Apuntes Bioquimica

CUATRIMESTRE-COMPLETO.
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VHenderson
Bioquímica y Biofísica
1º Grado en Enfermería
Facultad de Enfermería
Universidad de Valladolid
Reservados todos los derechos.

No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.
1º DE ENFERMERÍA – CURSO 21/22
Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.
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1. Elementos presentes principalmente en los seres vivos.
99% de los átomos de nuestro organismo son: C, N, O, H.
0,9% de los átomos de nuestro organismo son: P, S, Cl, Na, Mg, K, Ca.
0,1% son los llamados oligoelementos o trazas. Son esenciales para la vida. Muchos
aparecen como cofactores de enzimas u hormonas. Uno muy importante es el hierro.
Moléculas biológicas: son compuestos de carbono (C) unidos por enlaces químicos.
2. Configuración electrónica del carbono.

La configuración electrónica es la manera en la que se distribuyen los electrones de un
átomo en los diferentes niveles (1, 2…) y subniveles (s, p…) de energía.
Para realizar la configuración electrónica utilizamos el diagrama de Moeller.
1s2, 2s2, 2p2
3. Hibridación sp3 de orbitales atómicos.

Los 4 orbitales híbridos sp3 tienen la misma energía y superior a la del estado
fundamental.
4. Enlace químico: orbitales moleculares.
Los orbitales atómicos se solapan para formar enlaces químicos. A partir de dos orbitales
atómicos se forma un orbital molecular que contendrá los electrones que contenían los
dos orbitales atómicos primitivos, pero ahora compartido entre los dos átomos.
En un papel representamos los 4 enlaces del carbono en un mismo plano pero en

realidad están dirigidos hacia las tres direcciones del espacio. Situando el átomo de C en
el centro de un tetraedro, los enlaces están dirigidos hacia los vértices de ese tetraedro.
5. Enlace covalente (repaso)
• Tiene lugar entre átomos con similar electronegatividad.

• Se establece entre 2 átomos que comparten al menos un par de electrones.
• Enlace muy fuerte.
5.1. Enlace covalente polar/apolar.
La electronegatividad (EN) nos permite medir la capacidad de un átomo de atraer los

electrones compartidos en un enlace covalente.
• Apolar: se da entre átomos que tienen la misma electronegatividad (H, Br, CH3)
• Polar: se da entre átomos con distinta electronegatividad (CH3-OH, H-NH2)
6. Enlace iónico (repaso)
Características:
• Se establece entre átomos con una ∆electronegativa > 2
• Se da entre catión (no metal) y anión (metal).
• Transferencia de electrones: uno de los átomos capta los electrones del otro, no
los comparten.
• Resultado de la atracción electrostática.
• Enlace muy fuerte (energía de enlace = 138kcal/mol).
7. Grupos funcionales
Los grupos funcionales son grupos específicos de átomos dentro de las moléculas
responsables de las reacciones químicas características de esas moléculas.
Los grupos funcionales más comunes en las moléculas biológicas son: aldehído, cetona,
hidroxilo y carboxilo. Las moléculas bilógicas a menudo contienen diversos grupos
funcionales.
8. Conformación y configuración
La estructura tridimensional se describe en términos de configuración y conformación.
Los compuestos de carbono existen normalmente como estereoisómeros, moléculas
que contienen los mismos enlaces químicos y la misma fórmula química pero diferente
distribución espacial (configuración).
La configuración es el resultado de la presencia de enlaces dobles o centros quirales.
La característica que identifica los estereoisómeros es que no pueden ser
interconvertidos sin romper temporalmente los enlaces covalentes.
8.1. Isomería geométrica o cis-trans (derivada de los dobles enlaces)
Alrededor de un enlace simple No permitida alrededor de un enlace doble
8.2. Isomería óptica

Derivada de los carbonos quirales/asimétricos, se caracteriza por presentar un carbono
con 4 sustituyentes diferentes, presenta imagen especular pero no son superponibles.
La isomería óptica es importante ya que muchas moléculas biológicas importantes son
quirales y solo uno de los isómeros es activo biológicamente.
9. Conformación
La conformación son las distintas ºdisposiciones tridimensionales de una molécula que
se alcanza mediante giros de enlaces sencillos sin necesidad de romper enlaces
covalentes. Este término se suele usar para macromoléculas.
10. Interacciones intermoleculares. Enlaces débiles.

Las fuerzas débiles colectivamente tienen una influencia muy significativa sobre la
estructura tridimensional de las proteínas.
10.1. Enlaces de hidrógeno (H)
Se establece entre dos átomos:
• Significativamente electronegativo, generalmente O o N.
• Un átomo de H, unido covalentemente a uno de los dos átomos
electronegativos.
En un enlace de hidrógeno tenemos que distinguir entre el átomo DADOR del hidrógeno
(aquel al que está unido covalentemente el hidrógeno) y el ACEPTOR, que es al átomo
de O o N al cual se va a enlazar el hidrógeno.
10.2. Interacciones iónicas
Se llevan a cabo entre iones, por consiguiente con carga eléctrica neta. Pueden
participar tanto grupos funcionales cargados (carboxilo, amino) como iones
inorgánicos, y pueden ser tanto de atracción, si los iones tienen cargas opuestas
como de repulsión, si presentan igual carga.
10.3. Fuerzas de Van der Waals
Se dan entre dos átomos no cargados que se encuentran muy cerca, debido a que
las nubes electrónicas que los rodean se influyen mutuamente.
Base: Variaciones al azar en las posiciones de los electrones alrededor de un núcleo
generan un dipolo eléctrico transitorio, que a su vez genera un dipolo eléctrico
transitorio, pero de sentido opuesto en el átomo cercano. Estos 2 dipolos se atraen, con
lo que los núcleos de los átomos se acercan más. (interacción electrostática).
Sin embargo, a medida que los núcleos se acercan sus nubes electrónicas comienzan a
repelerse.
10.4. Interacciones hidrofóbicas
Estas se refieren a la asociación o interacción de moléculas apolares o componentes de
moléculas que son apolares en soluciones acuosas.
Es uno de los principales factores detrás de:
• El ensamblamiento de proteínas.
• Las asociaciones proteína-proteína.
• La formación de bicapas lipídicas o micelas.
• La unión de ciertas hormonas a sus receptores (ej. Hormonas esteroideas).
Estas interacciones no son generadas como resultado de fuerzas directas de atracción
entre 2 moléculas apolares.
11. Propiedades físico – químicas del agua y su significado biológico

11.1. Estructura de la molécula de agua
Los orbitales cuya composición electrónica no está completada, se unen a dos átomos
de H de forma covalente.
Los dos pares de electrones de los orbitales sp3 completados permanecen como pares
de e sin compartir.
La disposición de estos orbitales en forma de tetraedro dicta la geometría de la molécula
de agua (2 vértices, átomo de H y los otros 2 con electrones sin compartir).
El núcleo del O es más electronegativo que el del H. Los e- compartidos se sitúan con
más frecuencia cerca del O que del H.
Resultado: Formación de dos dipolos eléctricos a lo largo de los enlaces H-O:
• Cada H 1 carga + parcial (δ+).
• El O porta 1 carga – parcial equivalente en magnitud a la suma de las 2 cargas +
parciales (2δ-).
Geometría: tetraedro
11.2. Enlace de H en la molécula de agua

Como resultado de ello, existe una atracción electrostática entre el átomo de H de una
molécula de agua y el átomo de O de otra molécula de agua, que ya hemos visto antes
y denominamos enlace de H.
11.3. Propiedades del agua

• Cada molécula de H2O puede formar un máximo de 4 puentes de H con otras
moléculas de H2O.
• En 2 puentes actuando como dador del H y en los otros dos como aceptor del H.
• En el hielo cada molécula de agua forma 4 enlaces de H estables, el
máximo posible para una molécula de agua como hemos visto, y generándose
una red cristalina regular.
• En el agua líquida se rompen algunos enlaces de H, pero persiste la mayor parte
(3.4 en promedio por molécula de agua).
• La fluidez del agua líquida se debe a que los enlaces de H están continuamente
formándose y rompiéndose.
• Las moléculas de agua que se liberan de la red ocupan los espacios vacíos de la
misma, con lo que aumenta la densidad con respecto al hielo.
• La capacidad del agua para formar enlaces de hidrógeno, confieren a esta
molécula su elevado punto de fusión y evaporación.
12. El agua como disolvente. Fuerzas hidrofóbicas.
El agua es un buen disolvente de moléculas polares (glucosa) o cargadas (glicina o

aspartato).
Sin embargo, es un mal disolvente de moléculas apolares o hidrofóbicas debido a que el
cambio de estado en un sistema solo se produce si es energéticamente favorable (∆G<0)
12.1. Comportamientos de compuestos anfipáticos en agua
Si tenemos moléculas de lípidos anfipáticos dispersos en la solución, las cabezas no
polares estarán rodeadas de moléculas de agua. La entropía del sistema por lo tanto
disminuye, el sistema está ahora un estado energéticamente desfavorable.
Las porciones no polares de los lípidos se agregan, de esta forma hay menos moléculas
de agua ordenadas y la entropía aumenta. En esta nueva configuración casi todos los
grupos no polares ya no están en contacto con el agua. Por tanto, las moléculas de agua
liberadas incrementan la entropía. Solo las cabezas polares estarían expuestas al agua
1. Ionización del agua y PH
1.1. Ionización del agua
Los enlaces O-H son polares y pueden disociarse/romperse. El producto de la disociación
son un proton (H+) y un ion hidroxido (OH–).
La mayor parte de las moléculas de agua permanecen no ionizadas. El equilibrio de esta
reacción esta fuertemente desplazado hacia la izquierda (baja Keq).
Los H+ no existen libres en la solución de agua. Ya que son inmediatamente hidratados

para formar iones hidronio (H3O+). Un ion hidronio es una molécula de agua con un H+
asociado electrostáticamente a uno de los pares de e- que no forman enlaces.
1.2. Expresión en términos cuantitativos del grado de ionización del agua.
Como sabéis, las concentraciones de las especies químicas que participan en un

equilibrio no son independientes entre si, si no que están relacionados por la constante
de equilibrio:
Keq se puede determinar experimentalmente: 1.8 • 10–16 M a 25C. [H2O] se puede

estimar a partir de su densidad: 55.5 M.
• Producto iónico del agua:
• En agua pura → [H+] = [OH–] = 10–7 M.214-2
1.3. Concepto de PH
El PH se define como el algoritmo negativo de la concentración de H. Sirve para

simplificar la ecuación.
• La suma de PH y POH debe dar siempre 14.
• En una solución neutral: [H+] = [OH–] y el pH es 7.
1.4. PH sanguíneo
El pH normal de los líquidos corporales oscila entre 7.35 para la sangre venosa, por su
mayor contenido en dióxido de carbono y 7.45 para la sangre arterial, con un menor
contenido del mismo. Cuando el pH disminuye por debajo de 7.35 se produce una
acidosis, mientras que si aumenta por encima de 7.45 se produce una alcalosis.
2. Ácidos y bases
2.1. Calculo de H+ y PH en el caso de ácidos y bases fuertes.
Los ácidos y bases fuertes se disocian totalmente en solución acuosa. La concentración de H+ de

una disolución de ácido fuerte (o la concentración de OH- en el caso de una base fuerte), se
calcula a partir de la concentración inicial del ácido o la base.
El PH o el POH lo calcularemos según se han definido:
2.2. Disociación de ácidos y bases débiles.
Un ácido débil no se disocia totalmente y por tanto es necesario considerar su equilibrio de

disociación.
Una base débil no se disocia totalmente y por tanto es necesario considerar su equilibrio de
disociación.
2.3. Tamponamiento contra cambios de PH

Casi todos los procesos biológicos son dependientes del pH. Por eso tanto el pH
citosólico como el pH de los fluidos extracelulares se mantiene constante y
estrechamente regulado.
Esto se consigue principalmente gracias a los tampones biológicos, que son mezclas de
ácidos débiles y de sus bases conjugadas. Estos sistemas tamponadores tienden a resistir
cambios en el pH de la solución acuosa en la que se encuentran cuando se añaden
pequeñas cantidades de ácido (H) o base (OH).
3. Ecuación de Henderson-Hasselbalch
Esta ecuación nos permite cuantificar el comportamiento de los sistemas
amortiguadores:
3.1. Amortiguadores
3.2. Principales amortiguadores biológicos
• Amortiguadores principalmente intracelulares:
o Proteínas
o Fosfato inorgánico (H3PO4) y fosfatos orgánicos
• Amortiguadores principalmente extracelulares:
o Bicarbonato (HCO3 - / CO2)
1. Aminoácidos
Las proteínas son polímeros de aminoácidos. Están formadas por 20 aminoácidos
distintos, que son los mismos a lo largo de toda la escala biológica (aminoácidos
proteicos). Hay otros aminoácidos que no forman parte de las proteínas.
Son el producto de la expresión de los genes. Son las piezas principales de la maquinaria
celular. Las proteínas intervienen en todas las funciones celulares.
1.1 Diversidad funcional de las proteínas
1.2 Estructura general de los aminoácidos

Los aminoácidos presentan isomería óptica, el C es un carbono asimétrico.
2. Los aminoácidos se pueden clasificar según su R
• Grupos R apolares alifáticos (sobresale una cadena lateral): glicina, alanina,
prolina, valina, leucina, isoleucina y metionina.
• Grupos R aromáticos (con un anillo bencénico): fenilalanina, tirosina, tritófano.
• Grupos R polares sin carga: serina, treonina, cisteína, asparagina y glutamina.
• Grupos R cargados positivamente: lisina, arginina, histidina (oscila entre carga
positiva o no tener carga).
• Grupos R cargados negativamente: aspartato y glutamato.
3. Ionización de los aminoácidos

Cada aminoácido contiene al menos 2 grupos funcionales ionizables, cada uno con su
propio pKa. El grupo carboxilo tiene un pKa acídico y estará protonado a pH acídico (o
bajo): −COOH ↔ COO− + H+.
El grupo amino tiene un pKa básico y estará protonado hasta que cierto pH básico (alto)
sea alcanzado: −NH4 + ↔ NH3 + H+.
3.1 Propiedades ácidos-básicas de los aminoácidos
• Los aminoácidos pueden actuar como ácidos y como bases (anfóteros)
• Tienen curvas de titulación características
4. Enlace peptídico
El enlace peptídico es una estructura planar. Los extremos de los péptidos no son
iguales.
4.1 ¿Cómo se nombran los péptidos?

Se comienza por El N-terminal
• Usando los nombres completos de los aminoácidos, acabados en –il: -
serylglycyltyrosylalanylleucine.
• Usando el Código de 3 letras que identifica cada aminoácido: – Ser-Gly-Tyr-Ala-
Leu
• Para péptidos largos (como proteínas) se suele usar el Código de 1 letra: – SGYAL
Un péptido puede tener desde dos aminoácidos hasta varios de miles :
• Oligopéptidos: unos pocos de aminoácidos (- de 20)
• Polipéptidos: - de 100 aminoácidos
• Proteínas: más de 10.000 aminoácidos
4.2 Variedad y funciones de los péptidos
• Hormonas y feromonas: insulina y oxytocina
• Neuropeptidos: sustancia P (mediador del dolor)
• Antibióticos: polymyxina, bacitracina
• Protección, toxinas, e.g: amanitina (setas), conotoxina (serpientes), clorotoxinas
(escorpiones)
1. Funciones biológicas y características generales
Características:
• Las proteínas tienen tamaños muy variables
• Las proteínas tienen una composición de aminoácidos muy variable
• Las proteínas tienen puntos isoeléctricos (PI) muy variables
• Las proteínas pueden ser simple o conjugadas
o Holoproteína = apoproteína + grupo prostético
• Las proteínas pueden ser monoméricas (solo una cadena peptídica) u
oligoméricas (varias cadenas unidas por uniones no covalentes que tienen varias
subunidades como la hemoglobina: una proteína tetramérica que transporta O2
ligado a sus grupos prostéticos).
2. Niveles de estructura en las proteínas

Existen 4 niveles:
2.1. Estructura primaria
Se refiere a la secuencia en que se colocan los aminoácidos a lo largo de la cadena
peptídica. Está determinada por los genes.
Tiene su origen en la pre-pro-insulina, un péptido único. Muchas enfermedades se
deben a mutaciones que alteran la secuencia primaria en uno o varios aminoácidos
como por ejemplo la anemia falciforme o la fibrosis quística. Existen también muchos
polimorfismos que hacen que aparezcan diferencias de secuencia no patológicas entre
proteínas idénticas de distintos humanos.
2.2. Estructura secundaria
Se refiere a la disposición espacial local de residuos de aminoácidos adyacentes que
adopta la cadena principal en un determinado segmento de la cadena polipeptídica.
• Hélice alfa: hélice enrollada a la derecha (dextrógira) en la que las cadenas
laterales salen hacia fuera. Se estabiliza por puente de H intracatenarios entre el
grupo carbonilo y el -N-H de enlaces peptídicos de residuos cercanos. La hélice
tiene 3,6 aminoácidos por vuelta y da una vuelta completa cada 5,4Å (1,5Å/aa).
Los enlaces peptídicos se encuentran alineados aproximadamente de forma
paralela al eje de la hélice.
• Hoja beta plegada: el esqueleto de la cadena polipeptídica se encuentra
extendida en forma de zig-zag. Se dispone una cadena lateral hacia arriba y la
siguiente hacia abajo. Se encuentra estabilizada por puentes de H entre una
cadena y otra. Está mucho más extendida que la hélice alfa, avanza 3,5Å/aa.
• Giros beta: ocurren frecuentemente cuando las cadenas cambian de dirección.
Esta estructura forma un giro cerrado de 180º en el que están involucrados 4
aminoácidos. El giro está estabilizado por un puente de H entre el O del grupo
carbonilo del enlace peptídico del primer aminoácido y el H del grupo amida
situado 3 residuos más adelante en la secuencia. Los aminoácidos que facilitan
el giro son: prolina y glicina.
Hélice alfa Hoja beta plegada
2.3. Estructura terciaria

Se refiere a la disposición espacial global del conjunto de los átomos de una proteína. Se
encuentra estabilizada por numerosas interacciones débiles entre las cadenas laterales
de los aminoácidos (hidrofóbicas, polares, puentes disulfuro).
Los aminoácidos que interactúan no tienen necesariamente que estar situados de forma
contigua en la secuencia primaria.
Existen dos tipos:
• Proteínas fibrosas: dan estructura y sostén. Tienen una estructura alargada y son
resistentes. Ej.: queratina o colágeno.
• Proteínas globulares: esféricas y más funcionales. Ej.: mioglobina.
Los polipéptidos grandes pueden plegarse en dos o más subunidades globulares estables
denominadas dominios.
PROTEÍNA PROTEÍNA
GLOBULAR FIBROSA
2.4. Estructura cuaternaria

La proteína tiene varias cadenas polipeptídicas unidas de forma no covalente que
interaccionan entre si durante la actividad funcional.
Las proteínas pueden ser:
• Monoméricas: un solo péptido.
• Oligoméricas: más de un polipéptido que contiene 2 subunidades o más
• Di-, tri-, tetra-…etc.: prefijos que indican el número de subunidades
• Homómero: formado por varias subunidades idénticas
• Heterómero: formado por subunidades diferentes.
3. Desnaturalización y renaturalización
La mayoría de las proteínas requieren asistencia para plegarse correctamente en el
interior de las células.
• Enzimas que facilitan conversiones entre diferentes configuraciones:
o Proteína disulfuro isomerasa (PDI): reorganización de puentes disulfuro.
o Péptido prolil cis-trans isomerasa (PPI): transformación trans-cis de
enlaces peptídicos en los que interviene la prolina.
• Proteínas que facilitan plegamiento con la conformación correcta:
o Chaperonas (Hsp70): se unen a las cadenas polipeptídicas en crecimiento
impidiendo su plegamiento prematuro o su plegamiento antes de que la
proteína alcance su orgánulo de destino.
o Chaperoninas (Hsp60): formadas por 2 cámaras que funcionan de
manera alternativa. Dentro experimenta los cambios conformacionales
necesarios para el correcto plegamiento de la proteína acoplados a la
hidrólisis lenta de ATP. La hidrólisis de ATP también regula la captación y
liberación de la tapa GroES. La proteína se libera cuando se disocia GroES.
El plegamiento defectuoso de proteínas es causa de numerosas enfermedades como
por ejemplo la encefalopatía espongiforme bovina (enfermedad de las vacas locas) o la
enfermedad de Creutzfeldt-Jakob.
1. Relación, estructura y función
La función de muchas proteínas implica la unión rápida y reversible a otras moléculas.
• Ligando: complementario al sitio de unión
• Sitio de unión: región de la proteína donde se une el ligando (centro activo en el
caso de las enzimas).
La unión de un ligando produce un cambio conformacional (encaje inducido).
Las proteínas son flexibles, sufren ciertos cambios conformacionales específicos que son
esenciales para su función.
Las interacciones ligando-proteína pueden estar reguladas por otros ligandos, lo que
recibe el nombre de alosterismo. Una proteína alostérica es aquella en la cual la unión
de un ligando a un sitio de unión afecta a las propiedades de unión de otro sitio de unión
en la misma proteína.
• Los ligandos que afectan a la unión del ligando principal se denominan modula-
dores.
• Los moduladores pueden ser positivos o negativos.
• Si el modulador y el ligando es la misma molécula, la interacción se llama homo-
trópica.
• Si el modulador y el ligando son moléculas diferentes, la interacción se llama he-
terotrópica.
2. La mioglobina
Es una proteína de 153 aminoácidos capaz de unir O2 de forma reversible. Sirve para
almacenar oxígeno a nivel de los músculos (proteína monomérica).
Tiene un grupo prostético llamado hemo que esta formado por un anillo de
protoporfirina IX (4 anillos pirrólicos unidos por enlaces meteno) unido a un átomo de
hierro en su estado ferroso (Fe+2 que tiene 6 enlaces de coordinación).
Las interacciones ligando-proteína pueden describirse cuantitativamente considerando
la ecuación de equilibrio:
La P50 es la PO2 (presión de oxigeno) a la que la mitad de los sitios de unión de la
proteína están llenos de O2. La P50 nos habla de la afinidad de la mioglobina con el
oxígeno. Cuanto más grande la P50, menos afinidad.
La P50 de la mioglobina es demasiado baja ( = mucha afinidad) para transportar O2 en
la sangre, por esto no lo cede.
El O2 se transporta en la sangre unido a la hemoglobina (Hb). La Hb es un tetrámero

formado por 2 subunidades α y 2 subunidades α2β2. Cada subunidad es
estructuralmente similar a la mioglobina.
La unión del O2 sigue una cinética sigmoide:
La cooperatividad de la hemoglobina se debe a que la unión del O2 a una subunidad
produce un cambio de conformación que afecta a todas las subunidades. La unión del
oxígeno a un sitio de unión altera al resto, no son independientes.
2.1. Efecto del PH en la unión del O2 a la Hb

La concentración de H+ afecta al equilibrio de disociación de la Hb – O2 (efecto Bohr).
La molécula de oxígeno se une de forma reversible con el grupo hemo de la
hemoglobina.
• Cuando PO2 es alta, se favorece la unión del oxígeno a la hemoglobina y la libe-
ración de CO2.
• Cuando la concentración de CO2 es alta, se une CO2 a la hemoglobina y la afini-
dad por el O2 disminuye haciendo que este se libere (Bohr)
• Cuando la afinidad de la hemoglobina por el O2 disminuye, la curva se desplaza
hacia la derecha y la P50 aumenta
El CO2 producido en los tejidos se convierte en los hematíes en CO3H- y H+. El CO3H- se
transporta en el plasma y los H+ unidos a la Hb.
El CO2 se elimina en los pulmones tras ser formado de nuevo en los hematíes a partir
del CO3H- del plasma y de los H+ que se liberan en la oxigenación de la Hb.
Los tejidos metabólicamente activos generan H+, descendiendo el PH de la sangre cerca

de los tejidos respecto a los pulmones (catalizado por anhidrasa carbónica).
La afinidad de la Hb por el O2 depende del PH. La diferencia de PH entre pulmones y

tejidos metabólicamente activos incrementa la eficacia del transporte de O2. Esto se
conoce como efecto Bohr.
La unión del O2 a la Hb está regulada por el 2,3-bifosfoglicerato. Es un regulador
negativo de la función de la Hb y esta presente a concentraciones mM en eritrocitos. Es
producido a partir de un intermediario de la glucólisis.
El 2,3-BPG se une a la cavidad central de la Hb que esta recubierta de aminoácidos
cargados positivamente. Estabiliza el estado T y disminuye la afinidad de la Hb por el O2.
El 2,3-BPG juega un papel importante en las adaptaciones fisiológicas a menor PO2 a
grandes alturas.
3. Hemoglobina
La hemoglobina es una proteína polifórmica.
La hemoglobina fetal (HbF o α2γ2) tiene mayor afinidad por el O2 que la del adulto.
3.1. Hemoglobinas patológicas
Existen más de 500 variantes genéticas, la mayor parte muy raras.
La anemia de células falciformes es una enfermedad autosómica recesiva frecuente en
África. La nueva cadena lateral de valina se puede unir a la cadena lateral de otra
molécula de Hb para formar cadenas similares a las de las proteínas amyloidgenicas.
Esto deforma los eritrocitos.
Los individuos homocigotos que no son tratados mueren durante la infancia mientras
que los individuos heterocigotos exhiben resistencia a la malaria.
1. Proteínas con función estructural: proteínas fibrosas
ESTRUCTURA PROPIEDADES
α-queratina Hélices α con Muy resistentes e
(cabello, uñas) entrecruzamientos de insolubles. Dureza y
puentes S-S flexibilidad variable
Fibroína de seda Hojas β Filamentos suaves y
flexibles
Colágeno Elevada resistencia a la
(piel, tendones. Matriz Triple hélice del colágeno tensión sin estiramiento.
ósea, córnea) Proteína más abundante
del cuerpo: 25%
Elastina Sin estructura definida. Fuente y elástica, se
(piel, paredes de las Contiene desmosina. puede estirar varias veces
arterias, pulmones, su tamaño y luego
intestino) recuperarlo
2. Estructura del colágeno

