Bioquimica

Dióxido de carbono

El dióxido de carbono, también denominado óxido de carbono (IV), gas carbónico y anhídrido carbónico (los dos últimos cada vez más en desuso [cita requerida]), es un gas cuyas moléculas están compuestas por dos átomos de oxígeno y uno de carbono. Su fórmula molecular es CO2.

Su representación por estructura de Lewis es: O=C=O.

Es una molécula lineal y no polar, a pesar de tener enlaces polares. Esto se debe a que, dada la hibridación del carbono, la molécula posee una geometría lineal y simétrica.

Ciclo del carbono

Artículo principal: Ciclo del carbono.

El ciclo del dióxido de carbono comprende, en primer lugar, un ciclo biológico donde se producen unos intercambios de carbono (CO2) entre la respiración de los seres vivos y la atmósfera. La retención del carbono se produce a través de la fotosíntesis de las plantas, y la emisión a la atmósfera, a través de la respiración animal y vegetal. Este proceso es relativamente corto y puede renovar el carbono de toda la Tierra en 20 años.

En segundo lugar, tenemos un ciclo biogeoquímico más extenso que el biológico y que regula la transferencia entre la atmósfera y los océanos y el suelo (litosfera). El CO2 emitido a la atmósfera, si supera al contenido en los océanos, ríos, etc., es absorbido con facilidad por el agua, convirtiéndose en ácido carbónico (H2CO3). Este ácido débil influye sobre los silicatos que constituyen las rocas y se producen los iones bicarbonato (HCO3−). Los iones bicarbonato son asimilados por los animales acuáticos en la formación de sus tejidos. Una vez que estos seres vivos mueren, quedan depositados en los sedimentos calcáreos de los fondos marinos. Finalmente, el CO2 vuelve a la atmósfera durante las erupciones volcánicas, al fusionarse en combustión las rocas con los restos de los seres vivos. Los grandes depósitos de piedra caliza en el lecho del océano así como en depósitos acotados en la superficie son verdaderos reservorios de CO2. En efecto, el calcio soluble reacciona con los iones bicarbonato del agua (muy solubles) del siguiente modo:

Ca2+ + 2 HCO3− = CaCO3 + H2O + CO2

En algunas ocasiones, la materia orgánica queda sepultada sin producirse el contacto entre ésta y el oxígeno, lo que evita la descomposición aerobia y, a través de la fermentación, provoca la transformación de esta materia en carbón, petróleo y gas natural.

Acetil-CoA

General

Otros nombres S-Acetil coenzima A

Fórmula molecular C23H34N7O17P3S

Identificadores

Número CAS 72-89-91

Propiedades físicas

Masa molar 805,57 g/mol

Valores en el SI y en condiciones normales

(0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

La molécula de Acetil Coenzima A es un compuesto intermediario clave en el metabolismo, e intercede en un gran número de reacciones bioquímicas.

La acetil coenzima A se forma parte de numerosas rutas anabolicas y catabólicas, entre las rutas catabólicas, cabe destacar:

Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico. El ácido pirúvico sufre una descarboxilación oxidativa en el complejo piruvato deshidrogenasa de la matriz mitocondrial, antes de entrar al ciclo de Krebs, y un grupo carboxilo es eliminado en forma de dióxido de carbono, quedando un grupo acetilo (-CO-CH3) con dos carbonos que es aceptado por la coenzima A y se forma acetil-CoA, que es, por tanto, un compuesto clave entre la glucólisis y el ciclo de Krebs. Esta reacción es imprescindible para que la oxidación de los glúcidos (glucógeno, glucosa) continúe por la vía aerobia (ciclo de Krebs, cadena respiratoria, fosforilación oxidativa). De este modo puede aprovecharse toda la energía contenida en dichos nutrientes, con obtención de una cantidad máxima de ATP.

Beta oxidación de los ácidos grasos. Los ácidos grasos son escindidos en fragmentos de dos carbonos que son aceptados por el coenzima A originando acetil-CoA que ingresa en el ciclo de Krebs.

La acetil coenzima A es también una molécula clave en diversas rutas anabólicas (biosíntesis):

Gluconeogénesis: síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos.

Biosíntesis de ácidos grasos.Biosíntesis de aminoácidos.

Síntesis del neurotransmisor acetilcolina (de gran importancia en las placas motoras, para estimular las contracciones musculares), con ayuda de la colina y una enzima específica que cataliza la unión.

El NADH y FADH2,

moléculas donadores de electrones que "fueron cargadas" durante el ciclo del ácido cítrico, se utilizan en un mecanismo intrincado (que implica a numerosas enzimas como la NADH-Q reductasa, la citocromo c oxidasa y la citocromo reductasa), gracias a la bomba H+ que moviliza los protones contra un gradiante de membrana.

La teoría quimiosmotica establece que ambos procesos -(F.O y CTe-) están acoplados energéticamente. Por Ej, la Oligomicina se une a la Fracción Fo de la Atpasa e inhibe la síntesis de ATP, por lo tanto detendrá también a la cadena de transporte de electrones. Por lo tanto disminuirá el consumo de O2. Hay sustancias que actuan como desacoplantes de estos dos procesos, para que puedan actuar de manera individual. Por ejemplo siguiendo con el caso anterior, si ahora se agregara 2,4-dinitrofenol, que es un ácido débil que actúa como desacoplante, el consumo de O2 se reestablecería, ya que tenderá a liberar la cadena de transporte de electrones, aunque la oligomicina continue bloqueando la producción de ATP. La fracción Fo está formada por proteinas transmembrana en la membrana mitocondrial interna (MMI), y es básicamente un poro que permite el paso de H+. La fracción F1 se encuentra del lado interno de la MMI y es la encargada de utilizar la disipación del gradiente electroquímico para fosforilar ADP + Pi y liberar ATP.

Los nucleótidos entran y salen de la mitocondria a través de transportadores específicos.

GTP

En bioquímica se usa el término GTPasa, guanosina trifosfatasa o trifosfatasas de guanosina1 (EC 3.6.5 ) para una superfamilia de enzimas con más de 100 proteínas estructuralmente relacionadas y que regulan diversas funciones biológicas. Son enzimas de tipo hidrolasa que pueden unirse e hidrolizar la molécula guanosín trifosfato (GTP). La unión de la GTPasa con su sustrato, el GTP, ocurre en una región de la enzima altamente conservada denominada dominio G y es una región común a todas las GTPasas. La GTPasa está activa cuando está unida al GTP e inactiva cuando está unida al GDP.2

Clasificación

Las GTPasas son una numerosa superfamilia de enzimas las cuales, basadas en su función, pueden ser divididas en dos clases generales:3

Clase

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