia o bien metabolismo fermentador.
En la respiración aerobia, con oxígeno, la glucosa es degradada (glucolisis) hasta que entra en el
ciclo de Krebs. Cada molécula de glucosa que se degrada siguiendo la respiración aerobia produce
36 moléculas de ATP. En la respiración anaeróbica, sin oxígeno, la glucosa también es degradada,
pero solo proporcionará 2 moléculas de ATP. Teniendo esto en cuenta podemos deducir que la
reducción de consumo de glucosa es debido a que las levaduras, con oxígeno, siguen un
metabolismo aerobio, el cual les proporciona mucho más ATP que las fermentaciones, y por ello,
necesitan degradar menos moléculas de glucosa.
3.- El complejo citocromo c oxidasa es inhibido por cianuro, el cual se une al Fe3+ del citocromo
a3 y bloquea la transferencia de electrones. El grupo hemo de la hemoglobina, una hemoproteína de
la sangre, tiene asociado Fe2+. Un tratamiento para el envenenamiento por cianuro es la rápida
administración de nitrito sódico, el cual oxida el Fe2+ a Fe3+. ¿Por qué cree que el nitrito sódico
protege contra el envenenamiento por cianuro?
El ión cianuro si se utiliza como veneno se consume en forma de gas o en forma de cianuro de sodio
o potasio y la muerte se produce cuando el organismo está expuesto al cianuro. Lo que hace el ión
cianuro es inhibir al citocromo c mitocondrial que se necesita para la respiración celular. Si se
produce envenenamiento por cianuro, el O2 se acumula en la sangre creando un color rosa en la
piel. El nitrito sódico produce metahemoglobina y los iones cianuros se mezclan con la
metahemoglobina para crear cianometahemoglobina para proteger al citocromo de estos iones
cianuro, ya que esta sustancia (cianometahemoglobina) se disocia y el cianuro se acaba convirtiendo
en tiocianato no tóxico que se excreta como orina.
4.- 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 O2?
El ciclo de Krebs tiene lugar en organismos con metabolismo aerobio, y esto se debe a que el
oxígeno inicia la oxidación de los primeros compuestos que entran en el ciclo de Krebs. El ciclo del
ácido cítrico utiliza NAD+ y FAD para obtener NADH y FADH2. La fosfoliración oxidativa
convierte ese producto en el anterior, es decir, en NAD+ y FAD. Este reciclaje es super importante
ya que están presentes en cantidades pequeñas comparado con el acetilCoA. Si no hay oxígeno, no
se produciría ni transporte de electrones ni tampoco la síntesis de ATP; entonces el NADH y
FADH2 no se convertirían en NAD+ y FAD, deteniendo el ciclo. El reciclaje, entonces, es muy
importante para la regulación metabólica ya que da un nivel de coordinación del flujo en vías que
no están conectadas.
5.- En vesículas lipídicas artificiales se han insertado bacteriorrodopsina, una bomba impulsada por
la luz procedente de una bacteria fotosintética, y ATP sintetasa mitocondrial purificada de
mitocondrias de pez cebra. Suponga que todas las moléculas están orientadas como en la figura, de