La cadena del colágeno es una
repetición del tripéptido Gly-X-Y,
donde X suele ser Pro e Y suele ser
4(OH)Pro. También hay Ala y
5(OH)Lys. La cadena adopta una
estructura secundaria helicoidal
distinta de la hélice a:
• 3 aa/vuelta
• levógira.
Tres cadenas se superenrollan en
sentido dextrógiro para dar lugar a
la triple hélice del colágeno.
Algunos residuos de prolina y lisina se hidroxilan tras la síntesis de cada cadena de
colágeno.
La hidroxiprolina es necesaria para
estabilizar la triple hélice del colágeno
mediante la formación de puentes de
hidrógeno intercatenarios. La lisina e
hidroxilina son necesarias para formar
puentes cruzados con otras triples hélices.
El déficit de vitamina C produce escorbuto. No hay una buena producción de colágeno
y el producido es débil. La vitamina C es necesaria para mantener un átomo de Fe del
centro activo de la prolil-hidroxilasa y la lisil-hidroxilasa en estado Fe 2+. La vitamina C
es el agente reductor.
Fuentes y requerimientos de vitamina C:
• Verduras (espinacas, tomates, patatas) y frutas (naranjas y cítricos)
• 60 mg/día
Las fibras de colágeno se ensamblan en la matriz extracelular. Las moléculas de
tropocolágeno se alinean de forma escalonada para formar fibrillas de colágeno. El
colágeno de tropocolágeno se forma en los ribosomas, de ahí pasa al exterior de la célula
y se secreta el procolágeno.
Este procolágeno se ensambla mediante puentes cruzados (tropocolágeno) obteniendo
finalmente una fibrilla de colágeno.
3. Proteínas musculares: el sarcómero

La organización de los sarcómeros es la causa del aspecto estriado de los músculos. Los
filamentos están formados por actina. La actina es una proteína globular presente en la
mayoría de las células eucariotas. Actina G (globular) y la F (filamentosa).
3.1. Motores moleculares: actina y miosina
Los filamentos gruesos están formados por miosina: una proteína fibrilar con dos
dominios globulares.
La contracción tiene lugar mediante el deslizamiento de los filamentos finos sobre los
gruesos.
El ión Ca2+ desencadena la contracción. En reposo, la tropomiosina bloquea los sitios de

unión de la miosina en la actina. Cuando se une Ca 2+ a la troponina C el complejo
troponina-tropomiosina se mueve y deja expuestos los sitios de unión de la miosina en
la actina.
4. Inmunoglobulinas: estructura, conformación y tipos
Las inmunoglobulinas G (IgG) están formadas por cuatro cadenas polipeptídicas: 2
cadenas pesadas (H) y 2 cadenas ligeras (L).
• Cadenas ligeras: están divididas en dos dominios, uno constante y otro variable.
• Cadenas pesadas: están divididas en cuatro dominios, 3 constantes y 1 variable.
Los dominios variables de cada cadena constituyen el sitio de unión al antígeno (hay
dos por anticuerpo). Esa hipervariablidad en sus secuencias les confiere la especificidad
para cada antígeno.
Existen 5 tipos de inmunoglobulinas:
• Monómero: IgD, IgE, IgG
• Dímero: IgA
• Pentámero: IgM
5. Proteínas plasmáticas
El plasma sanguíneo está formado por: agua (90%), proteínas plasmáticas (6-8%) y
electrolitos (Na+ y Cl-) 1%.
También contiene otros componentes: nutrientes (glucosa, aa), (hormonas (cortisol,
tiroxina), desechos (urea) y gases (CO2, O2).
5.1 Plasma y suero
▪ Plasma: es la parte líquida de la sangre coagulada
▪ Suero: es la parte líquida de la sangre después de la coagulación. Carece de
factores de coagulación en especial de frininógeno. (Suero = plasma-
fibrinógeno)
5.2 Proteínas plasmáticas
Funciones principales:
• Transportar compuestos liposolubles
• Regular la presión oncótica
• Respuesta inflamatoria y lucha contra la infección
• Coagulación y amortiguación de Ph
5.3 Proteinograma: Separación de proteínas del plasma por electroforesis
Separa las proteínas en función de su desplazamiento a través de un soporte poroso
cuando se someten a un campo eléctrico. La velocidad de migración es directamente
proporcional a la carga eléctrica e inversamente proporcional a la masa de la proteína.
Se hace a pH alcalino (8.9) para que las proteínas tengan carga negativa.
1. Bases nitrogenadas
Las bases nitrogenadas son:
• Presentes en el ADN y ARN:
o Adenina (A)
o Guanina (G)
o Citosina (C)
• Solo presentes en uno de ellos:
o Timina (T) → ADN
o Uracilo (U) → ARN
Pueden ser:
• Púricas: son las más grandes y están formadas por dos anillos. Adenina y guanina
• Pirimidínicas: son las más pequeñas y están formadas por un único anillo.
Citosina, Timina y Uracilo.
• NULEÓSIDO = BASE NITROGENADA + PENTOSA

2. Nucleótidos • NUCLEOSIDOS + FOSFATOS = NUCLEÓTIDO
2.1. Funciones de los nucleótidos

• Son monómeros de los ácidos nucleicos: DNA y RNA
o Almacenamiento de la información genética (DNA)
o Transmisión informática genética (mRNA)
o Procesamiento de la información genética (ribozimas)
o Síntesis protética (tRNA y rRNA)
• Son moléculas señalizadoras (efectores alostéricos): cAMP, cGMP
• Componente de coenzimas: NAD, NADP, FAD, coA, S-Adenosil Metionina
• Moneda energética: ATP, GTP
• Activadores de moléculas para la biosíntesis
o Glúcidos: UTP
o Lípidos: CTP
2.2. Estructura de los polinucleótidos

Los nucleótidos pueden unirse unos con otros para formar polinucleótidos. La unión
tiene lugar entre el fosfato en 5´ de un nucleótido y el OH en 3´de otro nucleótido (los
nucleótidos tienen un extremo 5ý un extremo 3´). Tienen polaridad y el extremo
5´siempre se representa a la izquierda y el 3á la derecha.
A. Estructura de una pentosa
La pentosa puede ser de dos clases:
• Ribosa: en ácidos nucleicos (ARN)
• Desoxirribosa: en ácido desoxirribonucleicos (ADN)
3. Nucleasas
Loa ácidos nucleicos son degradados por nucleasas. Las nucleasas rompen enlaces
fosfodiéster, son fosfodiesterasas. Según los tipos pueden romper a un lado u otro del
fosfato y algunas rompen en secuencias específicas y otras al azar.
Las nucleasas degradan solamente el DNA: DNasas (desoxirribonucleasas). Las nucleasas

específicas para el RNA: RNasas (ribonucleasas).
• Las nucleasas que cortan en el interior de la cadena de polinucleótidos
(endonucleasas)
• Las nucleasas que cortan en los extremos de la molécula (exonucleasas)
4. Doble hélice de ADN
Modelo de doble hélice del DNA de Watson y

Crick Rosalind Franklin.
La molécula de DNA está compuesta por dos
cadenas de DNA enrolladas sobre otra,
formando una doble hélice (dúplex).
4.1. Características de la doble hélice de DNA
• Las dos cadenas de DNA en la doble hélice son complementarias
• Las dos cadenas corren en direcciones opuestas; son antiparalelas
• La doble hélice es maciza están enfrentadas las bases de una cadena con las d
ela otra y no hay espacios entre ellas.
• Se enfrentan siguiendo reglas precisas A-T y G-C, entre A-T se forman dos enlaces
por puentes de hidrógenos y entre G-C se forman tres enlaces por puentes de
hidrógeno.
4.2. Desnaturalización del DNA

La desnaturalización puede ser inducida por alta temperatura o cambios de pH.
• Los enlaces de hidrógeno se rompen (se separan las dos hebras).
• Los enlaces covalentes permanecen intactos (el código genético permanece
intacto).
• Se pierde el apareamiento (aumenta la absorbancia en el UV.
• La renaturalización puede ser reversible: renaturalización
5. Hibridación del ADN

Tras haberse desnaturalizado el DNA pueden formarse
híbridos de todos tipos entre dos cadenas de DNA, dos cadenas
de RNA o una cadena de DNA y otra de RNA.
Se puede identificar la cadena de DNA que se quiere hibridar
por una sonda que lo marca, el marcaje real son marcajes
fluorescentes.
La sonda es un segmento de ácido nucleico marcado que
contiene una secuencia complementaria de otro ácido
nucleico que queremos detectar por hibridación.
Si la sonda y el ácido son complementarios no puede haber
apareamiento de bases ni la hibridación es posible. Pero a
veces aunque una base falle si que puede haber hibridación.
Depende:
• Hibridación estricta: todas las bases de las sondas
tienen que ser complementarias al DNA que hibridan.
• Hibridación poco rigurosa: algunas bases de las sondas
no son complementarias con ADN que hibrida.
Esto es importante porque se pueden hacer ambas cosas variando la temperatura o el
pH según nos interese una hibridación u otra. Tipos de hibridación:
• Hibridación “in situ”: se pintan los cromosomas utilizando sondas marcadas con
varios colores. Se hibridan dos sondas porque son cromosomas en metafase
donde el ADN está duplicado por lo que hay dos dobles hélices de ADN y cada
sonda va con cada hélice.
6. Material genético en cromosomas

6.1. El material genético en eucariotas
• Tienen varios cromosomas (46 en el hombre)
• Son diploides (tienen dos juegos de cromosomas)
• DNA línea de doble hélice (6x10º pares de bases
en humanos)
• Las mitocondrias tienen su propio DNA circular de
doble hélice
6.2. El material genético en procariotas
• Tienen un único cromosoma
• Formado por ADN circular de doble hélice
• Contiene unos 5x106 pares de bases (alrededor de
3000 genes muy próximos entre si)
• Muchas bacterias poseen plásmidos
o DNA circulas de doble hélice
o 2000-4000 pares de bases
o Uno o varios plásmidos
o Contienen genes de resistencia a
antibióticos
1. Flujo de la información genética
Watson y Crick propusieron un esquema de flujo de la información, el dogma central de
la biología.
El ADN se replica, es decir, puede formar copias de si mismo o copias de ARN, lo que
recibe el nombre de transcripción.
El ARN se traduce a las proteínas. El paso de ARN a ADN es posible y a esto se le llama
transcripción inversa o retrotranscripción. Algunos virus pueden replicar su ARN.
2. Replicación del ADN

Es semiconservadora y ocurre bidireccionalmente. Se separan las hebras (hebras hijas)
y sobre las hebras antiguas se forman dos complementarias nuevas, sintetizándose
nuevo ADN. El resultado son dos moléculas de ADN hijas idénticas a la parental.
El ADN es sintetizado por las ADN polimerasas (enzimas que añaden nucleótidos a un
ARN cebador llamado iniciador o primer).
Características de las ADN polimerasas:
• Necesitan un molde que actúa como patrón
• La síntesis ocurre en dirección 5’ → 3’. Lee la hebra molde en sentido 3’ → 5’
• El cebador tiene que aparearse con el molde, el cual tiene que estar en dirección
contraria (3’ → 5’)
La ADN polimerasa utiliza el cebador para unir esos nucleótidos y así aparearse con el
molde.
Puede ocurrir que suceda alguna mutación o error y, entonces, entra en juego la
actividad exonucleasa (eliminan nucleótidos erróneos y luego añaden el correcto). A
esto se le llama “función de corrector de errores”.
2.1. Inicio de la replicación
La replicación comienza en el origen de replicación. Es un proceso muy regulado que
sucede justo antes de la división celular.
La doble hélice se separa y forma la burbuja de replicación. La burbuja se va abriendo
hacia ambos lados y en los extremos se forman dos horquillas de replicación (una a cada
lado). Se llaman horquillas porque su forma se asemeja a un tenedor que utiliza un
campesino para mover la paja.
2.2. Cebador ARN (primer) y polimerasa

Lo que ocurre en una horquilla es simétrico de lo que pasa en la otra.
La síntesis de ADN no puede comenzar sin un cebador, entonces, se utiliza un pequeño
segmento de ARN llamado primer que es sintetizado por la enzima primasa (ARN
polimerasa). Las ARN polimerasas no necesitan cebador.
Así una hebra del nuevo ADN se sintetiza de manera continua al mismo tiempo que se
abre la doble hélice. Es la llamada hebra adelantada, continua o guía.
La otra hebra se sintetiza después de la adelantada/continua/guía y se sintetiza en
fragmentos. Es llamada hebra retardada, rezagada o discontinua.
2.3. Fragmentos de Okasaki
Los fragmentos que se van en la hebra retardada se llaman fragmentos de Okasaki. Para
unir dichos fragmentos hay que eliminar el ARN cebador y sustituirlo por ADN.
La ADN polimerasa tiene actividad polimerasa 5’ → 3’, añade ADN hasta que encuentra
el cebador. La actividad exonucleasa 5’ → 3’ quita el cebador y lo sustituye por ADN.
Se queda un pequeño hueco que se llama Mella que es cerrado posteriormente por la
ADN ligasa.
3. Replicación del ADN en eucariotas
3.1. Problema en la replicación de los extremos de ADN lineal

En las bacterias no hay problemas en la replicación de ADN porque es circular y al no
tener extremos, ambas hebras se encontraran en algún punto.
En cambio, los organismos eucariotas, al replicar el ADN lineal, al unir los fragmentos de
Okasaki y llegar al extremo, tenemos ARN que será eliminado y no puede ser sustituido
por ADN. Para que pueda ser sustituido necesitamos cebador y no hay.
Las hebras nuevas serán más cortas que la hebra molde. Esto ocurre porque un
segmento muy pequeño de ARN es eliminado cada vez que se replica.
Los extremos de los cromosomas eucarióticos se llaman telómeros. El resultado de
varias replicaciones es el acortamiento de los telómeros lo que promueve la muerte
celular. Para que esto no ocurra existe la telomerasa.
La telomerasa es una enzima que se une a los extremos 3’ del cromosoma y añade ADN
de longitud variables según la especie. Añade nucleótidos en lado contrario al que se
han perdido, así consigue que no se acorte (aunque sea un lado más largo que otro).
Al final resultan ciclos de alargamiento (la telomerasa añade ADN antes de cada
replicación) y acortamiento por lo que finalmente se mantiene la longitud del
cromosoma. Las células adultas no tienen telomerasa por lo que se van acortando hasta
que es tan pequeño que la célula muere.
En EEUU venden activadores de telomerasa (TA65) pero aquí es ilegal ya que aparecen
tumores porque las células están programadas para morir y si hacemos que vivan más
tiempo del que deben, hay mayor probabilidad de que se conviertan en células
cancerosas (inmortales porque no pierden telomerasa).
3.2. Transcriptasa inversa
La transcriptasa inversa coge un
segmento de ARN y lo copia para
formar ADN. Ella misma elimina el
ARN y crea ADN y así consigue la
doble hélice del ADN. Esta enzima
esta en los retrovirus como por
ejemplo el virus del VIH. LA
transcriptasa inversa comete
muchos errores, el virus muta, por lo
que es muy difícil conseguir cura
contra el virus.
1. ARN
El ARN es sintetizado utilizando la hebra molde del ADN. Está formado por una sola
hebra de nucleótidos y contiene ribosa en lugar de desoxirribosa y uracilo en lugar de
timina.
Una molécula de ARNm puede codificar más de una proteína. Junto con el ARNt
transfieren información genética desde el ADN hasta las proteínas.
1.1. Tipos de ARN en procariotas y eucariotas

Cantidad Coeficiente de Número de
Tipos de ARN Vida media
relativa sedimentación nucleótidos
23s 3700
ARNr
80% 16s 1700 Larga (días)
(ribosómico)
5s 120
ARNt
15% 4s 75 Larga (días)
(transferencia)
ARNm
5% Heterogéneo Corta (min)
(mensajero)
2. Síntesis de ARN
La síntesis del ARN la llevan a cabo las ARN polimerasas. Estas necesitan un molde pero
no un cebador. La síntesis ocurre en sentido 5’ → 3’ y cometen un gran número de
errores (1 de cada 10000).
Las ARN polimerasas solo transcriben una de las hebras de ADN por lo que la hebra que
se codifica se la denomina codificante y va a ser idéntica a este y complementaria a la
molde. Un gen se representa por su hebra codificante.
En organismos eucariotas, las ARN polimerasas sintetizan distintos tipos de ARN:
• ARN polimerasa I = ARNr
• ARN polimerasa II = ARNm → inhibida por α-amanitina (toxina)
• ARN polimerasa III = ARNt
Para el inicio de la transcripción, la ARN polimerasa se une a unas zonas a la izquierda

del gen llamadas promotor.
2.1. Numeración nucleótidos de ADN con respecto al punto de inicio de la transcripción
Se denomina +1 al punto de inicio. Hacia la derecha de este se consideran valores
positivos y hacia la izquierda valores negativos.
Lo que se encuentra a la derecha del punto de inicio se considera: hacia 3’, hacia la
derecha del gen o hacia abajo del gen.
Lo que se encuentra a la izquierda del punto de inicio se considera: hacia 5’, hacia la
izquierda del gen o hacia arriba del gen.
Un gen se representa por su hebra codificante.
2.2. Factores de transcripción

Son los elementos que unen proteínas (una o varias). Pueden ser:
• Factores de transcripción generales: presentes en todas las células.
• Factores de transcripción específicos: en algunas células si y en otras no. Si faltan
estos factores específicos no se puede hacer el gen.
Una vez que se coloca el promotor central comienza la transcripción.
2.3. Splicing
No se conoce la mayoría de las secuencias reguladoras de los genes humanos ni los
genes que hay. En eucariotas los genes son discontinuos y en el ser humano están
formados por:
• Intrones: segmento de gen que se transcribe pero no aparece en ARN maduro
• Exones: segmento de gen presente en ARN maduro
En el ADN eucariota, los intrones suponen el 90% del gen. Esto hace que los genes
eucariotas sean tan largos.
La ARN polimerasa transcribe todo el gen. Se eliminan los intrones en un proceso de
corte y empalme (splicing). Los complejos que eliminan los intrones son splicnosoma.
La eliminación de los intrones se puede hacer de varias maneras aunque destaca:
• El corte y empalme alternativo: se eliminan los intrones pero no de la misma
forma y pueden formar proteínas ligeramente distintas. Se las llama proteínas
isoformas, es decir, funcionan de diferente manera en diferentes órganos.
En el ser humano todos los ARN contienen intrones excepto dos genes. En el ser humano
se calcula que se producen tres proteínas por cada gen.
2.4. Modificaciones del ARNm en eucariotas
Existe un ARN precursor que tiene los intrones. Al extremo 5’ se le añade una base
metilada y a esta estructura se le denomina CAP (casquete 5’). Este extremo es similar
en todos los nucleótidos. En el extremo 3’, hay una cola de adenina (cola de poli-A).
Funciones del CAP Funciones de la cola de poli-A

Marca el extremo 5’ para el Aumenta la eficacia de la traducción del
procesamiento del primer axón ARNm
Interacciona con proteínas nucleares Protege al ARNm de la degradación por
para facilitar el transporte de ARNm nucleasas
Interviene en la unión de los ribosomas al
ARNm y aumenta la eficiencia de traducc
Protege de la degradación por
exonucleasas 5’ → 3’
3. Código genético
Características:
• Los aminoácidos vienen indicados por grupos de tres pares de bases (codones o
tripletes)
• El código no solapa, comienza a leer en un punto y a partir de ahí de tres en tres.
No se une un codón con el siguiente
• Hay codones que indican los puntos de comienzo (AUG) y fin de lectura (codones
de terminación/stop: UAA, UAG, UGA)
• El código es degenerado, es decir, hay aminoácidos que vienen codificados por
varios codones.
• El código es universal (o casi porque en las mitocondrias hay ligeras diferencias)
4. Mutaciones
Las mutaciones son alteraciones en el material genético de una célula que se transmite
a su descendencia. Hay varios tipos:
• Mutaciones puntuales: afectan a uno o varios tipos de bases.
o Sustituciones: cambio de un par de bases por otro
▪ De cambio de sentido: un aminoácido cambia por otro
❖ Conservadoras: los aminoácidos que cambian son
similares unos a otros y puede no tener efecto sobre la
proteína
❖ No conservadoras: los aminoácidos que cambian son muy
distintos unos a otros y es más fácil que se produzca
mutación
▪ Silenciosas: puede cambiar un codón por otro pero el aminoácido
sigue siendo el mismo
o Inserciones y eliminaciones de pares de bases:
▪ Sin sentido: se produce el corrimiento de fase o marco de lectura
• Mutaciones espontáneas o inducidas por mutágenos: ocurren sin que se pueda
hacer nada para evitarlo.
Las mutaciones ocurren continuamente, hay reacciones por mutaciones de las células.
En todas las células se producen al día cientos de daños en el ADN pero solamente se
consideran mutaciones cuando se transmiten a la siguiente generación.
4.1. Reparación del ADN
Sin los sistemas de reparación se producirían muchos problemas ya que no quitarían las
mutaciones. Requieren gran cantidad de energía y hay varios tipos:
• Reparación de apareamientos incorrectos: se produce después de la acción de la
ADN polimerasa. El defecto de este sistema produce cáncer de colon hereditario
• Reparación por corte de bases: elimina bases que no deben estar en el ADN
(uracilo). Mueren antes de nacer.
• Reparación por corte de nucleótido: para grandes lesiones en la hélice del ADN.
Un defecto en este sistema produce la xeroderma pigmentosum: alta capacidad
para sufrir cáncer de piel.
• Reparación directa: no corta nada, si hay algo alterado lo modifica.
5. Método de AMES para detectar sustancias cancerígenas
Este sistema consiste en utilizar una bacteria con una rata de laboratorio. Se utiliza
salmonella en una cepa distinta que le impide sintetizar histidina y se siembran las
bacterias en una placa de Pectri con una pequeña capa de agar.
El medio nutritivo carece de histidina lo que impide que las bacterias puedan crecer.
Se introduce una sustancia en el centro cuyo poder mutagénico se quiere comprobar.
La concentración del posible mutágeno será mayor en el centro que en los bordes.
La placa se cultiva a 37ºC durante unos días. Si la sustancia es mutagénica permiten a la
bacteria sintetizar histidina y crecer formando colonias.
Un exceso de mutágeno puede hacer que las bacterias mueran.
El método AMES sirve para conocer si una sustancia es cancerígena en el ser humano ya
que las mutaciones y el cáncer están estrechamente relacionadas.
Si un mutágeno llega al hígado, debido a su sistema de detoxificación, puede hacer que
una sustancia mutagénica deje de serlo o viceversa.
El RNA mensaje lleva el mensaje genético en forma de codones a los que se les
corresponde un aminoácido. Hay una molécula adaptadora que adapta el aminoácido al
codón. Watson postulo que dicha molécula era un RNA de transferencia.
1. RNA de transferencia
1.1. Estructura secundaria

Cada uno de los 20 aminoácidos tiene además como mínimo un tipo de tRNA asignado.
Además de esta función de adaptador, también desarrolla una segunda función
consistente en activar el aminoácido a través de un enlace rico en energía entre el
extremo carboxilo del aminoácido y el tRNA.
Son moléculas muy pequeñas de las que existen al menos 32 variedades distintas,
incluso en algunas células más. Con una serie de características comunes:
• Presentan bases modificadas en al menos 8 de sus nucleótidos
• Su extremo 5´suele llevar una guanina, mientras que el extremo 3´lleva una
secuencia fija de CCA.
• El brazo AA o aminoacídico es el punto de unión al aminoácido. A través del
grupo carboxilo del aminoácido se forma un enlace éster con el C2ó 3´de la
adenosina situada en el extremo 3´del tRNA
• El brazo del anticodón contiene la secuencia complementaria y antiparalela de
la del codón. La interacción codón-anticodón se realiza por apareamiento
antiparalelo por aparición de puentes de hidrógeno entre las bases
complementarias.
1.2 Estructura terciaria
El tRNA posee una conformación bien definida. La molécula adopta una conformación
en forma de L. Una de las partes de la L está formada por los brazos aceptos y T, plegados
en una doble hélice, la otra parte está formada por las asas aceptor y anticodón. Cada
parte tiene una longitud de unos 60 Aº, los sitios aceptos y codón están opuestos a una
distancia de 76 Aº.
El mantenimiento de la estructura terciaria se debe a puentes de hidrógeno e
interacciones por apilamiento de bases.
2. Ribosomas
Son grandes complejos formados por RNA y proteínas. La mayor parte de su masa y
propiedades catalíticas es RNA.
• Los ribosomas bacterianos son algo más pequeños
• Los ribosomas en eucariotas son algo más grandes y complejos con casi 50
proteínas distintas y diferentes RNA ribosomales. La mayor parte de la masa de
la subunidad menos es RNA, al igual que en la subunidad mayor. En la subunidad
mayor alguno de los RNA tiene propiedad enzimática.
3. Etapas de la síntesis de proteínas

3.1. Activación
Activación de los aminoácidos por unión de su tRNA específico. Se produce por unión de
los aminoácidos a su tRNA específico. Aminoacil-tRNA sintetasa.
Existe un aminoacil-tRNA sintetasa para cada aminoácido, hay 20 aa-tRNA sintetasas.

