Retroalimentación

a. Sabiendo que el arsénico inhibe la oxidación del piruvato, explica el efecto del arsénico sobre la célula. (Calificación máxima 0,5 puntos)

El arsénico actúa como un potente inhibidor de la oxidación del piruvato (o ácido pirúvico).
En condiciones normales, el piruvato generado en la glucólisis es transportado a la mitocondria, donde es oxidado para formar acetil-CoA. Esta molécula es indispensable para iniciar el ciclo de Krebs, proceso que genera poder reductor en forma de NADH y FADH₂. Estos transportadores de electrones alimentan la cadena respiratoria, donde finalmente se sintetiza ATP mediante fosforilación oxidativa.

Si el arsénico impide la oxidación del piruvato:

• No se forma acetil-CoA.

• Se interrumpe el ciclo de Krebs.

• Se reduce drásticamente la producción de NADH y FADH₂.

• La cadena de transporte electrónico no recibe electrones suficientes.

• En consecuencia, la síntesis de ATP disminuye de manera severa.

Dado que el ATP es esencial para mantener todas las funciones vitales de la célula (síntesis de macromoléculas, transporte activo, división celular, etc.), la falta de energía compromete la viabilidad celular, pudiendo conducir a la muerte de la célula.
Por tanto, el arsénico inhibe la respiración aerobia y compromete el metabolismo energético de la célula.

b. ¿A qué proceso catabólico afecta el arsénico y en qué orgánulo celular tiene lugar? Escribe su reacción global. (Calificación máxima 0,5
puntos)

El arsénico afecta a la respiración celular aerobia, un proceso catabólico cuya finalidad es obtener grandes cantidades de ATP a partir de la degradación de glucosa en presencia de oxígeno.

Este proceso tiene lugar en la mitocondria en células eucariotas.

La reacción global que resume la respiración celular es:

$$\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2 \longrightarrow 6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} + 30-32 \, \text{ATP}$$

Nota: Tradicionalmente se hablaba de 38 ATP por molécula de glucosa, pero hoy sabemos que el rendimiento real varía entre 30 y 32 ATP debido a diferencias en los sistemas de transporte de electrones en las mitocondrias.

c. ¿Qué teoría relaciona al orgánulo implicado en la oxidación del piruvato con las bacterias? Indica 2 pruebas sobre las que se basa. (Calificación máxima 0,5 puntos)

La Teoría de la Endosimbiosis, propuesta por Lynn Margulis, sostiene que las mitocondrias tienen un origen bacteriano. Según esta teoría, en los primeros tiempos de la evolución eucariota, una célula ancestral fagocitó a una bacteria aerobia, pero en lugar de digerirla, ambas establecieron una relación simbiótica.

Las principales pruebas que apoyan esta teoría son:

• Presencia de ADN propio en las mitocondrias, que es circular como el de las bacterias.

• Existencia de ribosomas 70S en las mitocondrias, semejantes a los ribosomas bacterianos, y diferentes de los 80S típicos del citoplasma eucariota.

• Doble membrana: la interna sería propia de la antigua bacteria; la externa provendría de la célula hospedadora.

• Reproducción por bipartición, mecanismo similar al que emplean las bacterias.

d. Explica la relación entre los procesos catabólicos y anabólicos. (Calificación máxima 0,5 puntos)

El catabolismo comprende todos los procesos metabólicos que degradan moléculas complejas en otras más simples, liberando energía en forma de ATP y generando poder reductor (NADH, FADH₂, NADPH).

Esta energía y poder reductor son utilizados en el anabolismo, es decir, en los procesos de síntesis de moléculas complejas (proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, lípidos, etc.) a partir de moléculas simples.

En resumen, el catabolismo suministra la energía y los precursores necesarios para que se lleve a cabo el anabolismo, asegurando el crecimiento, mantenimiento y reparación de las estructuras celulares.

Retroalimentación

1.- (1 punto)

Observe la reacción química que cataliza la enzima:

a) Esta reacción química se produce en la mitocondria.

b) El NADH producido en la reacción se utilizará en la cadena transportadora de electrones.

c) Otra vía metabólica que también genera NADH es la glucólisis, el ciclo de Krebs, la beta-oxidación u oxidación de ácidos grasos, la desaminación de algunos aminoácidos, etc.

2.- (1 punto)

Las células del sistema nervioso obtienen la energía casi exclusivamente de la oxidación aeróbica de la glucosa. Si se produce una deficiencia de esta enzima, las células tendrán mayor dificultad para obtener energía metabólica. Como las células del sistema nerviioso casi no obtienen energía de otras sustancias, se verán muy afectadas para poder obtener ATP para sus procesos celulares.

3.- (1 punto)