Tienen que reconocer de forma específica tanto el aminoácido como el tRNA que le
corresponde (el tRNA no se reconoce solo por el anticodón). Tienen función correctora
de sus propios errores si incorporan un aa erróneo.
3.2. Iniciación
Unión del mRNA y del tRNA de incio a la subunidad pequeña seguido de la unión de la
subunidad grande del ribosoma. En procariotas al etapa de iniciación requiere 3 factores
de iniciación: IF1, IF2 e IF3 y energía en forma de GTP.
3.3. Elongación
Crecimiento de la cadena polipeptídica por la formación de enlaces peptídicos entre los
aminoácidos unidos a los sucesivos tRNAs. El mRNA se lee en dirección 5´-3. Las
proteínas crecen en dirección amino aa carboxilo. El primer aminoácido introducido es
el amino terminal.
En esta etapa intervienen los factores de elongación (FE) y se distinguen tres etapas que
se repiten de manera cíclica.
• Unión del aminoacil-tRNA: correspondiente al codón del centro A mediante
puentes de hidrógeno, con hidrólisis de una molécula de GTP para proporcionar
la energía necesaria para situar el aminoacil-tRNA en la posición adecuada.
• Formación de enlace peptídico: el primer enlace se forma entre la metionina del
centro P y el aminoacil tRNA del entro A. Se forma un dipéptidil unido al centro
A y el tRNA sin aminoácido queda unido al P. Se gasta una molécula de GTP.
• Transposición o translocación ribosomal: el ribosoma se traslada al nuevo codón
y el tRNA pasa al centro E y sale del ribosoma. El dipeptidil-tRNA queda en el P y
el A queda libre.
3.4. Terminación
Está señalizada por un codón de stop. Al añadir el último aminoácido el polipéptido
queda unido de forma covalente por su extremo carboxilo al tRNA del centro A. Se
produce traslocación y el centro A se vacía. Intervienen unos factores proteicos de
liberación que consumen GTP.
El polipéptido, el tRNA t el mRNA se separan del ribosoma, el cual se disocia en sus dos
subunidades. Al terminar este proceso, se da el procesamiento de las proteínas donde
las cuales se enrollan y se pliegan para formar una proteína con función específica.
4. Inhibidores de las síntesis de proteínas

Muchos inhibidores de la síntesis de proteínas son antibióticos de uno clínico. Se unen
a los ribosomas e impiden su correcto funcionamiento. Esto es posible gracias a las
diferencias entre los ribosomas de las bacterias y eucariotas que permiten que estos
inhibidores solo inhiban los bacterianos.
Algunos ejemplos son: estreptomicina (altera la lectura del código a bajas dosis e inhibe
el inicio a dosis más altas), eritromicina y cloanfenicol (se unen a la subunidad 50S del
ribosoma inhibiendo la peptidil transferasa).
5. Direccionamiento de proteínas hacia el RE o tráfico de proteínas

Las proteínas llegan a colocarse en la membrana por la manera en la que se sintetizan.
Cuando la proteína se deja de sintetizar los ribosomas quedan libres, esta queda en el
citosol. Pero algunas en su extremo amino llevan una secuencia señal que hace que el
ribosoma se vaya al RE y comienza a sintetizarla pegado al RE. Según es sintetizada va
entrando al RE.
Hay proteínas que forman parte de la membrana y tienen una señal que hace que se
queden ancladas en la membrana. Desde el RE se forman vesículas que van al aparato
de Golgi y contienen proteínas sintetizadas y las propias de la vesícula.
6. Degradación de proteínas
El tiempo de vida medio de las proteínas tiene un rango de segundos hasta días o meses.
La hemoglobina es de vida larga (120 días). Las proteínas reguladoras del metabolismo
duran poco tiempo y se sintetizan rápidamente según las necesidades.
Pero todas las proteínas se degradan, es inevitable. La vida media de una proteína
depende mucha de cual sea su aminoácido amino-terminal.
Las proteínas son sintetizas y degradas continuamente y de forma muy controlada. Las
proteínas reguladoras tienen vida media corta o son necesarias solo en un momento
dado del ciclo celular. Algunas mutaciones pueden generar patologías modificando le
tráfico de proteínas o su velocidad de degradación. Las proteínas defectuosas o dañadas
(errores síntesis, plegamiento…) se degradan, un 30% de las proteínas sintetizadas son
defectuosas.
Existe dos vías principales de degradación de las proteínas:
• Vía lisosoma
• Vía proteasoma
1. Endonucleasas de restricción
Son como tijeras moleculares que cortan el DNA en sitios precisos.
Cortan desde dentro, son endonucleasas (enzimas) Se llaman de
restricción porque provienen de bacterias y se defienden de
ataques de virus, restringen el DNA del virus, cortando y así
acabando con él.
Las endonucleasas de restricción reconocen secuencias marcadas
en la foto y corta en los puntos marcados.
El nombre de las 3 primeras letras se refiere a la bacteria de la que
proviene. El resto de las letras indican el número del enzima. Cortan
todas ellas secuencia palindrómicas (capicúo).
2. Electroforesis en gel
Es una técnica de transferencia. La electroforesis en gel es una técnica utilizada para
separar fragmentos de DNA (u otras macromoléculas, como RNA o proteínas) por su
tamaño y carga. La electroforesis consiste en aplicar una corriente a través de un gel que
contiene las moléculas de interés. En función de su tamaño y carga las moléculas estas
se desplazarán por el gel en diferentes direcciones o a distintas velocidades separándose
unas de otras.
Todas las moléculas de DNA tienen la misma cantidad de carga por masa. Debido a esto,
la electroforesis en gel separa los fragmentos de DNA únicamente por su tamaño.
La electroforesis es una técnica que nos permite ver cuántos fragmentos diferentes de
DNA están presentes en una muestra y cómo de grandes son unos con respecto a otros.
También podemos determinar el tamaño de un fragmento de DNA examinándolo junto
con un fragmento de tamaño conocido.
3. Southern, Northern y Western blot

3.1. Southern:
• Se corta una enzima de restricción
• Se hace una electroforesis de los fragmentos de DNA obtenidos, después se
separan según sus tamaños
• Se transfieren las bandas a un papel de nitrocelulosa (nailon) y se identifican
algunas de las bandas por hibridación
• En una solución alcalina el DNA se desnaturaliza. Se sumerge el papel de filtro y
el gel de agarosa.
• Encima de él, el papel de nailon y más papel de filtro, de modo que la solución
alcalina asciende por capilaridad. El líquido sube y arrastra el DNA.
• El DNA que estaba en el gel pasa al papel de nitrocelulosa, pero no al papel de
filtro ya que el de nitrocelulosa se encuentra fuertemente adherido al DNA.
• Por último, las bandas de gel pasan al papel (transferencia)
3.2.Northen:
• Se realiza la electroforesis con RNA: se separa según sus tamaños
• El RNA no se corta porque ya es pequeño, no como el DNA. (las enzimas de
restricción cortan DNA no RNA)
• Se transfieren las bandas a nitrocelulosa y se identifican algunas de ellas por
hibridación.
3.3.Western:
• Se realiza la electroforesis de una mezcla de proteínas
• Dichas proteínas serán detectadas con un anticuerpo después de ser transferida
a un material adecuado, ya que el gen no localiza el anticuerpo a la proteína.
4. PCR
PCR (reacción en cadena de la polimerasa) es una técnica que permite amplificar
secuencias específicas de DNA.
Se parte de una molécula de DNA (doble hebra). Se pretende amplificar una zona media
de dicha molécula; la zona diana. Para ello se debe desnaturalizar calentándola y
posteriormente enfriarla para hibridarla a partir de cebadores sintetizados. Dichos
cebadores son complementarios a la zona que se va a amplificar. (La DNA polimerasa
utiliza como cebador el DNA).
Ahora partimos de dos DNA dobles y se repite el proceso anterior. Al cabo de este último
proceso tendremos 8 dúplex, 2n.
En la mezcla de reacción de la PCR se añade:
• Cebadores en exceso
• Sustratos de la DNA polimerasa que son los 4 desoxinucleósidos trifosfato
• DNA polimerasa estable al calor
• DNA que se quiere amplificar
Se añade los sustratos, cebadores, DNA y DNA polimerasa y se introduce en un tubo
cerrado. La PCR consta de varios ciclos (generalmente 30):
4.1. Primer ciclo:
• Desnaturalización a 95ºC durante unos segundos
• Los cebadores deben hibridarse con el DNA a 50ºC (se unen los cebadores, pero
no el DNA)
• Síntesis de DNA a 70ºC
Al terminar el primer ciclo tenemos ya dos dúplex de DNA. Se introducen los tubos en
un bloque de metal que enfriará y calentará dependiendo de los resultados buscados.
4.2. Segundo ciclo:
• Se calienta a 95ºC y se enfría a 50ºC mientras que los cebadores hibridan.
• Se calienta de nuevo a 70ºC y sintetiza el DNA.
Al final de segundo ciclo hay 4 duplex, n:2
4.3. Tercer ciclo:
Sería lo mismo.
Como resultado 8 duplex, 23
4.4. Cuarto ciclo:
16 copias, 24
Así sucesivamente hasta llegar a mil
millones de copias en menos de una hora.
La temperatura se sube y se baja
alternativamente para que los tres pasos
ocurran en sucesión gracias al
termociclador.
5. Aplicaciones en el diagnóstico clínico
5.1 Diagnóstico Genético Prenatal
La técnica de QF-PCR, permite la detección de aneuploidías, triploidía y disomía
uniparental mediante la amplificación de secuencias de ADN altamente polimórficas
presentes en todos los cromosomas.
El fundamento de la técnica reside en que durante la fase exponencial de amplificación
en la PCR, se genera una cantidad de producto directamente proporcional a la cantidad
de ADN inicialmente presente en la muestra. Se emplean cebadores marcados con
fluorocromos, que se incorporan a los productos de la reacción y son detectados como
picos de diferente tamaño (en pares de bases) e intensidad de fluorescencia (área del
pico) tras someter el producto amplificado a electroforesis.
Resulta una técnica rápida, económica y eficiente que consiste en una PCR que amplifica
secuencias genómicas de los cromosomas 21, 18, 13, X e Y, permitiendo diagnosticar
anomalías numéricas que involucren a éstos cromosomas.
Utiliza 1 ml de líquido amniótico (no es necesario cultivo celular previo), 1 gota de sangre
fetal del cordón umbilical y los resultados se obtienen en 24-48 horas.
5.2 Diagnóstico anemia falciforme

La anemia falciforme es producida por diversas mutaciones, pero la más común es un
cambio de Glu a Val en la B-globina, debido al cambio de una base en el DNA. La
hemoglobina se degrada.
La anemia falciforme es una enfermedad recesiva que implica la mutación de los dos
genes (glu-val), si solo existe mutación en uno de ellos el paciente no presentará
síntomas. Se diagnostica mediante PCR de la siguiente manera:
• El DNA representado es una parte muy pequeña, la correspondiente a la
mutación.
• Mediante PCR se consiguen muchas copias de DNA (tanto del gen normal como
del gen mutado)
• Dicho cambio hace que se pierda el sitio de corte de un enzima de restricción,
exactamente la del DdeI, de manera que se corta el gen normal amplificado 3
veces el gen mutado 2. D
• Distinguimos unos genes de otros por sus tamaños.
• Tras teñir en el mutado se observan solo dos genes. No obstante, si hay también
4 fragmentos será portador.
Para analizar si los fetos

sufren esta enfermedad
se recoge sangre del
cordón umbilical o del
líquido amniótico.
6. CRISPR-Cas9
Instrumento de laboratorio que se usa para cambiar o "editar" piezas del ADN de una
célula. CRISPR-Cas9 utiliza una molécula de ARN con un diseño especial para guiar una
enzima (Cas9), hacia una secuencia particular del ADN. La Cas9 corta las hebras de ADN
en ese lugar. Produciéndose así un espacio en el ADN en donde se coloca una pieza
nueva de ADN.
El español Francis Mojica, científico de la Universidad de Alicante, fue el primero
en estudiar las secuencias CRISPR, a las que él mismo puso nombre.
Emmanuelle Charpentier y Jennifer A. Doudna recibieron el Premio Nobel de Química
en 2020 por el desarrollo de las "tijeras genéticas" CRISPR-Cas9. Gracias a este
sistema se pueden realizar cambios en el ADN de animales, plantas y
microorganismos con una precisión extremadamente alta. Esta tecnología de edición
genética ha tenido un impacto revolucionario en el campo de la medicina, podría
traducirse en el desarrollo de nuevas terapias contra el cáncer, y llegar a curar
enfermedades hereditarias.
7. Vacunas frente al SARS-CoV2

Las vacunas mRNA contiene material genético del virus que causa el Covid-19, el cual
instruye a nuestras células a crear una proteína inocua que es exclusiva del virus. Una
vez que nuestras células copian la proteína, destruyen el material genético de la vacuna.
Nuestro organismo reconoce que esa proteína no debería estar presente y crea
linfocitos T y linfocitos B que recordarán cómo combatir el virus que causa el COVID-19
si nos infectamos en el futuro.
Las vacunas de subunidades proteicas incluyen porciones inocuas (proteínas) del virus
que causa el COVID-19, en lugar del germen completo.
Las vacunas de vector viral no replicativo contienen una versión modificada de otro virus
diferente del virus que causa el COVID-19. Dentro de la envoltura del virus modificado,
hay material genético que causa el COVID-19. Esto se llama "vector viral".
Una vez que el vector viral

está en nuestras células, estas
comienzan a producir copias
de una proteína que es
exclusiva del virus que causa
el COVID-19. Esto despierta
en nuestro organismo una
respuesta y empieza a crear
linfocitos T y linfocitos B que
recordarán cómo combatir el
virus si nos llegamos a infectar
en el futuro.
1. Sistemas de comunicación celular por señalización química
Sus funciones son:
• Controlar los procesos de proliferación, diferenciación y muerte celular
• Recibir y procesar estímulos a través de los órganos sensoriales
• Regular el metabolismo energético
• Poner en marcha el sistema inmune
• Coordinar las distintas funciones de órganos y tejidos
1.1. Principios de la transducción de señales
Las moléculas señales pueden ser:

• Hidrofílicas:
o Hormonas peptídicas
o Factores de crecimiento
o Neurotransmisores
• Lipofílicas:
o Hormonas esteroides
o Retinoides
o Hormonas tiroideas
o Eicosanoides
o Gases: NO, CO
Los receptores específicos de las células diana pueden ser:
a. Receptores de superficie celular b. Receptores intracelulares
2. Tipos de señalización según la distancia

Las moléculas señales pueden actuar a corta o larga distancia.
2.1. Señalización por contacto
Necesitamos que las dos membranas celulares se pongan en contacto. La molécula señal
no se llega a segregar fuera de la célula (la deja anclada en su membrana).
2.2. Señalización paracrina

Es muy abundante. La célula señalizadora sintetiza y segrega las moléculas señales que
actúan como mediadores locales al espacio extracelular a células del entorno.
2.3. Señalización autocrina
Es un tipo especial de señalización paracrina. La célula señalizadora y la célula diana son
el mismo tipo, es decir, se autoestimulan. Todas segregan la señal y la reciben.
2.4. Señalización sináptica → sistema nervioso
En el extremo del axón se sintetizan los neurotransmisores que son recibidos por los
receptores de las células diana postsinápticas y son liberados en la hendidura sináptica.
Es un receptor de baja afinidad.
2.5. Señalización endocrina → sistema endocrino y hormonal
Se organizan en glándulas especializadas en sintetizar las señales y segregarlas al

torrente sanguíneo. Por lo tanto van a lugares muy alejados y se encuentran con
diferentes células diana. Están muy diluidos y tienen una afinidad muy grande por la
hormona.
3. Células epiteliales y músculo cardíaco
Canales estrechos llenos de agua que conectan directamente los citoplasmas
de células epiteliales adyacentes, permiten el intercambio de iones inorgánicos y
pequeños mensajeros intracelulares como cAMP ó cGMP.
Diferentes tipos celulares responden de manera diferente a una misma señal. Las células
están programadas para responder a combinaciones específicas de moléculas señales,
las integran y dan la respuesta adecuada.
4. Receptores de superficie celular
4.1. Receptores asociados a canales iónicos: receptor nicotínico de acetilcolina
El receptor nicotínico de acetilcolina es un canal iónico. Abundan mucho en la sinopsis

neuromuscular donde el nervio enerva al músculo y “le dice lo que tiene que hacer”.
Se libera acetilcolina y el receptor de la fibra muscular al unírsele, se abre y deja pasar
cationes a favor del gradiente electroquímico.
4.2. Receptores acoplados a proteínas G
El receptor se asocia a una proteína G que esta enganchada a la membrana y se activa
de tal manera que activa a su vez una enzima. Son receptores de 7 hélices.
4.3. Receptores con actividad tirosina quinasa
Son muy diferentes de los acoplados a proteínas G. Pasan 7 veces la membrana mientras
que estos solo la pasan una vez.
Cuando están inactivos son mojoneros pero cuando se activan se dimerizan y en seguida
se produce una activación de un dominio catalítico.
4.4. Estrategias que utilizan las proteínas señalizadoras
Algunas de ellas son:
A. Interruptores moleculares
Es necesario una enzima (proteína quinasa) y ATP para fosforilar. Esta proteína no se
queda permanentemente activada, cuando termina se desfosforila por medio de la
hidrólisis y se lleva a cabo por medio de la proteína fosfatasa.
B. Proteínas integradoras (detectores de coincidencia)
C. Formación de complejos señalizadores

Incrementan la velocidad, eficiencia y especificidad de la respuesta.
Las interacciones entre las proteínas de señalización para constituir estos complejos de
señalización están mediadas por dominios de interacción modulares. Estos son dominios
proteicos pequeños muy conservados en la evolución. Cada uno de ellos es capaz de
unirse a un motivo estructural específico.
Los dominios homólogos comunes presentes en muchas proteínas señalizadoras,
permiten su asociación en combinaciones múltiples y específicas.
4.5. Rutas que empiezan con la activación de un receptor acoplado a la prot-G
A. Ruta del AMPc o de la adenilato ciclasa
La proteína Gs con GDP unido esta desconectada, es decir, no puede
activar la adenil ciclasa.
La adrenalina se une a su receptor específico y el contacto de la
proteína Gs con el complejo hormona-sustrato provoca el
desplazamiento del GDP unido por GTP activando Gs-alfa.
Gs-alfa activada se separa del resto, se desplaza hacia adenil ciclasa
y la activa. Esto cataliza la formación de aMPc que se una a la
proteína quinasa activandola y generando una respuesta celular a la
adrenalina.
Ejemplos de respuestas inducidas por hormonas que activan la
cascada del AMPc:
SEÑAL TEJIDO DIANA RESPUESTA
Músculo, hígado Degradación de glucógeno
Corazón Aumento de frecuencia y fuerza
Adrenalina
de las contracciones
Intestino Secreción de sales y fluidos
Adrenalina - glucagón Tejido adiposo Degradación de triacilgliceroles
Glucagón Hígado Degradación de glucógeno
Ç
B. Ruta del Ca+2 o de los fosfoinosítidos

La hormona se une a un receptor específico que activa la proteína
Gq-alfa unido a GTP, se desplaza hacia PLC (fosfolipasa C) y la activa.
La PLC activa corta PIP2 dando IP3 y diacilglicerol (potentes segundos
mensajeros).
IP3 se une a un canal de calcio específico liberando el calcio
secuestrado. DAg y calcio activan la proteína quinasa C en la
superficie de la membrana plasmática.
El aumento de calcio en el citosol activa muchas proteínas como la
calmodulina que junto con el calcio activa la proteína quinasa CaM.
Ejemplos de respuestas inducidas por la activación de la cascada de
los fosfoinosítidos y el Ca+2:
SEÑAL TEJIDO DIANA RESPUESTA
Noradrenalina Músculo liso Contracción
Acetilcolina Páncreas Secreción de amilasa
Vasopresina Hígado Degradación de glucógeno
Hormona liberadora de
Hipófisis Secreción de prolactina
tirotropina (TSH)
Mastocito (sistema
Antígeno Secreción de histamina
inmune)
Trombina Plaquetas Agregación y activación
4.6. Activación de receptores tirosina-quinasa (RTK)

Se activa la tirosina quinasa. Al unirse, se dimeriza y se produce una fosforilación cruzada
en residuos de tirosina.
Las tirosinas-quinasas catalizan la transferencia de un grupo fosforilo desde el ATP al

grupo hidroxilo de la tirosina.
Partimos de una RAS inactiva (proteína G monomérica que no se acopla directamente al
receptor sino a través de otras proteínas previamente activadas) que tiene GDP. Cuando
se une GEF promueve el intercambio de GDP x GTP y sigue la cascada.
Cuando finalice se desactiva. Entonces se le une GAP que rompe el fosfato del GTP y lo
convierte en GDP devolviendo la proteína en estado inactivo.
Estos sitios fosforilados del receptor van a ser sitios de anclaje a otras proteínas. Se van
formando por piezas y se va continuando la cascada.
Tres proteínas quinasas son activadas por mitógenos:
• MAPKKK que activa a MAPKK que a su vez activa a MAPK
La proteínas RAS activa a MAPKKK que fosforila a otras proteínas quinasas (MAPKK) y a
su vez activa esta y fosforila a MAPK.
La MAPKKK no entra dentro de ninguna familia porque fosforea en una treonina y en
una tirosina a la vez.
La MAPK es la que fosforila a las proteínas diana y puede entrar en el núcleo de la célula.
5. Receptores intracelulares
5.1. Señalización por óxido nítrico (NO)

El receptor del NO es una proteína intracelular: una Guanilato ciclasa que se encuentra
en el citosol.
Una de las funciones más importantes del NO en mamíferos es la relajación de la
musculatura lisa de los vasos sanguíneos, produciendo vasodilatación, es decir, aumenta
la luz del vaso.
5.2. Superfamilia de receptores nucleares
A ella pertenecen:
• Hormonas esteroideas (hormonas sexuales, glucocorticoides,
mineralcorticoides)
• Hormonas tiroideas (T3 y T4)
• Retinoides (ácido retinóico)
• Vitamina D
Su estructura varía según se encuentren en estado inactivo o activo:
6. Bases moleculares del cáncer
6.1. Conceptos
• Célula cancerosa: célula que ha perdido la capacidad de someterse
a las señales que controlan su crecimiento, diferenciación y apoptosis. Se divide
cuando y donde no debería hacerlo.
• Tumor (neoplasia): masa de células aberrantes que crece de forma
descontrolada.
o Tumor benigno: las células neoplásicas permanecen formando una única
masa encapsulada.
o Tumor maligno = cáncer: células neoplásicas crecen de forma invasiva y
colonizan nuevos tejidos.
• Metástasis: tumor secundario formado en otras regiones del organismo alejadas
del tumor primario y originadas como consecuencia de la entrada de las células
cancerosas en el torrente sanguíneo o linfático.
6.2. Genes implicados en el control de la proliferación
• Genes proliferativos: protooncogenes u oncogenes. Codifican proteínas de
cascadas intracelulares proliferativas y proteínas que activan el ciclo celular. El
efecto de la mutación que los hiperactiva es dominante. Es suficiente que la
mutación afecte a uno de los alelos para manifestarse. La mutación no es
heredable.
• Genes antiproliferativos: genes supresores de tumores. Codifican proteínas
inhibidoras del ciclo celular, proteínas que conducen a la apoptosis y enzimas
que participan en la reparación del ADN. El efecto de la mutación que los inactiva
es recesivo. La mutación debe darse en los dos alelos para manifestarse. La
mutación en un alelo es heredable.
Algunos proto-oncogenes/oncogenes mutados hiperactivos son:
• -ras: proteína G monomérica permanentemente unida a GTP
• -erbB: receptor del EGF truncado (permanentemente activo)
• -myc: proteína de unión al ADN
• -sis: factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF)
• -src: proteína tirosin-quinasa mutada (aislada del virus del sarcoma de pollos)
Un solo cambio aminoacídico en la proteína Ras elimina su

capacidad de hidrolizar GTP, incluso en presencia de una
Proteína Activadora de GTPasa (GAP), esto la convierte en una
proteína oncogénica. Aproximadamente el 30% de los
canceres humanos presentan una mutación puntual en el gen
Ras (que lo transforma en oncogen al dar lugar a esta proteína
anómala hiperproliferativa).
Algunos genes supresores de tumores son:

• -p53: guardián del genoma en más del 50% de los cánceres
• -Rb: canceres de retina (retinoblastoma), óseos, vejiga, mama
• -BRCA1 y BRCA2: cánceres de mama y ovario
• -apc: poliposis adenomatosa de colon
• -dcc: deleccionado en cáncer de colon
El retinoblastoma es el cáncer de la retina. Rb está
implicado en la regulación del ciclo celular ya que
hace que las células permanezcan en G1 (freno
del ciclo celular).
Es un cáncer producido por la pérdida de dos
copias del gen Rb, produce una proliferación
descontrolada de las células de la retina.
Se manifiesta en edad temprana y existen dos
tipos:
• Hereditario: varios tumores, binocular (dos ojos) y hereditario
• Esporádico: un único tumor, monocular (un ojo), mutación al azar y no
hereditario.
El cáncer es un proceso microevolutivo. Los pasos de la progresión tumoral pueden
correlacionarse con mutaciones específicas.
1. Conceptos y características generales
Los enzimas son biocatalizadores:
• Enzimas: grupo amplio de proteínas especializadas en catalizar reacciones
químicas que tienen lugar en los organismos vivos.
• Catalizadores: sustancias capaces de aumentar la velocidad de una reacción
química.
Exceptuando los ribozimas (ARN con actividad catalítica), los enzimas son proteínas. La
capacidad catalítica de los enzimas depende de su conformación.
Los enzimas están compuestos por:
• Apoenzima: parte proteica del enzima
• Cofactor: parte no proteica del enzima
o Ión metálico: Fe+2, Mg+2, Ca+2, Zn+2
o Coenzima: molécula orgánica compleja. Actúan generalmente como
transportadores de grupos funcionales específicos. Muchos son
derivados de vitaminas. Cuando el coenzima esta unido covalentemente
al apoenzima se le denomina grupo prostético.
• El enzima completo es el holoenzima → apoenzima + cofactor = holoenzima
Los enzimas, como todos los catalizadores:
• No se consumen en la reacción, se recuperan inalterados al final del proceso. Por
eso se necesitan en cantidades muy pequeñas.
• No modifican sus propiedades termodinámicas de la reacción: ni Keq ni ∆G
• Aumentan la velocidad con la que una reacción se aproxima al equilibrio,
aumentando en la misma proporción la velocidad de la reacción en un sentido y
en el inverso.
1.1. Características de los biocatalizadores
Los Enzimas poseen una serie de características que los distinguen de los catalizadores
químicos ordinarios:
• Enorme poder catalítico
• Alto grado de especificidad de Sustrato
• Producen siempre los mismos productos finales
• Gran afinidad por sus Sustratos
• Actúan en condiciones suaves de Temperatura, Presión y pH
• Su actividad puede ser regulada
1.2. Sitio activo de los enzimas

Las propiedades que hemos visto dependen en gran medida de que la catálisis tiene
lugar en un sitio determinado del Enzima denominado “Sitio Activo” o “Centro Activo”
o “sitio catalítico”.
En este sitio se fija el Reactivo, que en las reacciones enzimáticas se llama Sustrato. En
él se encuentran los Grupos catalíticos, que van a participar directamente en la
formación o rotura de enlaces covalentes.
Sus características son:
• Ocupa una porción pequeña del volumen total del enzima
• Es una entidad tridimensional
• Son hoyos ó hendiduras apolares
• La unión al sustrato tiene lugar por numerosas interacciones débiles
• La superficie del sitio activo y la del sustrato son complementarias
En 1890 Emil Fischer propuso una analogía, comparando el acoplamiento del Sustrato
con el Enzima con el de una llave y su cerradura. Sin embargo en algunos enzimas se ha
comprobado que la forma del Centro Activo se modifica al unirse el Sustrato y en
1958 Daniel Koshland propuso el modelo del “Ajuste Inducido”.
Los centros activos de estos enzimas tienen formas que son complementarias a la del
sustrato solo después de que el sustrato se haya unido.
2. Ensayos enzimáticos en el diagnóstico clínico
Se miden incrementos en plasma, de ciertos enzimas intracelulares “escapados” de las
células en situaciones patológicas:
• Liberación de enzimas en exceso por lesión celular: Liberados por traumatismos,
procesos infecciosos, necrosis por hipoxia etc. Cuanto más extenso haya sido el
daño sufrido por el tejido más se elevarán los niveles de los enzimas en plasma.
Algunos ejemplos son:
o Transaminasas: se elevan en las hepatitis virales y cirrosis hepáticas o en
el infarto de miocardio
o Lactato Deshidrogenasa (LDH) y Creatina Quinasa (CK): se elevan en el
infarto de miocardio y enfermedades musculares (distrofia muscular de
Duchenne)
o Amilasa: se eleva en las pancreatitis
• Aumento de la producción del enzima por inducción de su síntesis. Algunos
ejemplos son:
o Fosfatasa alcalina (ALP): su síntesis aumenta en el hígado cuando hay
obstrucción de las vías biliares (cálculos)
o Glutamil Tranferasa: su síntesis aumenta en el hígado tras la ingesta de
alcohol o barbitúricos
• Aumento de la producción del enzima por proliferación aumentada de las
células. Algunos ejemplos son:
o Fosfatasa ácida (ACP): en carcinomas de próstata
o Fosfatasa alcalina (ALP): en enfermedades óseas, metástasis óseas de
tumores. También aumenta durante la pubertad (época de crecimiento
de los huesos).
2.1. Isoenzimas
Son formas moleculares diferentes del mismo enzima. Catalizan la misma reacción pero
son diferentes moléculas con diferentes propiedades (peso molecular, secuencia de
aminoácidos, carga eléctrica, etc).
En la clínica suelen diferenciarse por sus diferentes movilidades en una electroforesis.
La distribución de las diferentes isoenzimas es distinta en los diferentes órganos y
tejidos, lo que facilita identificar el tejido dañado.
El mecanismo más común de formación de isoenzimas es por combinaciones diferentes
de dos subunidades proteicas, codificadas cada una por un gen distinto.
Así, la Lactato Deshidrogenasa (LDH) existe en 5 formas diferentes, todas ellas
tetrámeros formados por dos subunidades: H más abundante en el corazón (heart) y M
más abundante en el músculo (muscle).
3. Cinética, inhibición y regulación enzimática
La cinética enzimática se define como la dependencia de la velocidad de una reacción
enzimática con la concentración de sustrato, es decir, efecto de saturación por el
sustrato.
Para estudiar la cinética de una reacción enzimática medimos la velocidad de la reacción
en varios ensayos en los que utilizamos diferentes concentraciones de Sustrato, pero
una misma [Enzima] y observamos que:
• Para [s] bajas, la velocidad aumenta linealmente con [s], es decir al aumentar al
doble la [s] la velocidad aumenta también al doble
• Al seguir aumentando la [s] la velocidad no aumenta ya proporcionalmente,
llegando un momento en que la velocidad no aumenta más al aumentar el
sustrato.
• La velocidad se hace constante. Se alcanza la velocidad máxima (Vmax). Este
fenómeno se denomina “saturación por el sustrato”
El fenómeno de saturación por el sustrato fue descrito por Henri en 1903 y lo
presentaban todos los enzimas estudiados.
La explicación de este hecho es que el Sustrato S se une al enzima E para formar un
complejo Enzima - Sustrato (ES) que dará lugar a la formación del Producto P y de la
Enzima libre E.
Cuando la [S] es baja, habrá muchas moléculas de enzima libre de forma que al aumentar
S, aumentará ES y a su vez aumentará la velocidad de formación del Producto.
Pero llegará un momento en que todas las moléculas de Enzima estarán ocupadas por
el Sustrato formando el complejo ES. En ese momento la Velocidad será la máxima
posible y al aumentar [S] ya no aumentará la velocidad de formación del Producto.
Atención: Esto no quiere decir que el nº de moléculas de Sustrato sea igual al nº de moléculas de Enzima.
La [S] ha de ser mucho mayor que la [E] para que todas las moléculas de E estén unidas a S formando el
complejo ES. La cantidad de S necesaria para que esto ocurra dependerá de la afinidad del E por el S.
3.1. Modelos cinético Michaelis-Menten
En 1913 Leonor Michaelis y Maud Menten propusieron un modelo teórico para explicar
las propiedades cinéticas de las enzimas.
La velocidad será máxima cuando todo el enzima este en forma de complejo ES. En ese
momento [ES] = [Et].
La velocidad máxima depende de la concentración total de enzima y de una constante
de velocidad (k2) propia de cada enzima. K2 es la constante catalítica o número de
recambio, también llamada actividad molcular. Es el número de moles de sustrato
transformado por cada mol de enzima en la unidad de tiempo (segundo).
La actividad de una enzima coincide con el valor de velocidad máxima cuando esta se
expresa en micromoles de sustrato transformados por minuto (mmoles/min).
Km (constante de Michaelis-Menten) representa el valor de la concentración de sustrato
[S] para el que la velocidad (v) es la mitad de la velocidad máxima (Vmax).
Es decir el valor de km coincide con la [s] para la cual el enzima está saturado al 50%
(están ocupados la mitad de los sitios activos), algo parecido a la p50 de la hemoglobina.
El valor de km nos dirá si se requieren [s] grandes o pequeñas para saturar el enzima al
50%. De forma que podemos tomar km como un índice inverso de la afinidad del enzima
por el sustrato.
Atención: km no es ½ de Vmax, sino la [s] a la cual se consigue ½ de Vmax
De ello podemos intuir varios significados:

• Km pequeña: afinidad grande por el sustrato porque el enzima se une bien a él
• Km grande: afinidad pequeña por el sustrato porque el enzima se une mal a él
Km se expresa en unidades de concentración, es decir en moles/L (M), pero
generalmente en mM o mM.
3.2. Unidades en las que se mide la actividad enzimática

La actividad de una enzima coincide con su velocidad máxima cuando esta se mide en
micromoles de sustrato transformados por minuto (mmoles/min) 1 mmol/min = 1
unidad internacional (u.i.).
También suele utilizarse la actividad específica que se mide en u.i./mg proteína, y nos
da una idea de la pureza de una preparación enzimática. Una preparación enzimática
contiene generalmente muchas proteínas diferentes además de nuestro enzima. Al
purificar la preparación que contiene el enzima, disminuye el resto de las proteínas
manteniéndose toda la actividad, aumenta por tanto la actividad específica
3.3. Dependencia de la velocidad de una reacción con el PH
Los enzimas son activos en un rango limitado de pH. La mayoría tiene un pH
determinado en el cual su actividad es máxima (pH óptimo).
Si se representa la velocidad de la reacción catalizada por el enzima frente al pH del
medio, se suele obtener una curva en forma de campana.
3.4. Dependencia de la velocidad de una reacción con la temperatura
La curva de actividad de un enzima frente a la temperatura presenta una forma de
campana.
La velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas aumenta con la temperatura, (se
duplica cada 10 ºC de aumento de temperatura) dentro del intervalo de temperaturas
en el que el enzima es estable y permanece activo Ecuación de Arrhenius:
Generalmente la curva tiene una pendiente descendente más rápida que la ascendente,
debido a la rápida desnaturalización del enzima por el calor (es una proteína) .
La mayoría de los enzimas se inactivan a temperaturas superiores a 55ºC (aunque
algunos enzimas especializados pueden ser activos a temperaturas próximas a los
100ºC).
3.5. Transformación lineal de Lineweaver-Burk de la ecuación Michaelis-Menten
4. Inhibidores de los enzimas
Un inhibidor es cualquier sustancia que se une a un enzima y disminuye la velocidad de
la reacción enzimática.
La inhibición puede ser:
• Irreversible
• Reversible
o Competitiva
o No competitiva
4.1. Inhibición irreversible

El inhibidor se une covalentemente a un grupo catalítico inactivando el enzima de forma
permanente.
Cuanto más tiempo esté en contacto el inhibidor con el enzima mayor número de
moléculas de enzima quedarán inactivadas. Es como si disminuyera la cantidad de
enzima total.
La inhibición aumenta con el tiempo y es más rápida cuanto mayor sea la concentración
de inhibidor.
Disminuye la Vmax del enzima pero no se afecta la km.
4.2. Inhibición irreversible

El inhibidor se une al enzima mediante interacciones débiles y se establece un equilibrio
entre el enzima libre y el enzima unido al inhibidor.
La constante de disociación de este equilibrio se denomina Ki. Ki es un índice inverso de
la afinidad del enzima por el inhibidor o lo que es lo mismo de la eficacia del inhibidor.
Cuanto más pequeña sea Ki más eficaz es el inhibidor.
En la inhibición reversible el grado de inhibición depende de la concentración del
inhibidor y de su Ki.
A. Inhibición competitiva
En la inhibición competitiva el inhibidor es un análogo estructural del sustrato, que se
une al mismo sitio activo al que se une el sustrato e impide la unión de éste.
El inhibidor compite pues con el sustrato por el mismo sitio activo.
La inhibición competitiva se revierte aumentando la concentración de sustrato. La Vmax
no varía en presencia del inhibidor y la Km aumenta.
B. Inhibición no competitiva
En la inhibición no competitiva el inhibidor no se parece estructuralmente al sustrato y
se une a un sitio distinto, dificultando la catálisis en el sitio activo, aunque no impide la
unión del sustrato.
El inhibidor no compite con el sustrato por el sitio activo.
La inhibición no competitiva no se revierte aumentando la concentración de sustrato ya
que el sustrato no desplaza de su sitio al inhibidor (solo se revierte si se retira el
inhibidor). La Km no varía en presencia del inhibidor y la Vmax disminuye.
4.3. Implicaciones de la inhibición enzimática en la medicina
Muchos de los fármacos que se utilizan en la actualidad (por ejemplo antibióticos y

drogas antitumorales) son inhibidores específicos de enzimas.
Se diseñan fármacos que sean análogos estructurales de los sustratos para que actúen
como inhibidores competitivos muy eficaces.
Hay dos tipos principales de mecanismos de regulación de la actividad de los enzimas:
• Regulación alostérica: mediante metabolitos reguladores que se unen a sitios
reguladores específicos del enzima por interacciones débiles y modifican el sitio
activo.
• Regulación covalente: mediante la unión covalente de grupos químicos. La
modificación más común es la unión de grupos fosfato. La fosforilación del
enzima está catalizada por proteínas quinasas, el enzima puede ser después
defosforilado por proteínas fosfatasas.
Los sustratos presentan efectos cooperativos positivos (la unión de una molécula de
sustrato a una de las subunidades del enzima oligomérico favorece la unión de otras
moléculas de sustrato a las otras subunidades del oligómero), estos efectos son los
responsables de que la cinética sea sigmoide en vez de hiperbólica.
Los activadores alostéricos generalmente aumentan la afinidad por el sustrato y los
enzimas son activos a concentraciones de sustrato más pequeñas (desplazan la curva a
la izquierda).
Los inhibidores alostéricos generalmente disminuyen la afinidad por el sustrato, por lo
que en su presencia se requieren concentraciones mayores de sustrato para que el
enzima sea activo (desplazan la curva a la derecha).
1. Introducción al metabolismo: conceptos generales
1.1. Metabolismo
Es la suma de todas las transformaciones químicas que se producen en las células y
organismos vivos. Es una actividad muy coordinada que abarca cientos de reacciones
químicas que están catalizadas por enzimas específicos y se organizan en rutas o vías
metabólicas.
En cada ruta actúan secuencialmente una serie de enzimas (etapas enzimáticas de la
ruta), cada uno produce un pequeño cambio químico (modificación de un enlace
covalente) de forma que un compuesto precursor se convierte en producto a través de
una serie de intermediarios metabólicos denominados metabolitos.
El conjunto de todas las rutas metabólicas que operan dentro de las células se denomina
metabolismo intermediario.
1.2. Catabolismo
Es la fase degradativa en la que los nutrientes se convierten en productos más pequeños
y sencillos. Las rutas degradativas liberan energía, parte de la cual se conserva en forma
de ATP y transportadores electrónicos reducidos (poder reductor), el resto se “pierde”
en forma de calor.
1.3. Anabolismo
Es la fase biosintética en la que los pequeños precursores dan lugar a moléculas más
grandes y complejas. Estas reacciones requieren un aporte de energía en forma de ATP
y poder reductor. Algunas rutas metabólicas son lineales, otras ramificadas y otras
cíclicas.
Vamos a estudia rutas en común del metabolismo del glúcidos, lípidos y aa. Todas ellas
ocurren en la mitocondria excepto la glucólisis (citosol). El metabolismo está regulado y
muy bien organizado. El ATP se puede conseguir de dos maneras:
• Fosforilación a nivel de sustrato
• Fosforilación oxidativa, síntesis de ATP dentro de la mitocondria
1.4. Regulación de las rutas metabólicas

El metabolismo está organizado en vías o rutas metabólicas de degradación y de
biosíntesis.
Por ejemplo, en la ruta de la Glucolisis, una serie de enzimas actúan secuencialmente
para degradar la Glucosa hasta Piruvato y en la de la Gluconeogénesis se sintetiza
Glucosa desde Piruvato.
Muchas de las enzimas de estas rutas antagónicas son comunes (las que catalizan etapas
reversibles) pero algunas son específicas de cada ruta (etapas irreversibles) Las distintas
rutas antagónicas deben estar coordinadas para que no funcionen simultáneamente.
La regulación se ejerce a nivel de los enzimas que catalizan las etapas irreversibles. El
enzima regulador, que marca la velocidad de la ruta, suele ser el que cataliza la primera
etapa irreversible específica de dicha ruta
2. Regulación del metabolismo

Podemos regular los enzimas reguladores de dos maneras:
• Regulando su actividad enzimática (más importante): hay dos tipos principales
de mecanismos de regulación de la actividad de los enzimas.:
o Regulación alostérica: mediante metabolitos reguladores que se unen al
enzima por interacciones débiles y modifican el sitio activo. La regulación
es específica, los enzimas pueden ser activadores o inhibidores.
o Regulación covalente: mediante la unión covalente de grupos químicos.
La modificación más común es la unión de grupos fosfato. La fosforilación
está catalizada por proteínas quinasas, el enzima puede ser después
desfosforilado por proteínas fosfatasas. Para unos enzimas la
fosforilación les inactiva y para otros les activa.
• Regulando la cantidad de enzimas (regulación de la expresión génica de la
proteína)
3. Oxidaciones biológicas
En las rutas catabólicas se producen reacciones en las que se transfieren e - de unos
compuestos a otros (reacciones red-ox). El compuesto que cede los e- se oxida (actúa
de reductor) y el que los capta se reduce (actúa de oxidante).
Los e - pueden transferirse: solos (e-), como átomos de H (H+ y e-) o como un ión hidruro
H- (H+ y 2e-).
Cada e - transferido se denomina equivalente de reducción. Aunque el aceptor último
de los e - es el O2, los sustratos energéticos no son oxidados directamente por el O2, sus
e - son transferidos a coenzimas especializados en el transporte de electrones como
NAD+ , NADP+ y FAD.
Los equivalentes de reducción del NADH y FADH2 se transfieren a la cadena respiratoria
para sintetizar ATP y los equivalentes de reducción del NADPH se utilizan en las
biosíntesis reductoras del anabolismo.
De forma general podemos decir que las oxidaciones biológicas consisten en llevar pares
de electrones desde enlaces C-H y C-C hasta el oxígeno. Esos pares de electrones de “alta
energía” se transfieren generalmente mediante reacciones de deshidrogenación a unos
pocos aceptores electrónicos especializados, coenzimas redox y de estos a través de la
cadena respiratoria hasta el oxígeno.
Los electrodos de los enlaces que ya están compartidos con el O no liberan energía (bajo
energía) y no se pueden utilizar para la síntesis de ATP.
En el anillo Nicotinamida se colocan los electrones. La diferencia entre NAD y NADP es

que el NADP lleva un fosfato más colgado de la ribosa que el NAD. Esto hace que unos
sean específicos en un tipo de reacciones y los otros en otras reacciones.
4. Respiración celular (metabolismo oxidativo)

Es un proceso en el que se consume O2 y se produce CO2. Produce más energía (ATP) a
partir de glucosa que la glucolisis anaerobia. También aprovecha la energía almacenada
en lípidos y aminoácidos. Tiene lugar en la mitocondria en tres etapas principales:
• Fase 1: Producción de acetil CoA
• Fase 2: Oxidación de acetil CoA
• Fase 3: Transferencia de electrones y fosforilación oxidativa
4.1 Conversión de Piruvato en Acetil-CoA
Reacción: descarboxilación oxidativa de piruvato a Acetil-CoA, catalizada por el
complejo de la piruvato deshidrogenasa (PDH).
• El Acetil-CoA puede entrar en el ciclo del ácido cítrico y oxidarse a CO2 para
producir energía.
• El Acetil-CoA puede usarse para sintetizar lípidos (pero no para sintetizar
glucosa).
4.2 Complejo de la Piruvato Deshidrogenasa (PDH)
PDH es un complejo multienzimático muy grande, tiene 3 actividades enzimáticas y
varias copias de cada una de ellas:
• Piruvato deshidrogenasa (E1)
• Dihidrolipoil transacetilasa (E2)
• Dihidrolipoil deshidrogenasa (E3 )
Los sitios catalíticos están muy cerca entre sí. Requiere cinco coenzimas diferentes: TPP,
ácido lipoico, FAD, CoA y NAD+.
5. Reacción catalizada por el complejo de la Piruvato deshidrogenasa (PDH):

Es una reacción irreversible en condiciones celulares: AG`º= -33,4 KJ/mol.
El NAD sale libre a la mitocondria en forma de NADH y viaja a la cadena respiratoria. El
TTP, Lipoato y FAD son en realidad grupos prostéticos, no entran en el momento de la
catálisis, están unidos covalentemente a cada una de las acts. En cambio el CoA y el NAD
entran en el momento de la catálisis.
El piruvato deshidrogenasa cuando se
fosforila (PDH fosfatasa) se activa. Tenemos
inhibidores alostéricos.
El ión calcio favorece que esté activa la
piruvata deshidrogenasa.
6. Ciclo del ácido cítrico (CICLO DE KREBS)

Fue descubierto por Hans Krebs.
En el ciclo del ácido cítrico, de los ácidos tricarboxílicos o ciclo de Krebs, la Acetil- Coa se
quema liberando CO2. Hay cuatro reacciones oxidativas donde van a pasar los
electrones a los coenzimas NADH y FADH2. En cada vuelta obtenemos 3NADH y 1FADH2.
4 pares de electrones van a la cadena respiratoria.
Además, se libera energía en forma de GTP, cuya síntesis se lleva a cabo por fosforilación
a nivel de sustrato. El GTP es una molécula equivalente al ATP desde el punto de vista
energético.
En primer lugar, se queman 2 carbonos del acetato que entran activados en el Acetil-
CoA.
La primera etapa denominada de citrato sintasa, se caracteriza por la unión del
oxalacetato con el Acetil-CoA por la enzima que da nombre a esta etapa, en esta unión
se hidroliza el CoA y se genera citrato de 6 carbonos. El oxalacetato utilizado se vuelve
a recuperar, lo único que se quema es el acetato.
La siguiente reacción es una simple reorganización de los átomos del citrato para
convertirse en su isómero, el isocitrato. Esta reacción la cataliza la aconitasa.
Después, el isocitrato sufre la primera reacción oxidativa, una descarboxilación oxidativa
y se da la liberación del CO2. Además de la oxidación con la intervención de NAD y la
liberación del NADH por la isocitrato deshidrogenasa, pasando a ser α-cetoglutarato.
El α-cetoglutarato sufre también una descarboxilación oxidativa por la α-cetoglutarato
deshidrogenasa en la que sale un CO2 y un NADH, mientras entra un CoA y se forma
succinil-CoA.
En la siguiente reacción, el Succinil-CoA se transforma en Succinato en una reacción
catalizada por la enzima succinato-CoA. En esta reacción se produce la síntesis de GTP a
partir de GDP y fósforo inorgánico (Pi) (fosforilación a nivel de sustrato).
Sintasas: reacciones que no consumen ATP// Sintetasas: reacciones que si consumen ATP
Después el succinato para a Fumarato y a la vez un FAD capta los dos electrones y se
reduce a FADH2 por medio de la succinato deshidrogenasa (esta enzima también es el
complejo dos de la cadena respiratoria).
Seguidamente el fumarato sufre una reorganización por la enzima fumarasa y pasa a
malato.
La última etapa está catalizada por la malato deshidrogenasa que utiliza NAD y capta
electrones pasando a NADH y convirtiendo el malato en oxalacetato.
6.1 Regulación del ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs solo funciona cuando las células requieren un aporte energético. Se
regulan la citrato sintetasa, la isocitrato deshidrogenasa y la α-cetoglutarato
deshidrogenasa. Todas ellas son enzimas catalíticas y poseen un modulador positivo y
otro negativo.
La citrato deshidrogenasa tiene como modulador positivo el ADP, cuando los niveles de
este suben, la enzima de activa. Como moduladores negativos tiene NADH, ATP, citrato
y succinil-CoA, cuando los niveles de estos aumentan la enzima se inhibe.
La isocitrato deshidrogenasa tiene como modulador positivo el ADP y el Ca2+. Cuando
suben los niveles de estos se activa el metabolismo. Como moduladores negativos tiene
el NADH y ATP.
Por último, la α-cetoglutarato deshidrogenasa tiene como modulador positivo el Ca2+ y
como negativos en HADH, ATP y succinil-CoA.
6.2 Funciones biosintéticas del ciclo de Krebs
Es una ruta anfibólica, porque

además de ser una ruta
degradativa del catabolismo, tiene
intermediarios metabólicos que
pueden sintetizar compuestos,
anabolismo.
El ciclo de Krebs sirve para el
anabolismo y catabolismo. Así por
ejemplo el oxalacetato es el punto
de partida en la glucogénesis y el
citrato en la síntesis de ácidos
grasos y colesterol.
6.3 Reacciones anapleróticas (de relleno) del ciclo de Krebs
Las células emplean las denominadas reacciones anapleróticas para reponer los
intermediarios desviados. Es necesario mantener el nivel de intermediarios lo bastante
elevado como para mantener/sostener la actividad del ciclo de Krebs.
Un ejemplo es la piruvato carboxilasa, enzima reguladora que se encuentra casi inactiva
en ausencia de acetil-CoA, su modulador alostérico positivo. Siempre que el acetil-CoA
está en exceso se estimula la reacción del piruvato carboxilasa para producir más
oxalacetato; este mecanismo permite que el ciclo utilice más acetil-CoA en la reacción
de la citrato sintasa.
(Carboxila el piruvato para que tengamos oxalacetato, reacción de relleno más
importante del ciclo de Krebs).
1. Mecanismo quimiosmótico
La energía está recopilada en NADH y FADH2. Estos ceden sus electrones a la cadena
respiratoria de transferencia electrónica. Los electrones van pasando de un
transportador a otro aprovechando la energía que cada uno de ellos transporta.
Albert L. Lehninger descubrió en 1948 que la fosforilación oxidativa tenía lugar en la

mitocondria.
2. Componentes y organización de la cadena respiratoria mitocondrial
Peter Mitchell propuso en 1961 la hipótesis quimiosmótica de la fosforilación oxidativa.
Premio Nobel de Química 1978.
La fosforilación oxidativa es la culminación del metabolismo productor de energía en los

organismos aeróbicos. Todos los pasos oxidativos en la degradación de glúcidos, grasas
y aminoácidos convergen en esta etapa final de la respiración celular en la que la energía
de la oxidación impulsa la síntesis de ATP.
Tiene lugar en la mitocondria, en la membrana interna. Empieza con la entrada de los
electrones de la cadena respiratoria.
• Cuando termina el ciclo de Krebs, la mayor parte de la energía que tenía la
glucosa queda almacenada en las coenzimas (NADH y FADH2). Para que los
procesos oxidativos no se detengan, las coenzimas deben oxidarse de nuevo y
para ello ceden sus electrones a unas moléculas transportadoras que les llevan
al compuesto aceptor final de electrones, que en nuestro caso es el oxígeno.
Junto con los H+ forman H20.
• Estas moléculas transportadoras están situadas siguiendo un orden y siempre a
favor de potenciales oxidación-reducción. De -0,32V a +0,81 V.
• Los electrones al pasar de una molécula transportadora a otra descienden hacia
niveles energéticos inferiores, de tal manera que se libera una energía que será
empleada para bombear H+ desde la matriz al espacio intermembranoso,
creando una fuerza protón-motriz. Así, la mitocondria se carga positivamente en
el espacio intermembranoso y la matriz se queda negativa.
• Ahora los protones van a tender a entrar por el componente Fo de la ATP sintasa,
que es un canal para protones.
2.1. Complejos proteicos de la cadena respiratoria mitocondrial
• Complejo I (NADH deshidrogenasa): acepta un par de electrones procedentes
del NADH, por lo que se reoxida a NAD+. Este par de electrones, por medio del
nucleótido FMN y centros Fe-S, pasan al Co Q/ubiquinona (formado por isopreno
y es capaz de captar y ceder electrones) libre.
Por cada 2 electrones que pasan por el complejo I, bombea 4H+ hacia fuera.
• Complejo II (Succinato deshidrogenasa): entra el FADH2 que le da los
electrones y se los cede a la coenzima Q. Es una entrada independiente de la
cadena respiratoria. No es una bomba de protones.
• Complejo III (Citocromo b-c1/ubiquinona: cit c oxidoreductasa): cataliza el paso
de los electrones procedentes del coenzima Q al cit.b y de éste a los citocromos
c1 y c. El citocromo c no está integrado en la membrana sino pegado a ella.
Por cada 2 electrones en el complejo III se bombean 4H+ hacia fuera.
• Complejo IV (citocromo oxidasa): formado por los citocromos a y a3 que tienen
iones Cu. Recoge los electrones procedentes del citocromo cy, por medio de los
cit a y a3, los hace llegar al oxígeno molecular, al cual se une, y junto con los 2H+
de la matriz forman H20.
Por cada 2 electrones en el complejo IV se bombean 2H+ hacia fuera.
Por lo tanto: 2 electrones → NADH = 10H+ > FADH2 = 6H+ (debido a que se salta el
complejo I)
En la membrana interna están los componentes de la cadena respiratoria y el complejo
de la ATP sintasa formado por Fo y F1.
En el Fo va a haber un canal para la entrada de protones. La energía de los
transportadores I, III y IV se utiliza para bombear protones hacia fuera de la mitocondria.
Esta se carga positivamente por fuera y negativamente por dentro.
Se crea un gradiente electroquímico de protones, se sacan hacia fuera por bombeo.
Ahora los protones van a tender a entrar por el componente Fo de la ATP sintasa,
que es un canal para protones.
En esta representación, los electrones de NADH y otros sustratos oxidables pasan a
través de una cadena de transportadores distribuidos asimétricamente en la membrana
interna.
El flujo electrónico está acompañado de transferencia de H+ a través de la membrana
que producen un gradiente químico y un gradiente eléctrico que juntos constituyen la
fuerza protón-motriz.
La membrana mitocondrial interna es impermeable a los protones; los protones solo
pueden volver a penetrar en la matriz a través de canales específicos de protones (Fo).
La fuerza protón-motriz que impulsa el retorno de los H+ a la matriz proporciona
la energía para la síntesis de ATP catalizada por el complejo F1 asociado con Fo.
3.Mecanismo de la ATP sintasa

• Fo: es una proteína canal que atraviesa la bicapa lipídica y permite el paso de
protones.
• F1: se proyecta hacia la matriz en forma de pomo (contiene 6 subunidades = 3
alfa y 3 beta ) y es el que realmente tiene la función enzimática, la catálisis de
síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato.
La entrada de H+ a favor del gradiente de concentración genera un movimiento
rotatorio del tallo dentro de la partícula F1 que da lugar a la síntesis de ATP a partir de
ADP y P, en un proceso de catálisis rotacional.
Por cada 360° de la cabeza se liberan al interior de la matriz:
• 3 moléculas de ATP = NADH
• 2 moléculas de ATP = FADH2
La fuerza protón-motriz no solo sirve para suministrar energía para la síntesis de ATP
sino que también para impulsar varios procesos de transporte esenciales para la
fosforilación oxidativa.
• Nucleótido de adenina translocasa: transporta ADP3- hacia la matriz y a cambio
transporta ATP4 hacia el exterior. La fuerza protón-motriz impulsa el intercambio
de ATP-ADP. Al salir el ATP puede ser utilizado por todas las partes de la célula
• Fosfato translocasa: promueve el transporte de H2PO4- al interior de la matriz y

requiere que un H+ pase del lado positivo al lado negativo de la membrana
interna. Este proceso está favorecido por la fuerza protón-motriz
4. Inhibidores y desacoplantes de la fosforilación oxidativa
Los inhibidores de la cadena respiratoria bloquean el paso de los electrones impidiendo

su transferencia y por lo tanto también inhiben la síntesis de ATP.
• Rotenona: inhibe el complejo I de la cadena respiratoria, impidiendo la

transferencia de electrones desde un centro fe-sal coenzima q
• Antimicina A: inhibe el complejo III, bloqueando el paso de electrones desde los
citocromos b al citocromo el
• Cianuro y Co: son inhibidores de la citocromo oxidasa (complejo IV) impiden la
unión del oxígeno con el citocromo a3
4.1. Inhibidores de la ATP sintasa

La oligomicina inhibe la ATPS sintasa y por control respiratorio se inhibe
secundariamente la cadena respiratoria. No se consume el gradiente de H + y no pasan
más electrones por la cadena. Si no hay transporte electrónico, no hay síntesis de ATP.
El atractilósido es un inhibidor del intercambiador ADP / ATP. El efecto es análogo al que
se obtiene inhibiendo la ATP sintasa con oligomicina.
4.2. Agentes desacoplantes
Permiten el paso de protones a través de la membrana interna mitocondrial

(disipan el gradiente de protones sin sacarle provecho). Se ponen en la membrana y
permiten que a través de ellas pasen protones en vez de por la ATP sintasa.
Desacoplan el transporte de electrones por la cadena respiratoria de la síntesis de
ATP por la ATPsintasa.
Al añadir un desacoplante es necesario que la cadena respiratoria transfiera más
electrones para mantener el gradiente de protones y sintetizar ATP al mismo ritmo.
En presencia de un agente desacoplante, por tanto es necesario oxidar más
combustible para obtener el mismo rendimiento de ATP.
El dinitrofenol puede atravesar la bicapa lipídica tanto en la forma protonada como

en la no protonada (disociada). Se han utilizado como adelgazantes porque quemas
más, es peligroso.
Disipan el gradiente de protones a través de la membrana interna mitochondrial
toman protones del citosol y lo liberan en la matriz mitocondrial.
En la mayoría de mamíferos, incluido el hombre, los recién nacidos tienen un tipo

de tejido adiposo denominado tejido adiposo marrón/pardo. Las mitocondrias de
este tejido son iguales que las de otras células, a excepción de que tienen una
proteína particular en su membrana interna, la termogina.
Se trata de una proteína desacoplante que proporciona una vía para que los
protones vuelvan a la matriz sin pasar por el complejo FOFl.
El resultado es que la energía de oxidación se disipa en forma de calor, en vez de
emplearse para la síntesis de ATP, contribuyendo al mantenimiento de la
temperatura corporal.
4.3. Tipos de daño celular causado por ROS
Hay tres tipos:
• Peroxidación lipídica
• Daño oxidativo a proteínas
• Daño oxidativo a ADN
4.4. Moléculas antioxidantes

Atrapan radicales libres dando lugar a moléculas inocuas:
• Glutanation es un tripéptido cosustrato de la glutanation peroxidasa y

glutanation reductasa
• Tocoferol (vitamina E): compuesto fenólico presente en vegetales, estabiliza
los radicales libres por resonancia en su anillo fenólico
• Ascorbato (vitamina C): reacciona con radicales peróxidos en el citosol
impidiéndoles llegar a la membrana. Regenera la vitamina E desde su forma
de radical tocoferoxilo.
• Beta-Caroteno: ayuda a prevenir los ROS originados por la radiación UV
1. Glucólisis: estructura, clasificación y papel biológico
1.1 Glúcidos, Hidratos de carbono (carbohidratos), sacáridos o azúcares
• Glúcidos del griego Glykos (dulce)
• Sacáridos del griego Sakcharon (azúcar)
• Hidratos de carbono o carbohidratos, porque en la mayoría de ellos los átomos
de C, H y O se encuentran en la proporción (CH2O)n
Son componentes esenciales de los seres vivos, junto con las proteínas, ácidos nucleicos
y lípidos, además, son las biomoléculas más abundantes en la naturaleza y constituyen
la mayor parte de la materia orgánica.
1.2 Funciones de los glúcidos
• Combustible celular:
o Glucosa principalmente
• Almacén de energía:
o Almidón (vegetales)
o Glucógeno (animales)
• Componentes de nucleótidos y ácidos nucleicos
o Ribosa (RNA, ATP, varias Coenzimas)
o Desoxirribosa (DNA)
• Elementos estructurales
o Celulosa (pared celular de las células vegetales)
o Quitina (exoesqueleto de los artrópodos)
o Glucosaminoglucanos (matriz extracelular en mamíferos)
• Componentes en procesos de reconocimiento celular
o Glucolípidos
o Glucoproteínas
Monosacáridos o azúcares sencillos: son las unidades básicas de los glúcidos (como los
aminoácidos son las unidades de las proteínas).
Oligosacáridos: formados por la unión de varios monosacáridos (de 2 a 20 unidades),
mediante enlaces glucosídicos. Los más abundantes en la naturaleza son los de dos
unidades: disacáridos (maltosa, lactosa y sacarosa). Los de tres unidades no se
encuentran libres, sino unidos covalentemente a proteínas o lípidos.
Polisacáridos: cadenas de monosacáridos de más de 20 unidades (generalmente cientos
o miles), unidos por enlaces glucosídicos.
La glucosa que es una aldohexosa con 5 grupos hidroxilo y presenta 4 carbonos
asimétricos.
La configuración del carbono asimétrico más distante del grupo carbonilo nos indica si
el isómero es D o L. Todos los monosacáridos que intervienen en el metabolismo
pertenecen a la serie D.
2. Glucólisis: significado funcional, etapas enzimáticas y regulación

Definición: ruta metabólica en la que se degrada una molécula de glucosa (C6), mediante
una secuencia de 10 reacciones catalizadas enzimáticamente, para dar dos moléculas
de Piruvato (C3) y con producción neta de dos moléculas de ATP.
Es una ruta prácticamente universal, que tiene lugar en el citosol. Además, la glucólisis
proporciona intermediarios metálicos para reacciones biosintéticas (síntesis de ácidos
grasos, aminoácidos…etc).
La glucolisis tiene lugar en el citosol. Todos los tejidos humanos poseen enzimas
glucolíticas y por tanto todos son capaces de metabolizar la glucosa.
La reacción global es:
La glucosa es el único combustible que usa el cerebro en condiciones de nutrición

correcta (los ácidos grasos no atraviesan la barrera hemato-encefáica). El metabolismo
del cerebro es aerobio y oxida totalmente la glucosa a CO 2 y H2O.
Es el único combustible capaz de ser utilizado por los glóbulos rojos en cualquier
situación (no contienen mitocondrias ni otros orgánulos membranosos, ni siquiera
núcleo por lo que si metabolismo es anaerobio transformando la glucosa en lactato).
Algunos tejidos con pocas mitocondrias dependes casi exclusivamente de la glucólisis
anaerobia para obtener ATP (córnea, cristalino, esperma, médula del riñón).
2.1 Estudio de la glucólisis
Para su estudio la glucólisis se divide en dos fases:
• En la primera fase se utiliza la energía de ATP para convertir una molécula de
glucosa (hexosa) en dos moléculas de gliceraldehído 3 fosfato (triosa- fosfato)
(fase preparatoria).
• En la segunda fase el gliceraldehído 3 fosfato se convierte en piruvato,
generándose energía que se emplea para producir ATP y NADH (fase de
beneficios)
2.2 Fase preparatoria

• Fosforilación de la glucosa a glucosa 6-fosfato. Gasto de ATP: es una reacción
irreversible. La enzima que lo lleva a cabo es la hexoquinasa/glucoquinasa (si
estamos en el hígado).
• Conversión de aldeas a cetosa: la enzima que lo lleva a cabo es la fosfoglucosa
isomerasa.
• Transmisión de un grupo P a la fructosa (fosforilación): es una reacción
reversible. Enzima: fosfofructoquinasa-1, si está inhibida no se da la glucolisis.
• Ruptura de la fructosa 1-6 bifosfato: la enzima que lo rompe es la aldolasa.
• Conversión de la dihidroxicetona en gliceraldehído 3-fosfato. La enzima que lo
lleva a cabo es la trifosfato isomerasa.
2.3 Fase de beneficios
• Oxidación del gliceraldehido 3 fosfato: se gana un NADH. La enzima es el
gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa.
• Transferencia de un grupo fosfato del 1-3-bifosfoglicerato al ADP. La enzima es
el fosfoglicerato quintas es la única quintasa reversible en condiciones celulares.
• Cambio de posición del grupo fosfato del C-3 al C-2. La enzima es el fosfoglicerato
mutuas.
• Deshidratación con formación de un doble enlace. Enzima: enolasa.
• Transferencia de un fósforo del Fosfoenolpiruvato al ADP. Reacción irreversible.
Enzima: piruvato quinasa.
En función del destino del piruvato distinguimos entre:
• Glucolisis anaerobia: en ausencia de O 2 o ausencia de mitocondrias el piruvato
se transforma en lactato o etanol, fermentación.
o Piruvato → lactato (eritrocitos, músculo en contracción vigorosa,
fermentación láctica)
o Piruvato → etanol (en levaduras fermentación alcohólica
• Glucolisis aerobia: en presencia del O 2 y de mitocondrias el piruvato se puede
oxidar totalmente a CO2 , respiración celular.
o Piruvato + O2 -> CO2 + H2O
Durante la glucólisis se asume NAD+ y se produce NADH. Para que la glucolisis pueda
continuar debe regenerarse en NAD+.
• En condiciones aerobias el NADH será oxidado en la mitocondria en la
respiración celular, regenerándose NAD+.
• En condiciones anaerobias (eritrocitos, músculo) el NAD+ se regenera
convirtiendo el piruvato en lactato en el citosol (fermentación láctica).
2.4 Rendimiento energético de la glucólisis anaerobia
Producción de moléculas en
Proceso CITOSOL MATRIZ TRANSPORTE
MITROCONDRIAL ELECTRÓNICO
GLUCÓLISIS 2 ATP 2 ATP
2 NADH 5 ATP 5 ATP
PIRUVATO A 2 x (1 NADH) 5 ATP 5 ATP

ACETIL-COA
CICLO DE 2x (1 ATP) 2 ATP

KREBS
2x (1 NADH) 15 ATP 15 ATP
2X (1 FADH) 3 ATP 3 ATP
TOTAL 32 ATP
El rendimiento energético de la oxidación total de la glucosa hasta CO2 y H2O

(respiración mitocondrial).
3. Gluconeogénesis: significado funcional, precursores y etapas enzimáticas

Definición: ruta metabólica en la que se produce la síntesis de “de novo” de glucosa a
partir de diferentes sustratos:
• Lactato: entra como piruvato
• Aminoácidos (excepto Leucina y Lisina): entran como piruvato y oxalacetato
• Glicerol (hidrólisis de TG): entra como dihidroxicetona-P
Importancia: fundamental para mantener la glucemia (5 mM) en el ayuno. El cerebro
depende de glucosa como combustible primario y los eritrocitos utilizan glucosa como
combustible único.
Tejidos gluconeogénicos: hígado y corteza renal
3.1 Importancia del mantenimiento de un nivel constante de glucosa en sangre
(glucemia basal)
Para cubrir los requerimientos energéticos de los tejidos que dependen de glucosa, la
concentración de esta en sangre se mantiene alrededor de 5mM.
El mantenimiento constante de estos niveles de conoce como homeostasis de la glucosa
y en ella tiene un papel fundamental e hígado que actúa como glucostato.
Si la glucosa baja de 2mM (hipoglucemia) el cerebro recibe un suministro inadecuado
de energía, la concentración de ATP baja y la función cerebral se altera.
Por otra parte, las concentraciones altas de glucosa en sangre (hiperglucemia) elevan la
presión osmótica y deshidratan los tejidos, además a concentraciones elevadas la
glucosa reacciona con proteínas produciendo glucosilaciones inespecíficas de estas que
alteran su funcionamiento.
3.2 Gluconeogénesis y las reacciones irreversibles de la glucólisis
La gluconeogénesis no es simplemente la ruta inversa de la glucólisis. Siete de las
reacciones de la glucólisis ocurren con cambios muy pequeños de energía libre y son
reversibles, por lo que pueden usarse en la dirección opuesta.
Sin embargo, tres etapas, las catalizadas por los enzimas Glucoquinasa,
Fosfofructoquinasa y Piruvato Quinasa tienen un ΔG muy negativo y son irreversibles.
En la gluconeogénesis estas reacciones son reemplazadas por reacciones irreversibles
diferentes, catalizas por glucosas-6-fosfatasa, fructosa-1,6-bifosfatasa. Piruvato
Carboxilada y PEP-Carboxiquinasa.
La glucólisis se activa en respuesta al aumento de la insulina y se inhibe por el glucagón.

La gluconeogénesis (hígado o riñón) es una ruta fundamental para mantener la glucemia
en situaciones de ayuno.
F-2, 6-BP: su concentración aumenta en respuesta a la insulina.
La fosfofructoquinasa es el elemento de control más importante en la vía glucolítica en
mamíferos. El enzima es inhibido alostéricamente por niveles elevados de ATP. La unión
del ATP hace disminuir la afinidad de la enzima por la fructosa-6-fosfato.
Una concentración de ATP elevada convierte la curva hiperbólica de unión F-6-P en una
curva sigmoidea. La acción inhibida del ATP se contrarresta con el AMP de modo que la
glucolisis se estimula cuando la carga energética es baja.
qewfgrgaergaergvagerv
1. Metabolismo del glucógeno y su regulación
Sirve para poder almacenar glucosa y poder liberarla en un momento determinado
cuando se necesite.
El almacén de glucosa es importante en:
• Hígado: mantiene la glucemia en periodos de ayuno. Nunca utiliza elalmacén de

glucógeno que tiene en su interior pues es para el resto del organismo, para
poder llevar la glucosa a la sangre en el momento en que se produzca una
disminución de la glucosa: glucemia
o 10% del peso húmedo del hígado es glucógeno
o El hígado retira (cuando sobra) o libera (cuando falta) glucosa a lasangre
para controlar la glucemia. La que sobra es utilizada para la síntesis de
ácidos grasos y colesterol.
• Músculo: combustible de reserva para obtener ATP de forma rápida
degradándola a lactato. La glucosa que retiene el músculo solo esutilizada por
él, nunca la libera a la sangre. Con ello obtiene ATP cuando se requiere un
ejercicio brusco y corto que no da tiempo a llegar glucosa y oxigeno desde la
sangre.
o 1 - 2 % del peso húmedo del músculo (mayor contenido total que en
el hígado).
o El músculo contribuye a retirar glucosa de la sangre cuando aumenta la
glucemia, pero no puede liberar glucosa a la sangre enperiodos de
ayuno.
o Utiliza la glucosa casi siempre de forma anaerobia, es decir, casi siempre
la degrada hasta lactato porque es la forma más rápida deobtener
atp.
El glucógeno es un polímero muy ramificado.
Está formado por unidades de glucosa unidas entre sí
entre C-1 y C-4 por los enlaces alfa (1->4) y en las
ramificaciones por uniones alfa (1->6). Al final de las
ramificaciones hay extremos no reductores por lo que
aumenta/mengua la masa del glucógeno.
Cuando hace falta glucosa se desmontan las ramas del
glucógeno.
1.1. Degradación del glucógeno
De cada extremo no reductor se liberan una a una las glucosas.
Se cortan por un mecanismo llamado fosforilisis que consiste en añadir una molécula de
fosfato inorgánico. Por lo tanto, la glucosa que sale, está fosforilada en la posición 1.
Este mecanismo esta catalizado por la glucógeno fosforilasa.
Ahora, la glucosa 1-P va a sufrir un cambio de posición de su P por la fosfoglucomutasa
convirtiéndose en glucosa 6-P. Esta va a ser utilizada de forma diferente en función de
su localización (músculo o hígado).
En el músculo no gastamos ATP en fosforilar la glucosa y por lo tanto obtenemos 3 ATP
en vez de 2 ATP.
La glucógeno fosforilasa solo corta las uniones glucosa alfa (1->4). Las corta añadiendo
fosfato mediante la fosforolisis. De esta manera mientras el glucógeno se queda con
una glucosa de menos se ha liberado una glucosa 1-P. No rompe lo enlaces alfa
(1->6) por lo que no rompe las ramificaciones, solo"poda las ramas".
Otras veces hay que desmontar la ramificación para lo que hace falta el enzima
desramificante, que si que corta uniones alfa(1->6) y las pega en uniones alfa(1->4),
alargando las ramas. Así vuelve a actuar la fosforilasa.
1.2. Síntesis del glucógeno

Es igual en el músculo y en el hígado.
• En el músculo lo primero que vamos a hacer es fosforilar a la glucosa con la

hexoquinasa.
• En el hígado lo primero que vamos a hacer es fosforilar a la glucosa con la
glucoquinasa.
En ambas obtenemos glucosa-6-p y hemos gastado un atp. Ahora, con la
fosfoglucomutasa que es una enzima reversible cambiamos la posición del p →
glucosa 1-p.
Esta tenemos que convertirla en ÚDP-Glucosa añadiéndole un núcleotido de uridina
(UTP) el cual se rompe y cortamos los 2 últimos P, dejando UMP.
El P del UMP se une con el P que ya tenía la glucosa y nos da la molécula de UDP- Glucosa.
Esta es el sustrato de la enzima regulador del glucógeno que es la glucógeno sintasa, la
cual toma UDP glucosa y un cebador de glucógeno. Libera la glucosa del UDP y la pega
al glucógeno en un extremo no reductor por uniones alfa(1->4).
Partimos de una molécula de glucógeno y vamos a alargar las ramifiaciones. Por cada
glucosa que añadamos a una molécula de glucógeno nos cuesta 2ATP. Para pegar la
glucosa a un extremo no reductor del glucógeno tiene que estar activadapegándola un
núcleotido de uridina por enlace alfa (1->4). Cuando las ramas se hacen muy largas el
enzima ramifican te corta y monta nuevas ramificaciones alfa(1->6).
1.3. Regulación hormonal de la síntesis y degradación del glucógeno

Modulación covalente coordinada de la glucógeno fosforilasa y sintasa por fosforilación
y defosforilación de los niveles de las hormonas insulina yglucagón en el hígado y de
insulina y adrenalina en el músculo.
La glucógeno sintasa es activa defosforilada y la glucógeno fosforilasa es activa
fosforilada.
Glucógeno sintasa y glucógeno fosforilasa no están activas simultáneamente, ya que
las dos estarán fosforiladas o las dos defosforiladas.
Modulación covalente coordinada de la glucógeno fosforilasa y sintasa.
La insulina promueve la defosforilación de las dos enzimas, al activar las fosfatasas,
favorece la síntesis y almacenamiento de glucógeno en hígado y músculo.
Modulación covalente coordinada de la glucógeno fosforilasa y la glucógenosintasa.

El glucagón y la adrenalina promueven la fosforilación de las dos enzimas,al activar a la
proteína quinasa a, favorecen la rápida degradación del glucógeno en hígado para subir
la glucemia.
La adrenalina actúa también sobre el músculo, la degradación del glucógeno
muscular proporcina glucosa como fuente de energía para lacontracción muscular.
2. Enfermedades de almacenamiento del glucógeno

Son enfermedades hereditarias porque hay una mutación en un gen relacionado con
una de las enzimas del metabolismo del glucógeno. Los individuos que nacen con esa
mutación tienenuna deficiencia de algunas de las enzimas y se producen alteraciones.
En la mayoría de los casos lo que se produce es un cúmulo exagerado de glucógeno
en el hígado → hepatomegalia
3. Vía de las pentosa-fosfato: funciones, etapas y regulación

Utiliza la glucosa en el citosol, no se obtiene ATP pero sí poder reductor en forma de
NADPH para la síntesis de ácidos grasos y colesterol. Hay dos objetivos en esta ruta:
• Obtener ADPH para liberarnos

de los radicales libres del
oxígeno llamados ROS pues
dañan el ADN, proteínas, etc.
• Obtener pentosas-fosfato y
convertirlos en Ribosa-5-P que
es la que noshace falta para la
síntesis de nudeótidos,
coenzimas, CoA, etc
Tiene 2 fases, pero no tienen por qué darse las dos:
• Fase Oxidativa (Irreversible)

Glucosa 6-P Ribosa 5-P + 2NADPH + COZ
• Fase No oxidativa (Reversible)
3(Pentosa 5-P) 2(Fructosa 6-P) + Gliceraldehído 3-P
3.1. Relación entre ruta de las pentosas-P y glucolisis
La pentosa-P la puedo convertir en intermedirarios de la glucolisis si la meto en la fase

no oxidativa. La convierto en dos moléculas de fructosa-6-P y una de gliceraldhído 3-P.
Las enzimas que participan en la fase no oxidativa se llaman transcetolasas y
transaldolasas y transforman la pentosa en intermediario de la glucolisis.
Puede haber varias modalidades de rutas de las pentosas. ¿Qué pasa si una
célulanecesita Pentosas-P porque está sintetizando nucleótidos y requiere NADPH
porque está sintetizando lípidos?
• Hace la fase oxidativa y se para.

En cambio, ¿si la célula está haciendo mucha biosíntesis reductora pero sin
sintetizar núcleotidos?
• No necesita las pentosas-P, solo quiere el NADPH, y por lo tanto los recicla
convirtiéndolas en intermediarios de la glucolisis.
PUEDE HABER VARIAS MODALIDADES DE LA RUTA, SEGÚN SE REQUIERA NADPH,
PENTOSAS O LAS DOS COSAS
1. Las necesidades de ribosa-5-fosfato y de NADPH están equilibradas (solo
funciona la fase oxidativa)
2. Se requiere mucha más ribosa-5-fosfato que NADPH (solo la fase no oxidativa

de interconversión en sentido inverso utilizando intermediarios de la
glucolisis para obtener pentosas-p)
3. Se requiere mucho más NADPH que ribosa-5-fosfato (funciona la fase

oxidativa seguida de la fase no oxidativa y recuperación de g-6-p ó glucolisis)
La deficiencia de glucosa-6-p deshidrogenasa en los eritrocitos impide la eliminación
eficaz de los hidroperoxidos (producidos por los radicales libres del oxígeno) que dañan
las membranas y producen hemólisis (destrucción de los globulos rojos) provocando
anemias.
1.Biosíntesis de ácidos grasos y su regulación
1.1. Clasificación, estructura y papel biológico de los lípidos
• Función de reserva: en forma de triacilgliceroles o grasas

• Función estructural: son constituyentes estructurales de las membranas
biológicas (fosfolípidos, esfingolípidos y colesterol)
• Otras funciones.
o Sales biliares que se secretan desde el conducto biliar (hígado) al
intestino
o Hormonas esteroides y sexuales actúan a distancia
o Hormonas locales o paracrinas: prostaglandinas, leucotrienos,
tromboxanos
• 2º mensajeros de naturaleza lipídica: DAG, esfingosina
• Vitaminas liposolubles: A, D, E y K
• Ácidos grasos esenciales: linoleico y linolénico. Los tenemos que tomar con la
dieta junto con las vitaminas ya que no somos capaces de sintetizarlos por si
solos.
1.2. Ácidos grasos de importancia para los humanos
A. Propiedades:
• Son moléculas muy reducidas (muchos H)

• La oxidación de ácidos grasos equivales a 9 Kcal/g
• Son hidrofóbicas, anhidras
1.3. Biosíntesis de ácidos grasos
Para ello necesitamos:
• 2 enzimas (ambas en el citosol): acetil CoA carboxilasa y Ácidos graso sintasa

• Un cofactor: biotina (es una vitamina)
• 2 sustratos: AcetilCoA y HCO
• Energía: ATP
A. Acetil CoA carboxilasa
Es una enzima limitante reguladora del proceso de biosíntesis de ácidos grasos, es
esencial y genera una reacción irreversible.
Tiene forma de cuenco por poder albergar biotina y poder unirse al bicarbonato.
Cuando se une a este último se transloca la biotina y en esa posición ya traslocada es
cuado acepta al Acetil CoAy de forma malonyl-CoA.
La biotina es la traslocación actúa a la vez como transportador temporal de CO2.
Por lo tanto, el manolyl-CoA va a ser el primer producto que vamos a obtener en la

síntesis de ácidos grasos.
Acetil-CoA + HCO +ATP → Malonyl-CoA + ADP +Pi
B. Ácido grasa sintasa

Tras todo ello actuará la ácido grasa sintasa que es una enzima de gran tamaño. Tiene
unas propiedades que la caracterizan y son muy distintas de las del Acetil CoA
Carboxilasa. Tiene 7 actividades enzimáticas distintas. Esto ocurre en los eucariotas, en
los seres inferiores como las bacterias las 7 actividades están separadas con 7 enzimas
distintos mientras que nosotros lo tenemos agrupado en un solo enzima.
Las proteínas del complejo ácido graso sintasa son:
PROTEÍNA FUNCIÓN
ACP: proteína portadora de acilo Transporta grupos acilo
MAT: Malonil Acetil Transferasa Encargada de transferir el malonyl o el
acetil
CoA
KS: β-Cetoacil-ACP Sintasa Condensa grupos acilo y malonilo
KR: β-Cetoacil-ACP Reductasa Reduce el grupo β-ceto a β- hidroxilo
DH: β-hidroxiacil-ACP (deshidratasa) Elimina agua del β-hidroxiacil-ACP
creando
und oble enlace
ER: Enoil-ACP Reductasa Reduce el doble enlace formando un acil-
ACP saturado
TE: TioEsterasa Libera el producto final: Palminato
La ácido graso sintasa tiene que estar activada y para ello la unimos con acetil CoA. A
continuación, el transportador se une a mlonyl-CoA (el que s eha sintetizado antes por
la Acetil CoA Carboxilasa) y se introduce. Después gracias al poder reductor se produce
una descarboxilación y se une a la cadena de tal manera que ya tenemos 4C.
Ahora va a llegar otro malonyl CoA que se ha sintetizado y también se introduce a
continuación de tal manera que se pierde el grupo carboxílico en forma de CO2 y se
introduce teniendo ya 6C.
Así sucesivamente hasta que llegamos al palmitato. Una vez sintetizados los 16
carbonos llega la tioesterasa que rompe y separa nuestro acido grasa sintetasa
dejándola libre y lista para funcionar otra vez.
Una vez sintetizado, hemos necesitado 8 Acetil CoA y 7 ciclos.
Nos situamos, para sintetizar ácidos grasos estamos en el citosol y se

necesita Acetil CoA, ATP, biotina y unos enzimas. El acetil CoA y el ATP son
sintetizados en la mitoncodria pero los enzimas los que tengo en el citosol
luego tendrán que salir de la mitocondria. Sin embrago, el acetil CoA no
puede salir de la mitocondria y salir en forma de citrato. Una vez que se ha
formado el citrato a partir del citrato sintasa pasa a través de un transportador
específico que está en la membrana interna mitocondrial y sale ya al citosol. La
membrana externa mitocondrial es permeable y por eso está medio
transparentosa, no supone una barrera.
Tenemos que el citrato ha pasado al citosol peor yo necesito Acetil CoA por lo que
viene la citrato lisa que rompe el citrato con consumo de ATp y nos da Acetil CoA y
este es el que utilizamos para la síntesis de ácidos grasos, para activar la ácido graso
sintasa y para que la acetil CoA carboxilasa sea capaz de sintetizar malonil CoA.
Este circuito para que funcione tiene que estar cerrado y así poder transportar la acetil
CoA desde la mitocondria al citosol.
El oxalacetato pasa a malato con consumo del poder reductor en forma de NADH por la
malatodeshidrogenasa. Este malato tiene dos vías para entrar en la mitocondria:
Con el transportador malato cetoglutarato por el que pasa el malato desde le citosol al
interior mitocondrial. Va a favor del gradiente de más concentración a menos.
Vía del enzima málico que transforma el malato en piruvato con formación de poder
reductor NADPH. Este piruvato tiene un transportador específico que lo mete dentro
de la mitocondria y por la piruvato carboxilasa pasa a oxalacetato que una la Acetil CoA
que se ha producido dentro de la mitrocondria dando lugar al citrato.
1.4. Regulación síntesis ácidos grasos
• Regulación alostérica de AcCoA Carboxilasa:

o Se activa por Citrato (+)
o Se inhibe por Palmitoil CoA (-)
• Regulación convalente de AcCoA Carboxilasa:
o Se inhibe por fosorilación por la quinasa dependientemente de AMP o
por laproteína quinasa A (PKA)
o Se activa por desfosforilación por proteína fosfatasa
• Regulación hormonal:
o Insulina (+) por desfosforilación
o Glucagón y adrenalina (-) por fosforilación
A. Regulación covalente de la AcCoA Carboxilasa
Es dependiente de AMP. Si hay mucho AMP en el citosol hay poco ATP o no hay por lo
que no hay energía y no nos vamos a poner a sintetizarla.
Cuando hay mucho AMP, por tanto, se activa la quinasa dependiente de AMP y fosforila
la Acetil CoA Carboxilasa. Al estar fosforilada no funciona, es inactiva. Esto hace que los
niveles d malonyl-CoA bajen.
En cambio, cuando se revierte el sistema y por alguna razón ya hay más energía, se
activa una proteína fosfotasa que rompe el enlace fosfato y nos activa la acetil CoA
Carboxilasa dando lugara un aumento de malonyl-CoA.
B. Regulación hormonal de AcCoA Carboxilasa
Nosotros tomamos HC en la dieta lo que va a producir glucosa en sangre, la glucoslisis

y finalmente Acetil CoA. Como consecuencia de esto los niveles de glucosa en sangre
aumenta y par abajar esos niveles sale enseguida la hormona de la insulina y esta
aumenta.
Estamos por tanto en uan situación de abundancia y se activa la fosfatasa dejándonos

libre la Acetil CoA Carboxilasa (ACC) y por lo tanto está en condiciones de sintetizar
malonyl-CoA a partir de ACCC. La insulina no está fosforilada y está activa. Cuando
acaba de actuar tenemos la PKA que se fosforilará.
Con bajos niveles de glucosa, entre dos comidas que tenemos sensación de hambre,
no nos vamos a poner a sintetizar nada y por tanto aumenta el glucagón que es la
hormona de la deficiencia de energía, del hambre y activa la PKA que coge la ACC y la
fosforila. Por tanto, ACC
está inactiva y no es capaz de sintetizar ácidos grasos, solo cuando los niveles de
glucosa se reestablecen porque hemos comido y aparezcan niveles altos de insulina es
cuando se cierra el ciclo y podemos sintetizar, malonyl- CoA. La fosforilación es
impedimento de síntesis.
1.5. Sistemas de elongación e insaturación
Hay todo un sistema enzimmático que nos cuesta mucho trabajo mantener de
desaturasas que son los responsables de introducir dobles enlaces en posiciones 9, 6 y
4, todas cis.
Tenemos un ácido graso y por la desaturasa parece un doble enlace. Esto ocurre
gracias a la transferasa de electrones y de protones con un gasto de NADPH.
1.6. Ácidos grasos esenciales
PUFA= Polyunsaturated fatty acids
• La mayor parte son esenciales, ꙍ-3 y ꙍ-6

• Fvorecen la fluides de las membranas
• Son precursores en la síntesis de prostaglandinas, leucotrienos y tromboxanos
• Pueden tener un papel en la regulación del nivel sérico de colesterol y TG
• Solo se encuentran en plantas, algas y vegetales
2. Metabolismo de triacilgicéridos
Los TG se depositan en el tejido adiposo que tiene adipocitos y toda su maquinaria.

Cuando hay insaturaciones hay giros.
La glucosa circulante en sangre sufre glucolisis y vamos a formar dihidroxicetona
fosfato. Esta molécula va a sufrir la acción de una deshidrogenasa con consumo de
poder reductor en forma de NADH t nos va a dar L-glicerol-3-fosfato.
A veces tenemos un glicerol circulante por ahí que es capaz de darnos también L-
glicerol-3-P a partir de la glicerol quinasa por la fosforilación.
Por lo tanto, la molécula de L-glicerol-3-P puede venir de una glucosa o de un glicerol.
El L-glicerol-3-P por la acción de 2 aciltransferasas va a ir metiendo ácidos, R1 o R2, en la

posición 1 y 2. Al meter los dos grupos ácidos se transforman en un ácido fosfatídico que
es fundamental para la síntesis de triacilgliceroles, esfingosina etc.
El ácido fosfatídico tiene dos ácidos grasos. Los triacilgliceroles tienen 3 luego hay que
meter el tercero. A partir de la fosfatasa de ácido fosfatídico pasamos a 1,2-
diacilglicerol manteniendo los ácidos grasos y por una tercera metemos el tercer ácido
graso.
El ácido fosfatídico ha habido que cortarle primero el fosfato para tener sitio para
colocar el tercer ácido graso.
Ya hemos sintetizado por tanto los TG que van a depositarse en el tejido adiposo paro
nosotros queremos degradarlos.
Básicamente hay 2 hormonas: glucagón y adrenalina. Una de estas hormonas se une a

su receptor en la membrana del adipocito. Este receptor activa una proteína G que a
su vez activa la adenilciclasa que produce AMPc. El AMPc activa PKA que fosforila la
lipasa sensible a hormonas y va a hacer que se transloque el citosol al perímetro de la
gota lipídica y se intercala entre el citosol y la gota de la membrana.
Por otra parte, la PKA fosforila la perilipina (pasa de estar en serie a ponerse en vertical
dejando espacio para que intercale la lipasa).
La función de la lipasa es que los triacilglicéridos depositados en la gota sean rotos por
ella liberándose del glicerol y aparecen los ácidos grasos libres.
Entonces los ácidos grasos libres salen del adipocito y pasan al torrente sanguíneo. Sin
embargo, no viajan solos por él sino con albúmina sérica que los transporta hasta por
ejemplo la célula muscular (miocito).
Ahí sí que vamos a poder degradar los ácidos grasos para obtener energía. Entran al
mocito por medio de un transportador y sufre la β-oxidación a partir del cual
obtenemos ATP y CO2.
1. Degradación de triacilglicéridos
Los ácidos grasos son transportados desde el adipocito hasta la célula muscular. Ahora
vamos a ver cómo ocurre la β-oxidación en su interior.
La β-oxidación es un proceso fundamental para obtener energía. Los ácidos grasos que
han entrado por el transportador que había en la membrana del miocito estaban en el
citosol, pero toda la maquinaria de la degradación de la β-oxidación está en la
mitocondria y habrá que llevarlos ahí dentro. Para ello el primer paso es activar los
ácidos grasos.
2. Activación del ácido graso y transporte a la mitocondria y β-oxidación

2.1 Activación del ácido graso y transporte a la mitocondria
La activación de los ácidos grasos lo lleva a cabo la Acil-CoA sintetasa. Al ácido graso se
le añade un coenzima A con requerimiento de ATP (consume dos enlaces de alta energía
por lo que es un proceso muy costoso).
Una vez activado el ácido graso, este no puede pasar al interior de la matriz mitocondrial
y, por tanto, va a ser transportado por una molécula llamada carnitina. Esta molécula es
fundamental para el transporte de ácidos grasos activados al interior de la mitocondria
al cual se une liberándose coenzima A.
Gracias a la enzima carnitina aciltransferasa I del citosol llega el ácido graso junto a la
carnitina a la matriz mitocondrial. Allí se da la ruptura de la carnitina unida al ácido graso
dando lugar a la liberación de carnitina por un lado y del ácido graso por otro, al que se
une de nuevo el coenzima A.
La carnitina debe salir de la mitocondria para que vuelva a realizar su función:
transportar los ácidos grasos y eso lo hace la carnitina aciltransferasa II. Esta transporta
la carnitina desde la mitocondria hasta el citosol y una vez allí la carnitina aciltransferasa
I la que mete los ácidos grasos. La de tipo II nunca transportará ácidos grasos.
Ya tenemos el ácido graso en el interior de la mitocondria unido al coenzima A.
2.2 Oxidación de ácidos grasos en mitocondria (importante)
Este proceso consta de tres fases que nos llevan a la
producción de ATP:
• Fase 1: β-oxidación. Genera NADH, FADH2 y

AcCoA
• Fase 2: Ciclo de Krebs. Genera NADH, FADH2 a
partir de AcCoA
• Fase 3: Fosforilación oxidativa. Genera ATP
El ácido graso de cadena larga va a sufrir el proceso de β-
oxidación que siempre separa de dos en dos de tal forma
que rompe de dos en dos los átomos de carbono. Va
cortando y formando acetilCoA que tiene dos átomos de
oxígeno. En la primera fase del proceso β-oxidación
tenemos producción de AcetilCoA (en la imagen 8 porque
partimos del palmitato que son 16C) que se integra en el
ciclo de Krebs y va a producir CO2 y electrones en forma
de NADH y FADH2.
Por último, en la fosforilación oxidativa en la cadena de
transporte electrónico se va a producir ATP a partir de
ADP y fosfato inorgánico.
2.3 Reacciones de la β-oxidación de ácido grasos
Tenemos nuestro Palmitoyl-CoA que es como se ha quedado la molécula una vez
liberada la carnitina y una enzima que es acilCoA deshidrogenasa que va a quitarle
hidrógeno para producir FADH2 y nos da un compuesto llamado Enoyl-CoA (trans).
En el segundo paso del ciclo se adiciona agua al Enoyl-CoA para formar L-B-hidroxiacil-
CoA. Esta reacción está catalizada por la Enoil-CoA hidratasa.
En el tercer paso, se deshidrogena el L-B-hidroxiacil-CoA para formar B-cetoacil-CoA por
acción de la B-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa y dando lugar a la formación de NADH.
El cuarto y último paso del ciclo está catalizado por la acil-CoA acetiltransferasa, también
llamada tiolasa, que promueve la reacción entre el B-cetoacil-CoA y una molécula de
coenzima A libre para dar lugar a la separación del fragmento carboxilo terminal de dos
carbonos de la cadena original del ácido graso en forma de acetil-CoA. El otro producto
es el tioéster de coenzima A del ácido graso con dos carbonos menos.
Este proceso se repite hasta que se acaba la cadena.
La acil-CoA deshidrogenasa es la primera enzima que actúa y produce FADH2. Se ha visto
que la ausencia de acil-CoA deshidrogenasa puede desencadenar el síndrome de REYE.
Este síndrome se produce en la mayor parte de las veces por la administración de
aspirina a los niños. Se ha demostrado que no se puede administras a un niño aspirina o
derivados cuando están en proceso vírico. Por razones desconocidas se da un proceso
encefalopático que ataca al encéfalo y después al hígado y si no se trata rápido puede
ocasionar la muerte.
La deficiencia de una enzima puede ocasionar la muerte, sobre todo si está incluido en
un proceso vírico cualquiera.
2.4 Reacciones especiales de la β-oxidación de ácidos grasos insaturados

monoinsaturados
El oleato es un ácido graso de 18C con un doble enlace en cis entre C-9 y C10. En el
primer paso de la oxidación el oleato se convierte en oleil-CoA, que al igual que en los
ácidos grasos saturados entra en la matriz mitocondrial vía lanzadera de la carnitina. A
continuación, pasa tres veces a través del ciclo de oxidación de ácidos grasos para
generar 3 moléculas de acetil-CoA.
Por lo tanto, cuando llegamos a un doble enlace ese enzima que está preparado para
recibir una cadena lineal de ácido graso se encuentra con un doble enlace (giro).
Entonces no funciona la enzima. El organismo tiene una maquinaria enzimática que hace
que podamos utilizar estos ácidos grasos con insaturaciones, para ello se utiliza una
isomerasa que cambia la posición de cis a trans haciendo posible volver a romper la
cadena de dos en dos.
2.5 Reacciones especiales de la β-oxidación de ácidos grasos insaturados poliinsaturados
Cuando hay dobles enlaces cis, la isomerasa pasa a trans y se corta. Entonces al cortar
aparece un doble enlace, pero se mantiene el siguiente a la vez que se ha liberado un
acetil-CoA. Tenemos ahora dos dobles enlaces, pero cada uno en una posición.
Necesitamos la ayuda de una enzima que es la reductasa para que nos libere estos dos
enlaces. La reductasa los convierte en uno solo. A continuación, otra isomerasa lo gira y
ya si que puede empezar a cortar. Es toda una serie de reacciones en las que intervienen
enzimas a mayores.
2.6 Reacciones especiales de la β-oxidación de ácido grasos de cadena impar
Todos los ácidos grasos de cadena par llegan a formas Acetil-CoA hasta el último par,
pero si tenemos un ácido graso impar la última molécula que nos queda no será un
Acetil-CoA sino un propionil-CoA, de modo que nos quedarán 3C en lugar de dos.
Vamos cortando de dos en dos: si es cadena par el último es Acetil-CoA y si es cadena
impar el último es propionil-CoA (3C).
¿Qué hacemos con el propionil-CoA? Necesita tres enzimas y dos vitaminas para poder
ser utilizado en el ciclo de Krebs. La propionil-CoA carboxilada utiliza la biotina para dar
lugar a D-metilmalonil-CoA y a través de una epimerasa se transformas en L-
metilmalonil-CoA.
Finalmente se genera en presencial de vitamina B12 y por medio de una mutasa,
succunil CoA.
Por cada ácido graso se forma una molécula de propionil CoA que se metaboliza a
succinil CoA y entra en el ciclo de Krebs.
2.7 Regulación de la oxidación de ácidos grasos
La síntesis de oxidación de ácidos grasos tiene que estar muy regulada.
Los ácidos grasos que están libres en el citosol pueden volver a formar triacilglicéridos,
lípidos de membrana o pueden ser degradados.
Los que van a ser β-oxidados entran en la mitocondria por la carnitina de tipo I y pasan
al ciclo de Krebs. Lo que no se puede hacer es por una parte oxidar y por otra sintetizar.
Cuando hay mucho malonil-CoA que proviene de la síntesis que está en el citosol va a
inhibir a la carnitina de tipo I que transporta el acetil-CoA al interior de la mitocondria
bloqueando la β-oxidación. Esto ocurre cuando tenemos glucosa o insulina en sangre
pues está todo dirigido hacia la síntesis y bloqueada la β-oxidación.
En cambio, cuando hay glucagón o adrenalina la síntesis se queda bloqueada y funciona
la β-oxidación. Esto se da en casos de estrés, de ayuno… y en consecuencia se obtiene
energía de nuestras reservas.
Así se regula la oxidación de ácidos grasos a partir del malonil-CoA que inhibe la carnitina
aciltransferasa I del citosol.
3. Síntesis de cuerpos cetónicos

Se produce en el hígado y en menos proporción en el riñón.
Durante toda la noche, en ayuno o en situaciones en las que se requiere glucosa circulan
cuerpos cetónicos por nuestro organismo. En ese momento no se ingieren
carbohidratos, proteínas y por lo tanto no hay glucosa suficiente. Por lo tanto, de alguna
parte el cerebro debe obtener la energía.
Para ello va a utilizar los cuerpos cetónicos. A partir de la oxidación de ácidos grasos que
llegan a acetil-CoA, el cual se utiliza para sintetizarlos en el hígado.
Síntesis de ácidos grasos-2 Acetil-CoA se condensa y pasa a Cetoacil-CoA. Gracias a la
HMG-CoA sintetasa pasa a Hidroximetilglutaril-CoA que después rompe por la liasa y
tenemos Acetocetato, Acetona y β-Hidroxibitirato. Estos 3 son los cuerpos cetónicos
empleados por el cerebro cuando no tenemos glucosa circulando.
3.1 Oxidación de los cuerpos cetónicos

Los cuerpos cetónicos son utilizados en diferentes tejidos excepto en el hígado. El hígado
es incapaz de oxidar cuerpos cetónicos, pero si los sintetiza. Por lo tanto, no puede
obtener energía de ellos.
Durante el ayuno nocturno la energía se obtiene de la oxidación de los ácidos grasos en
el hígado que produce actil-CoA. El acetil-CoA es responsable de sintetizar los cuerpos
cetónicos. Estos se dirigen a diferentes lugares como: el intestino, riñón, glándula
mamaria, músculo, cerebro, corazón…etc.
Cuando tenemos un ayuno mayor de 12 horas o en pacientes diabéticos no hay

suficiente glucosa, la insulina no ha podido entonces llevar la glucosa a las células y el
organismo ha tenido que tirar de la energía del tejido adiposo. Este tejido adiposo va a
ser degradado en el hígado hasta acetil-CoA generando cuerpos cetónicos.
Imagen: en el hígado hay gotitas de grasa.
Cuando no hay suficiente glucosa la
gluconeogénesis no va a poder realizarse
porque se van consumiendo los
intermediarios del ciclo de Krebs. Lo que
sucede es que el acetil-CoA que procede de la
β-oxidación de los ácidos grasos va a sintetizar
los cuerpos cetónicos. Estos cuerpos
cetónicos permean fácilmente por las
membranas ya que no necesitan un
transportador específico.
Los fosfoglicéridos y los esfingolípidos son lípidos que siempre están en membrana, no
están sueltos por ahí. Cumplen unas funciones fisiológicas extremadamente
importantes.
Los lípidos de reserva (tema anterior) son los triacilgliceroles formados por glicerol + 3
ácidos grasos.
Los lípidos que se encuentran en la membrana plasmática son los fosfolípidos y los
glucolípidos. Estos a su vez se dividen en glicero-fosfolípidos y en esfingolípidos.
Características:
• Los glicero-fosfolípidos tienen 2 ácidos grasos + glicerol + una cabeza polar

(sustituido por componentes como colina, etanolamina, serina, glicerol, inositol
y fosfadidilglicerol) unida a un grupo fosfato.
• Los esfingolípidos: esfingosina (1 ácido graso + colina o azúcar)
1. Glicerofosfolípidos
Parten de glicerol, tienen 2 ácidos grasos (normalmente en posición C-2 es frecuente

encontrar un ácido araquidónico) + cabeza polar
Dentro de la importancia de los glicero-fosfolípidos está la fosfatidilcolina, compuesto
que forma parte del Dipalmitoil-fosfatidilcolina. Este se encuentra y secreta en el alveolo
pulmonar y es responsable de que nuestros alveolos estén en forma "redondita"
capaces de poder intercambiar fácilmente gases. Es un surfactante, es decir, lípido que
impide que las membranas del alveolo se colapsen, se peguen, dando lugar a una
disminución de la tensión superficial y hace que alveolos estén separados.
Por lo tanto, en nuestros alveolos se está continuamente segregando dipalmitoil-

fosfatidilcolina y tenemos toda la maquinaria enzimática necesario para ello. Así
respiramos.
• Situación: nacimiento de un niño normal → un niño dentro de la madre no

respira, tiene colapsados los pulmones hasta que, tras el parto, hace la primera
inspiración porque hay dipalmitoil-fosfatidilcolina listo en las membranas de los
alveolos para separarlos.
• Situación: nacimiento niños prematuros → se les llama inmaduros porque no
tienen toda la maquinaria enzimática necesaria para vivir y una de ellas es la
deficiencia en la síntesis de dipalmitoil-fosfatidilcolina. De esta forma, estos
neonatos no tienen este surfactante en los pulmones. Al nacer, cuando se
encuentran con esta atmósfera no son capaces de respirar ya que tienen los
alveolos colapsados y no permiten el intercambio gaseoso. Tenemos que
administrarles inmediatamente vías respiratorias por un spray.
1.1. ¿Cómo se degradan estos glicerofosfolípidos?
Para ello hay unas enzimas especificas que son las responsables de cortar. Tenemos el
glicerol, con la fosfolipasa 1 corta y libera el primer ácido. La fosfolipasa 2 corta y libera
el segundo ácido graso. La fosfolipasa C corta y libera IP3 (inositoltrifostato) y la D libera
inositolfosfato.
Es importante la fosfolipasa 2 porque en posición 2 suele haber ácido araquidónico
(20:4) que es el precursor de la síntesis de prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos.
2. Esfingolípidos
Son lípidos que fundamentalmente se encuentran en el cerebro. Tiene la esfingosina, el

ácido graso y una cabeza. Si ésta es sustituida por un -H es una ceramida.
Hay veces que la degradación se ve impedida porque faltan los enzimas responsables de
su degradación.
Para degradar por ejemplo el gangliósido GM1 se van a ir cortando y separando los
glúcidos, los oligosacáridos que hay.
• Cuando falta la enzima B-galactosidasa que da lugar a la ceramida aparece una

enfermedad que es la gangliosidosis generalizada.
• Cuando falta la hexaminidasa A aparece la enfermedad de Tay-Sachs que genera
retraso mental, ceguera, degeneración de mácula y la muerte ocurre entre el 29
y 3º año de vida del paciente.
• Cuando no se expresa la glucocerebrosidasa aparece la enfermedad de Gaucher
que genera problemas en el hígado, en el bazo, retraso mental.
• Cuando hay una deficiencia de la hexaminidasa A y B se da la enfermedad de
Sandhoff.
• Cuando falta la alfa-galactosidasa A se da la enfermedad de Fabry que genera
fallo renal que conduce hacia la muerte.
• Cuando falta la enfingomielinasa se da la enfermedad de Niemann-Pick genera
retraso mental, problemas de hígado y de bazo.
Nosotros tenemos esfingolipidos y si no se degradan correctamente se acumulan dando

lugar a patologías irrevesibles, las gangliosidosis.
2.1. Síntesis de prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos
El ácido araquidónico es capaz de plegarse con esas cuatro instauraciones. A partir de

múltiples pasos se sintetizan la prostaglandina E1, el tromboxano A2 y el leucotrieno A4.
(no saber fórmulas de ellos, ni pasos)
Existe toda una farmacología para impedir que se propague la síntesis de

prostaglandinas y tromboxanos y para ello se utilizan los AINEs (antinflamatorio no
esteroideo) o NAIDs que son la aspirina, ibuprofeno y toda la familia que las acompaña.
En la síntesis de prostaglandinas y tromboxanos, el fosfolípido que contiene

araquidónico sufre la acción de un enzima que es la COX (ciclo oxigenasa hiperoxidasa)
que tiene dos actividades distintas:
• Act. Ciclooxigenasa: con ella introduce dos moléculas de 02

• Act. Peroxidasa: mantiene estos dos oxígenos y aparece un OH
A partir de aquí tenemos PGG2 (prostaglandina G2 ) y PGH2 (prostaglandina H2) ya partir

de ellas se sintetizan prostaglandinas y tromboxanos.
La COX es un enzima constitutivo, lo tenemos todos en el organismo. Sin embargo,

existen dos genes:
• Uno que codifica para la COX 1 que es la constitutiva ( innata, la tenemos

siempre ) y está siempre funcionando
• Y otro gen que se activa y es la inducible que es la COX 2. Para ésta hay toda una
serie de fármacos que son los responsables de los procesos de inflamación y
tiene mucha importancia.
A partir de la prostaglandina H2 se sintetizan todas las prostaglandinas ( PGI2, PGD2,

PGE2, PGF2)y todos los tromboxanos (TXA2 y TXB2). Lostromboxanos son los
responsables de los procesos de coagulación, de generar trombos y también son objeto
de estudio y de inhibición por fármacos que actúan sobre COX1 y COx2 para impedir los
procesos de coagulación.
El inhibidor por excelencia de la COX es la aspirina.
2.2. ¿Donde actúan las prostaglandinas?
Actúan en todo el organismo, en distintos órganos y con distintas funciones.
• En el sistema reproductor tenemos la PGE2, PGF2 (ambas proceden de la COX1)

afectan a:
o Esteroidogenesis (p. ej, progesterona en ovario).
o Ovulación.
o Actividad contráctil del miometrio en el parto.
• En el riñón tenemos PGE2, PGI2 (COX-1) Responsable del efecto hipotensor por
vasodilatación a nivel renal y aumento de la excreción de Na+, Cl- y H20.
• agregación plaquetaria y tono vascular. (COX-1)
o TXA2 Estimula la agregación plaquetaria y es vasoconstricción.
o PGI2: Inhibe la agregación plaquetaria y es vasodilatador.
• Protección gastroduodenal PGE2, PGI2 (COx-1) Regulación de la secreción de
bicarbonato en respuesta al ácido luminal.
• Sintomatología procesos inflamatorios. PGE2, PGI2, TXA2 (COX-2)
o Vasodilatación local y aumento de la permeabilidad vascular.
o Sensibilización al dolor
o Fiebre: acción a nivel del centro termorregulador del hipotálamo.
Si sufrimos una infección hay una activación de la COX2. Si tenemos mucha fiebre
inducida por COX2 sería bueno tener fármacos para reducirla y evidentemente los
tenemos, los AINEs (aspirina) → inhibidores irreversibles de la ciclooxigenasa
Una molécula de aspirina/naproxeno/ibuprofeno se une con una de COX1/COX2 (tiene

serina con un -OH) e inactiva permanentemente esa molécula con lo cual hay que
sintetizar más para que cumpla la función de antiagregante.
Existe toda una serie de compuestos especificos para la COX2 respetando la acción de
la COX1.
3. Sintesis de leucotrienos
Los leucotrienos son otros derivados

del ácido araquidónico. De aquí
surgen dos familias a partir de las
lipooxigenasas: los 12-HPETE y los 5-
HPETE. Estos últimos dan lugar a los
leucotrienos B4, C4 y D4. Tienen una
importancia fisiológica elevada.
5.1. Acciones biológicas de los leucotrienos
• Inflamación del LTB4 y otros: genera quimiotaxis o migración dirigida y genera

las respuestas inflamatorias celulares de los leucocitos. La 5-lipoxigenasa solo
está presente en células inflamatorias de la serie blanca: neutrófilos, eosinófilos,
macrófagos, mastocitos.
• Hipersensibilidad inmediata y alergia mediada por péptido-leucotrienos o
cisteinil-leucotrienos: LTC4, LTD4, LTE4. Formados en células inflamatorias o por
metabolismo transcelulary son 1000- 10.000 veces más potentes que la
histamina: generan la contracción del músculo liso de vías aéreas y vasculares
pulmonares, dando lugar a un aumento de la permeabilidad vascular y de la
secreción de moco: ASMA Falta de capacidad de respiración que tienen los
pacientes con asma cuyos responsables son los leucotrienos. Por lo tanto,
fármacos contra los leucotrienos facilitarán el que no haya o sea más leve el
proceso asmático.
El colesterol es un lípido que sintetizamos y toamos en la dieta de productos animales. No existe
en el mundo vegetal. Es muy difícil de degradar.
El colesterol da lugar a progesterona que a su vez forma cortisol, aldosterona y testosterona

(estradiol). Todos estos productos son diferentes hormonas que el colesterol sintetiza.
Al igual que los ácidos grasos este lípido se forma a partir de acetil-CoA, pero el plan de
formación es totalmente diferente. Es un lípido esteroide, derivado del
ciclopentanoperhidrofenantreno (o esterano), constituido por cuatro carboxilos condensados o
fusionados, denominados A, B, Cy D. Todos sus átomos de carbono provienen del acetato.
1. Síntesis del colesterol

Tiene lugar en cuatro fases:
• Tres unidades de acetato se condensan para formar el mevalonato (eje diana de muchos
componentes farmacológicos). Dos moléculas de acetil-CoA se condensan formando
acetoacetil-CoA que a su vez se condensa con una tercera molécula de acetil-CoA para
dar lugar al compuesto B-hidroxi-B-metilglutaril-CoA (HMG-CoA). Estas dos primeras
reacciones están catalizadas por la tiolasa y la HMG-CoA sintasa. La tercera reacción es
el paso limitante de velocidad: la reducción del HMG COA a mevalonato, para la cual 2
moléculas de NADPH ceden 2 electrones cada una. La HGM-CoA reductasa es la
responsable de esta reacción y el punto principal de regulación en la ruta del colesterol.
• Conversión del mevalonato en isoprenos activos (moléculas que interactúan entre sí)
Para ello el mevalonato se ha condensado.
• Condensación de 6 unidades de isopreno hasta escualeno
• Ciclación del escualeno > colesterol
2. Ácidos biliares
La mayor parte de la síntesis de colesterol tiene lugar en el hígado. Una pequeña fracción del
colesterol allí elaborado se incorpora a las membranas de los hepatocitos, pero la mayor parte
se exporta en forma por ejemplo de ácidos biliares.
Los ácidos biliares y sus sales son derivados del colesterol que se sintetizan en el hígado y ayudan
a la digestión de lípidos. Recogen todo el colesterol que no se usa, lo acumulan en la vesícula
biliar y se excreta.
Las sales biliares disuelven la grasa para que pueda ser absorbida en el intestino delgado. Sin
embargo, se produce una recaptación de sales y ácidos biliares en el intestino que puede ser
negativa.
Hay dos tipos de ácidos biliares:
• Ácidos biliares primarios: se forman en el hígado pasan a la vesícula biliar y desembocan

en el dudodeno donde se vierten (cólico y quenodesoxicólico). Se secretan conjugados
con glicina o taurina
• Ácidos biliares secundarios: son los ácidos biliares primarios modificados por las
bacterias intestinales y los transforman en ácidos desoxicólicos y litocólicos.
Por lo tanto, en el intestino tendremos dos tipos de ácidos biliares, dos primarios (cólico y
quenodesoxicólico) y dos secundarios (desoxicólicos y litocólicos)
2.1. Funciones de los ácidos biliares
• Excreción del colesterol (principal función)

• Solubilización el colesterol que es un lípido en la bilis
• Digestión triacilgliceroles que proviene de la dieta
• Ayuda en la absorción de vitaminas liposolubles
1. Lipoproteínas plasmáticas
Las lipoproteínas son lípidos y proteínas juntos que viajan por la sangre. Son
fundamentales porque transportan lípidos y colesterol allí donde se necesiten. Muy
implicados en los procesos en los procesos de arterosclerosis. Puede haber factores
genéticos y no genéticos (dieta) que pueden influir en su metabolismo.
Los quilomicrones, VLDLD, LDLD y HDL son lipoproteínas. Los quilomicrones son los
primeros que aparecen después de habernos comido un lechazo, tienen menos
densidad y menor porcentaje de proteínas. En cambio, los HDL son los más densos y con
una alta concentración de proteínas y baja de lípidos.
Las apolipoproteínas forman parte de las lipoproteínas, contiene y transporta y lípidos

en la sangre.
En las apolipoproteínas hay importantes factores:
• Receptores fundamentales:
o Receptores LDL (ApoB-100/ApoE)
o Receptores SR-B1 (HBL)
• Enzimas:
o HMGCoA reductosa (en el citosol)
o Liprotein lipasa (en los vasos sanguíneos)
o ACAT (citosol, Acil CoA Acil Transferasa)
o LCAT (plasma, Lecitina Colesterol Acil Transferasa)
o CETP (plasma, proteína transferidora colesterol)
2. Metabolismo del colesterol

Empezando por la dieta (contiene grasas) pasa al estómago y llega al intestino. Para
solubilizar las grasas tenemos los ácidos biliares que son vertidos por la vesícula biliar al
duodeno. Por las sales biliares se elimina el colesterol.
Entonces en el intestino se forman los triacilgliceroles que forman los quilomicrones que
pasan al torrente sanguíneo. Allí sufren la acción de los enzimas y se liberan ácidos
grasos que van a las células que lo necesitan como los miocitos, tejido adiposo, glándula
mamaria etc. Sin embargo, parte de los quilomicrones no han liberado todos los ácidos
grasos dando lugar a remanentes de quilomicrón que van al hígado.
En el hígado, a parte de los ácidos grasos que contiene, incorpora colesterol y este se
enriquece de estos remanentes de quilomicrón convirtiéndose en las VLDL.
Las LDL son ricas en colesterol. Este es necesario ya que forma parte de las membranas
celulares. Las LDL viajan por todo nuestro organismo para llevar dicho colesterol a las
glándulas suprarrenales, al músculo o al tejido adiposo donde lo liberan y forman las
células espumosas.
Las células espumosas son aquellas a partir de las cuales se forman las placas de ateroma
(placa que genera la ateroesclerosis). Se quedan adheridas a las paredes de los vasos
sanguíneos. (Son macrófagos hinchados de grasa).
Por lo tanto, las LDL son las responsables de transportar colesterol donde se necesite.
Por otro lado, las LDL pueden volver al hígado gracias al receptor del mismo nombre y
se incorporan dentro de los hepatocitos. En él ceden el colesterol, perdiendo su tamaño
y convirtiéndose en HDL.
Las HDL son sintetizas en el hígado a partir de las LDL. Estas se dirigen a los tejidos y
recogen colesterol desde las células para transportarlo al hígado. Para llevar el colesterol
al hígado necesitan un receptor: SR-B1. Ya en el hígado, las HDL ceden el colesterol (se
vacían) y se forman las sales biliares.
La función de las HDL es lo que se llama el “transporte reverso de colesterol” pues traen
colesterol desde la periferia hacia el hígado para que lo eliminen los ácidos biliares.
Niveles alto de LDL (desprenden colesterol) son “malos” mientras que niveles altos de
HDL son “buenos” (secuestrador del colesterol).
Visto este esquema podemos dividir el transporte del colesterol en cuatro fases:
• Vía exógena: TAG de la dieta → hígado. Transporta los TAG de la dieta desde el
hígado a través de los quilomicrones.
• Vía endógena: hígado → células. Transporta el colesterol a las células a partir de
VLDL, LDL y IDL.
• Vía retrógada: células → hígado. Recoge colesterol a través de las HDL y las lleva
al hígado.
• Vía enterohepática: hígado → vesícula biliar. El colesterol pasa del hígado a la
vesícula biliar en forma de ácidos biliares para ser eliminado con las heces.
2.1 Vía exógena
El quilomicrón está formado por una serie de apolipoproteínas características:
• Apo B-48
• Apo A-IV
• Apo C-II, C-III
• Apo E
• La lipoproteína Lipasa (LPL)
Su interior es rico en TAG procedentes de la dieta y ésteres de colesterol (esterificado).
También hay fosfolípidos. Sufre la acción de la enzima lipoproteína-lipasa que se
encuentra en el plasma.
Los quilomicrones llegan al intestino y pasan a la sangre donde se distribuyen. La LPL va
a romper los ácidos grasos y a reducir el tamaño del quilomicrón de tal forma que se
convierten en remanentes de quilomicrón y se dirigen al hígado. Allí se enriquecen en
proteínas, las apolipoproteínas se convierten en las VLDL que viajan otra vez al torrente
sanguíneo.
Una vez allí encontramos en la vía endógena del transporte de colesterol a las células y
sus responsables son el VLDL, IDL y LDL.
2.2 Vía endógena

Las VLDL tienen unas proteínas específicas:
• Apo B-100
• Apo C-I, C-II
• Apo E
• Lipoprotein Lipasa (LPL)
Todas ellas sufren la acción de la LPL de tal forma que se reduce su tamaño
convirtiéndose en remanentes de VLDL o IDL.
Las IDL contienen Apo B-100 y Apo-E, han perdido todas las Apo C.
A la LDL solo le queda una lipoproteína, la Apo B-100. La LDL además interacciona con
un enzima, la Lecitina Colesterol Acil Transferasa (LCAT) que se encuentra en el plasma.
Tiene una estructura esférica y su interior está lleno de colesterol esterificado y TAG. Su
membrana externa contiene colesterol libre.
Las LDL tienes dos opciones:
• Dirigirse a los tejidos extrahepáticos

• Regresar al hígado
Necesitas que las LDL nos transporten colesterol para sintetizar pregnenolona,
progesterona y a partir de ellas todas las hormonas necesarias:
• Cortisol: afecta al metabolismo de los hidratos de carbono, a la respuesta
inmune, inflamación procesos alérgicos etc
• Corticosterona: es un mineral corticoide a partir de la cual se obtiene la
aldosterona responsable del equilibrio iónico a nivel del riñón.
• Testosterona y estradiol: son las hormonas sexuales M y F encargadas de los
procesos de reproducción.
A. Interacción de las LDL con las células

Dentro de cualquier célula existe la síntesis de receptores de LDL. EN el retículo
endoplasmático los ribosomas empiezan a sintetizar este receptor que es una proteína.
Estos pasan al aparato de Golgi, llegan a las vesículas y una vez que las vesículas entran
en contacto con la membrana se abren y exponen hacia el medio extracelular el
receptor. Por lo tanto, ahora tenemos el receptor en la membrana plasmática de las
células.
Estos receptores van a interactuar con la Apo B-100 de las LDL de tal forma que se unen
y generan unas invaginaciones inducidas por una proteína que se llama clatrina. Esto da
lugar a los hoyos revestidos que son unas invaginaciones que hacen que se internalice
la LDL porque se ha unido la Apo B-100 a su receptor. Ahora tenemos la LDL que pasa a
endosoma (ha desaparecido la clatrina porque ya ha terminado su función) donde se
separa el receptor del LDL. Con esto tenemos la LDL libre. El receptor de recicla y vuelve
a la superficie.
Esta endosoma contiene LDL, con su apolipoproteína B-100 sufre la acción en el
endosoma y se degrada de tal manera que se separan lo que son proteínas de lípidos y
en el lisosoma (pH ácido) podemos reutilizar los aminoácidos.
Este lisosoma libera colesterol esterificado que estaba en el interior de las LDL y gracias
al colesterol hidrolasa se rompe y se libera colesterol al citosol. Este colesterol va a servir
para formar parte de membranas celulares y hormonas esteroideas…
Imaginemos que hay mucho más colesterol del que se necesita para realizar todas esas
funciones. Aquí nos ayuda una enzima que se llama ACAT (acil colesterol acil transferasa)
y es citosólica. Esta va a generar unas zonas de almacenamiento de esteres de colesterol.
(Solo si hay un exceso).
Además del colesterol que entra en las LDL, nosotros también sintetizamos colesterol
por la HMG-Coa reductasa. Por lo tanto, el exceso de colesterol va a inhibir la HMG-Coa
reductasa y por otra parte activa la ACAT para que deposite y genere los depósitos de
ésteres de colesterol. Por último, el exceso de colesterol inhibe la transcripción de la
síntesis del receptor de LDL. Con esto hemos conseguido:
• No sintetizar novo colesterol porque hay mucho
• Retirar colesterol por la ACAT en depósitos
• Hemos inhibido la síntesis del receptor para impedir que las LDL circulante
entren dentro de la célula.
2.3 Vía retrógada/reversa

Es realizada por las HDL, lipoproteínas que transportan el colesterol que no ha sido
utilizado, que sobra… Lo hace desde las células al hígado para ser eliminado como sales
biliares o volver a ser reutilizado.
Las HDL tienen muchas proteínas y muy poca grasa, su objetivo es tener muchas
proteínas, Tienen Apo A-I, A-II, A.IV, Apo C-1, C-II, C-III, Apo-D, Apo-E. Además:
• ABCA 1: proteína de transporte (ATP)
• LCAT (Lecitina Colesterol Acil transferasa) se encuentra en el plasma
• SR-B1
• CETP (Proteína Transferidora Esteres Colesterol): va a traslocar ésteres del
colesterol de las HDL a las VLDL o a las LDL
Existen HDL que se sintetizan en el hígado y en el intestino que son las precursoras. Son
aquellas ricas en proteínas y pobres en lípidos.
Las HDL son unos discos ricos en proteínas que tienen además que tienen unas cintas
alrededor de las proteínas para compactar más. Viajan por la sangre. Son muy pequeñas.
La pre-B es la primera que se sintetiza en el hígado o en el intestino.
La pre-B tiene Apo-A-I la cual interacciona con la enzima plasmática LCAT para que el
colesterol se esterifique. De modo que se forman ésteres de colesterol. Para que ello
ocurra tiene que haber algo que ancle la HDL a la célula y eso es tarea del ABCA1.
Las HDL a medida que van cogiendo ésteres de colesterol se convierten en HDL2, HDL3…
Los discos cada vez se ponen más redonditas pues van cogiendo dichos ésteres. Viajan
al hígado donde está el receptor SR-B1 a donde se anclan y se produce la transferencia
de los ésteres de colesterol en la membrana y de ella pasa al interior de la célula.
Las HDL pierden tamaño, se liberan del receptor y siguen su camino. Esto ocurre en el
hígado y en las gónadas. En el hígado para transportar los esteres de colesterol y
eliminarlo por las sales biliares y e las gónadas para sintetizas todas las hormonas
sexuales que necesitamos.
Las HDL que llevan el colesterol desde las células de los tejidos hasta el hígado, en su
camino interaccionan con las CEPT y así es capaz de transferir ésteres de colesterol a las
LDL o a las VLDL. Es decir, que las HDL con sus esteres de colesterol no solo los llevan al
hígado y gónadas, sino que por la interacción con las CEPT puede enriquecer a las LDL o
VLDL con ellos.
3. Regulación del metabolismo del colesterol

• Regulación de la síntesis de HMG-CoA reductasa
• Regulación del colesterol por concentración de receptores LDL
• Regulación de ACAT citosólica
A partir del Acetil-CoA y de múltiples pasos llegamos al B-hidroxy-Bmetilglutaril-CoA y
aquí actúa la HMG-CoA reductasa. Esta enzima se activa por insulina (si hay abundancia
de glucosa vamos a sintetizar colesterol) y se inhibe por glucagón.
Por otra parte, existen toda una serie de compuestos que son los oxiesteroles que
también inhiben la HMG-CoA reductasa degradándola, rompiendo la proteólisis.
Con niveles bajos de ATP se activa la AMPK que también inactiva la HMG-CoA reductasa.
Si seguimos la ruta por múltiples pasos llegamos a la síntesis de colesterol intracelular.
Sus niveles altos activan la ACAT (citosólica) y nos producen esteres de colesterol. Sin
embargo, también se nos introduce colesterol de fuera, por endocitosis a través de unos
receptores (colesterol extracelular), el cual es inhibido por los oxiesteroles, es decir, que
inhiben la entrada de colesterol por vía LDL.
3.1 ¿Qué ocurre cuando tenemos un exceso de colesterol?

Aparece lo que se llama proceso aterogénico.
IMAGEN: es un corte histológicos de un vaso sanguíneo con tras capas: íntima, media y
adventicia. En la capa intima tenemos las células endoteliales seguidas de la elástica
interna. Después tenemos toda una media y por último la advertencia con fibroblastos.
Por el lumen va la sangre en contacto con las células endoteliales.
Las LDL interaccionan con los macrófagos y generan las células espumosas. Sigue
habiendo más colesterol en exceso y sigue aumentando el tamaño d elas células
espumosas llegando a generar una placa de ateroma. Esta última si sigue creciendo
puede romper porque el endotelio se separa puede sangrar, llegando las plaquetas para
taponar la posible alteración que haya del endotelio. La sangre sigue pasando, pero cada
vez se van atrayendo a más plaquetas generando trombos que van a ir creciendo y
puede llegar a obstruir totalmente la arteria.
Cuando se bloquea totalmente tenemos muchos problemas. Isquemia cerebral,
infarto…etc. depende mucho de que arteria es la que se ha colapsado, cuanto más
grande peor.
Cuando hay un proceso de este tipo hay una alteración del vaso y se produce una
liberación de moléculas, citoquinas que son activadoras, reclutadoras de macrófagos,
neutrófilos, plaquetas… de tal forma que se va a ir alterando la superficie. Esto es muy
difícil de eliminar con stens.
Si conseguimos no llegar a ese proceso vamos a centrarnos en los niveles de colesterol:
• Colesterol total:
o Deseable: por debajo de 200 mg/dL
o Intermedio: 200 a 239 mg/dL
o Alto riesgo: 240 mg/Dl y superior
• HDL
o Deseable: 60 mg/dL o superior
o Intermedio: 60-40 mg/dL
o Alto riesgo: menor 40 mg/dL
• LDL
o Óptimo: menos de 100 mg/dL
o Intermedio: 100-129 mg/dL
o Limítrofe: 130-159 mg/dL
o Alto: 160-189 mg/dL
o Muy alto: 190 mg/dL
A. Tratamiento
Hipercolesterolemia: enfermedad que se caracteriza porque hay deficiencia del receptor
de LDL lo que hace que esas LDL no se puedan internalizar en las células quedándose en
sangre circulante donde va a generar más placas de ateroma. Dos tipos: familiar y
iatrogénica.
• Dar al paciente resinas que absorben los ácidos biliares y lo elimina por heces:
colestiramina.
• Análogos del mevalonato: las estatinas son fármacos que derivan del
mevalonato y que son capaces de unirse irreversiblemente a la HMG-CoA
reductasa haciendo que no produzca mevalonato y por lo tanto no haya síntesis
de colesterol endógeno. No impide el colesterol externo que viene de la dieta.
• Fibratos: receptores nucleares: PPARα. “Receptores activados de proliferación
de los peroxisomas”. Producen:
o Aumento de LPL (disminución TG en sangre)
o Inhibe la expresión de Apo-CIII
o Reducen LDL
o Disminuir la expresión de genes relacionados con β-oxidación
o Aumento de Apo-AI y APO-AII
o Aumento de colesterol en HDL
1. Introducción
El ser humano ingiere proteínas que pueden ser de origen animal o vegetal. A partir de
nitrógeno atmosférico las proteínas son sintetizadas y los herbívoros lo comen y
transforman. Nosotros debemos ingerir 1 g/kg de proteína.
Las proteínas que ingerimos forman un conjunto de aminoácidos intracelulares y gracias
a ellos nosotros tenemos proteínas en nuestro organismo que degradamos. Esta
degradación se llama recambio proteico. De la degradación de esas proteínas se
obtienen aminoácidos y estos se pueden volver a reutilizar formando proteínas tisulares.
Existen también la posibilidad de la biosíntesis de aminoácidos no esenciales que somo
capaces de sintetizarlos.
Cuando ya no necesitamos los aminoácidos intracelulares hacemos un proceso de
degradación de excreción de tal forma que una parte de estos aminoácidos se separa:
el grupo carbonado que se integra en el ciclo de Krebs, del nitrógeno que hay que
excretarlo es tóxico en forma de urea.
El balance nitrogenado es un índice que nos permite saber si nuestro paciente está en
buenas condiciones o no.
Los individuos sanos toman lo mismo que excretan.
• Balance nitrogenado +: se ingiere más nitrógeno que el que se excreta (en etapas
de crecimiento, embarazo, tras una operación)
• Balance nitrogenado -: se excreta más de los que se ingiere (malnutrición,
cáncer)
1.1 Funciones de los aminoácidos
• Síntesis de proteínas tisulares

• Biosíntesis de moléculas nitrogenadas:
o Bases nitrogenadas
o Carnitina
o Creatina
o Coenzimas
o Neurotransmisores
o Porfirinas
o Fosfolípidos
• Fuente de energía
o Intermediarias ciclo de Krebs
o Acetil-CoA
Los aminoácidos esenciales tenemos que ingerirlos forzosamente por la dieta pues no
somos capaces de sintetizarlos. Cualquier deficiencia de los mismo genera carencia y
patología.
La arginina es un aa no esencial, pero en determinadas situaciones se nos convierte en
un aa esencial. Sobre todo, en los niños y neonatos que no tienen la maquinaria para
sintetizar estos aa y se convierte en esencial.
• Aminoácidos no esenciales: alanina, arginina, asparagina, aspartato, cisteína,

glicina, glutamato, glutamina, prolina, serina y tirosina.
• Aminoácidos esenciales: histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina,
fenilalanina, treonina, triptófano y valina.
2. Proteasas digestivas
Al comer digerimos los alimentos y estos llegan al estómago. El estómago tiene un pH
entre 1- 1,5 = muy ácido, eso degrada cualquier proteína lo que permite que una pepsina
que está en el estómago pueda romper esas proteínas. De esta manera, se van a ir
rompiendo y convirtiéndose en péptidos. Llegan al intestino delgado donde se vierten
todos los enzimas pancreáticos (tripsina y peptidasa) que vuelven a degradar esa cadena
polipeptídica y la convierten en dipéptidos y tripéptidos. Al final del intestino ya
tenemos aa que son muy fácilmente absorbibles y los transportamos al resto del
organismo.
3. Metabolismo del Nitrógeno amínico: transaminación y desaminación

Los aa pueden provenir de la dieta, de la síntesis de aa no esenciales o de las proteínas
intracelulares que se han ido degradando y recambiando. Esos aa vamos a separarlos en
amonio y esqueleto carbonados.
El amonio a veces se utiliza para la síntesis de moléculas nitrogenadas y también para
formar carbomoill fosfato. Este último se integra en el ciclo de la urea y vamos a
sintetizar urea para eliminarla por orina.
El esqueleto carbonado, los aa se han convertido en alfa-cetoácidos que se integran en
el ciclo de Krebs y van a formar ATP y oxalacetato que puede formar glucosa por el
proceso de la gluconeogénesis.
Existe una interconexión entre el ciclo de la urea y el ciclo de Krebs que es la desviación
Aspartato-Arginino-Succinato que une los ciclos.
El amonio es tóxico y lo tenemos que eliminar. Viaja unido siempre a moléculas y para
que eso ocurra hay unas reacciones que son las reacciones que realizan las
transaminasas y la glutamato deshidrogenasa. Este proceso se denomina
transaminación (transporte).
Ya tengo un aa gracias a una aminotransferasa que se transfiere su grupo amino al alfa-
cetoglutarato que va a pasar a ser glutamato. De esta manera se forma un alfa-cetoácido
sin grupo amino, y glutamato a partir de alfa-cetoglutarato. Esta reacción ocurre en
presencia de Piridoxal fosfato (PLP), vitamina necesaria.
Hay dos transaminasas que son muy importantes:
• ALT: Alanina Transaminasa/GTP: Glutamato Piruvato Transaminasa que es

presencial de alfa-cetaglutarato da lugar a piruvato (alfa-cetoácdio) más
glutamato.
• AST: Aspartato Transaminasa/GOT: Glutamato Oxalacetato Transaminasa en
presencia de alfa-cetoglutarato da lugar a oxalacetato más glutamato.
Estos enzimas se evalúan en caso de alteraciones hepáticas. Cuando tenemos estos
problemas se dan niveles altos de ALT sobre todo y de AST. Cuando tenemos un infarto
aparecen en sangre niveles altos de AST sobre todo y de ALT. Estas enzimas por tanto,
son índices para saber el daño que puede haber tanto hepático como cardíaco y son
constantemente utilizados en la cínica.
El amoniaco que tenemos en el glutamato proviene de cualquier aa de las reacciones de

transaminasas. Este glutamato por la acción de una enzima que es la glutamato
deshidrogenasa (GDH) nos va a dar alfa-cetoglutamonio y amonio. Este enzima GDH está
regulada alostéricamente por ADP de tal manera que cuando hay ADP se activa con GTP
se inhibe. El amonio es tóxico.
BALANCE NETO DE LA TRANSAMINACIÓN:
4. Transporte de nitrógeno al hígado
El amonio libre más glutamato (siempre hay exceso de glutamato en la célula), gracias a
la glutamina sintetasa y con consumo de ATP va a formar Glutamina porque le glutamato
es un ácido que son incapaces de atravesar las membranas. La Glutamina viaja por la
sangre, pasa al hígado, al hepatocito y a las mitocondrias de los hepatocitos que
contiene la enzima Glutaminasa. Esta enzima rompe y libera un grupo amino y tenemos
otra vez glutamato y amonio libre pero ahora lo tenemos en el hígado.
Hemos conseguidos trasladar el glutamato con amono desde los tejidos hepáticos a la
mitocondria de los hepatocitos. Así, tenemos la urea que ya puede seguir los pasos de
la síntesis del ciclo de la urea y se puede eliminar.
Glutamato y amonio no pueden viajar libremente sino en forma de glutamina (en
sangre).
De los tejidos extrahepáticos hemos llegado a tener glutaminoa. Tenemos enzimas

transaminasas y la glutamina sintetasa. Esta glutamina por sangre llega al hígado y sufre
la acción de una glutaminasa de tal forma que nos da libre el grupo amonio, se lo integra
en el ciclo de la urea orina.
El glutamato hay que reciclarlo. Sufre la acción de la glutamato deshidrogenasa en el
hígado, pasa a alfa-cetoglutarato y entra en el ciclo de la glucosa-alanina que está
acoplado en el músculo de tal forma que este glutamato en presencial de la alanina tiene
un grupo amino que gracias a la transaminasa va a ser cedido a la glutamato.
La alanina al haber
perdido su grupo amonio
se ha convertido en
piruvato, capaz de
sintetizar glucosa que
viaja por sangre al
músculo y es utilizada allí.
Una vez utilizada vuelve a
ser degradada a piruvato y
se convierte en alanina
por la ALT. Esta alanina
viaja por la sangre, va al
hígado y cierra el ciclo.
¿Qué hemos conseguido con todo esto?
En los tejidos extrahepáticos liberamos dos grupos amonio, uno de la glutamina y el otro
del glutamato y va al ciclo de la urea. Por otro lado, hemos conseguido piruvato a partir
del cual hemos sintetizado glucosa necesaria para el músculo. Esta glucosa pasa a
piruvato que a partir de la ALT pasa otra vez a alanina que viaja otra vez
¿Importancia?
Los enzimas son índices funcionales tanto en el hígado como de los músculos. El objetivo
de todo esto es eliminar amonio y conseguir formar urea. Para ello están acoplados
desde los tejidos extrahepáticos, el hígado y le músculo.
4.1 Funciones de la glutamina
• La glutamina circulante es fuente de grupos amino en la síntesis de bases
nitrogenadas en tejidos con alta división celular (intestino, células sanguíneas)
Glutaminolísis.
• Hay una serie de células en el organismo que son las que más se dividen y son
las del intestino y por tanto las que más se degradan. Necesitan mayor aporte de
aa. La glutamina es la que ayuda a formar las BN que son necesarias para que
ocurra la división de estas células.
• La glutamina se utiliza en la acidosis metabólica para eliminar ácidos en forma
de NH4+.
• La glutamina en el caso de que aumentes los niveles de portones va a formar
NH4 para retirar protones (esto es en el caso de que el pH sea muy ácidos) formar
glucosa y bicarbonato.
A. HIPERAMONEMIA
El amonio es muy tóxico, de tal forma que valores mayores de 60 micromolar es tóxico.
Lo que puede ocurrir para tener estos valores de amonio tan altos son deficiencias en
cualquier enzima del ciclo de la urea o una insuficiencia hepática. Esto es muy
problemático. Lo que genera este amonio es: letargo, temblores, visión borrosa,
vómitos, lesiones cerebrales, coma…etc.
No se conoce con exactitud por qué este amonio se dispara tanto y lo más aceptado es
que hay una activación de la Glutamina sintetasa la cual va a unir glutamato para formar
glutamina y retirar ese grupo amonio.
Pero entonces los niveles de glutamato serán muy bajos, pues el glutamato además de
ser un aa es un neurotransmisor. Al ser neurotransmisor (un derivado suyo es el GAMA)
baja y tenemos esa situación de letargo y temblores porque el cerebro no tiene
suficiente NT.
Sin embargo, sube la glutamina en cerebro que genera edema cerebral porque lo que
hace es generar un efecto osmótico, hincha los astrocitos.
También bajan los niveles de alfa-cetoglutarato y en consecuencia baja la actividad del
ciclo de Krebs y los niveles de ATP cerebrales. Bajos niveles de ATP significan que hay
poco nivel de NADH.
Por lo tanto, efecto tóxico del grupo amonio circulando por el organismo, pero sobre
todo en el cerebro parece que está debido a:
• Activación de la glutamina sintetasa para retirar ese amonio formando glutamina

• Disminuyen los niveles de glutamato por lo que no tenemos NTs (GAMA)
• Sube la glutamina en el cerebro y genera edema porque realiza un efecto
osmótico en los astrocitos
• A mayores tenemos una deficiencia energética pues no hay síntesis de ATP, no
hay alfa-cetoglutarato al haber sido bloqueado el ciclo de Krebs
• SI no hay ATP tampoco habrá NADH
5. Ciclo de la Urea
A partir de CO2 y amonio se va a sintetizar carbamoil fosfato que se integra en el ciclo y
forma la urea que nosotros eliminas por la orina.
Una característica de este ciclo es que está a caballo entre la mitocondrial y el citosol.
El carbamoil fosfato va a reaccionar con otro enzima para fromar citrulina. Estos de
sintetizan en la mitocondria. La citrulina se transporta al citosol y allí se une al aspartato
para formar argino-succinato. A continuación, forma fumarato arginina que se rompe
y forma urea. Como todo ciclo tiene que cerrarse. Esta ornitina entra en la mitocondria
y allí ya es capaz de cerrar el ciclo. Hemos eliminado dos moléculas de nitrógeno.
Se utilizan 6 enzimas:
• Carbamoil fosfato sintetasa I: enzima responsable de la regulación de la síntesis

de urea.
• Ornitina transcarbamoilasa: enzima responsable de sacar citrulina de la
mitocondria o de meter ornitina al interior de la mitocondria. Es una enzima
transportadora. (Ornitina/Citrulina translocasa)
• Argininsuccinato sintetasa: enzima fundamental porque ya coge aspartato
citosólico que nos va a dar la molécula argino-succinato.
• Argininsuccinasa: rompe la molécula argino-succinato y nos da fumarato que se
queda en el citosol. En el citosol tenemos aspartato que entra en el ciclo y
fumarato que sale del ciclo. Lo importante es que se forma arginina con tres
moléculas de nitrógeno, aunque solo dos van a formar parte de la urea.
• Arginasa
5.1 Regulación del ciclo de la urea
Tres pasos:
• Regulación de la velocidad de la síntesis de los enzimas que están en el ciclo de
la urea y dependen de la dieta. Si tenemos una dieta riza en amonio vamos a
tener inducción de síntesis de estos enzimas.
• Regulación del ciclo por disponibilidad de sustrato
• Regulación alostérica del carbamoil fosfato sintetasa I (CPS I) por N-
acetilglutamato
5.2. Enfermedades del ciclo de la urea
• Uremia: niveles de urea en sangre altos y aunque la urea se sintetiza en el hígado
es en el riñón donde se elimina. Por tanto, si tenemos niveles de urea en sangre
altos lo que tenemos es un índice de funcionamiento renal.
• Amonemia: niveles de amonio altos en sangre, es una prueba funcional hepática.
Cuando los niveles de amonio en sangre son altos significa que el hígado no es
capaz de sintetizar urea y por tanto tenemos una deficiencia hepática.
5.3. Defectos genéticos del ciclo de la urea
La deficiencia de alguno de los enzimas del ciclo de la urea causa hiperamonemia,
amonio alto en sangre (más de 60 micromolar). El defecto se tiene a nivel del hígado y
general letargia, temblores, vómitos, coma y muerte. Sobre todo grave en niños.
• Tratamiento:
o Dieta baja en proteínas
o Específico para estimular el ciclo de la urea y facilitar la eliminación de l
aurea con dosis de arginina si la deficiencia es de argininsuccinasa o
administración de aa aromáticos si la deficiencia es del CPS I y OTC
o Trasplante de hígado
Los aminoácidos de las proteínas de la dieta, de las proteínas intracelulares y de la
síntesis de aa no esenciales, los vamos a separar en grupo amonio de tal forma que es
el grupo tóxico que se elimina por el ciclo de la urea y por otro lado tenemos los
esqueletos carbonados. Estos últimos los vamos a sintetizar. Al ser cadena carbonada
van a ir al ciclo de Krebs.
Van entrando las distintas cadenas carbonadas de los distintos aa. Existen aa cuya
cadena carbonada va a ir hacia glucosa y otros en cambio, van a ir a formar cuerpos
cetónicos puros cuerpos cetónicos solo lo forman la leucina y la lisisna.
En cambio, fenilalina, triptófano, tirosina, treonina e isoleucina son glucocetogénicos, es
decir, que pueden formar glucosa o cuerpos cetónicos dependiendo de la situación en
que nos encontremos.
Para poder realizar todo este proceso de metabolismo de las cadenas carbonadas de los
aa que han perdido el grupo amonio que se ha ido por la urea necesitamos unos
cofactores enzimáticos que se llaman transferidores de grupos monocarbonados:
• Biotina transfiere c02

• Tetrahidrofolato transfiere ch3, ch2,ch y cho
• Sam: s-adenosilmetionina transfiere grupos metilos ch3
• Vitamina b12 o cobalamina: transporta grupos metilos ch3
El grupo de la alanina, cisteina, glicina, etc su grupo carbonado es el piruvato. Pierden el
grupo amino y se convierten en piruvato para lo que necesita pl.py de thf
(tetrahidrofolato). El piruvato pasa a oxalacetato y se integra en el ciclo de krebs
Asparragina y aspartato son otros 2 aa que cuando pierden el grupo amonio se
convierten en oxalacetato gracias a plp y después este oxalacetato va a pasar a glucosa.
La fenilalanina y tirosina necesitan plp para formar fumarato. Al estar en rosa van a
poder formar glucosa, pero al estar subrayados también pueden llegar a formar cuerpos
cetónicos, son glucocetogénicos.
Cuando ingerimos fenilalanina tenemos un enzima que es la fenilalanina hidroxilasa que
va a generar la tirosina y por distintos pasos llega a fumarato. Cuando hay deficiencia de
esta enzima, tenemos una patología que se llama fenilcetonuria (pku): al haber
deficiencia de fenilalanina hidroxilasa no se va a formar tirosina y se acumula
fenilalanina. Hay una aminotransferasa que en presencia de plp va a transformar el
piruvato en alanina y forma fenilpiruvato que va a generar fenilacetatoy fenil-lactato.
Estos tres compuestos son neurotóxicos para nuestro organismo.
Patogenia:
• Aumento de fenilalanina
• Disminución de aporte de aminoácidos al cerebro
• Disminución síntesis de mielina y aumento de degradación
• Aumento fenilpiruvato
Todo esto va a generar retraso mental, hipopigmentación (piel muy clarita), eccema y
típico olor a ratón.
Tratamiento: diagnóstico precoz previene el desarrollo de la enfermedad mediante

dieta pobre en fenilalanina.
Se hace la prueba del talón para ver si hay fenilalanina hidroxilasa o deficiencia.
1-2 caso/año en cyl (1/13.000 nacimientos)
Deficiencia de fenilalanina hidroxilasa: pku hace que se bloquee toda la cascada de

señalización y no tenemos tirosina, con acumulo de fenilalanina y la producción de los
tres productos neurotóxicos.
Cuando llegamos a homogentisato en la cascada es degradado por una enzima
homogentisato 1,2-dioxigenasapara seguir la ruta. Si falta la enzima se genera una
patología llamado alcaptonuria. Esta no suele ser mortal, pero tiene muchos problemas.
Se acumula el homogentisato que tiene un color marrón al oxidarse de tal manera que
la orina del paciente es negra. Hay acúmulos también en las manos, en la esclerótica,
pabellón auricular con manchas oscuras en ellas. Al paciente hay que controlarle todos
los alimentos ricos en fenilalanina porque es el inicio de la ruta. Cuando se acumula
homogentisato en las articulaciones va a generar artritis pudiendo degradar el cartílago.
No hay tratamiento.
Hay otros aa (isoleucina, metionina, treonina y valina) cuya cadena carbonada pasa a
succinil-coa para lo que necesita la vit b12 de origen animal (problema vegetarianos).
Cuando tenemos deficiencia de vit b12, aparece lo que se llama la anemia perniciosa
que pertenece al grupo de las anemias megaloblásticas: aparecen linfocitos con núcleos
unidos, como un rosario. La absorción de la vit b12 se realiza a nivel del intestino. Su
deficiencia genera síntomas neurológicos, parestesias (hormigueo) y entumecimiento
de manos y pies, vértigo, irritabilidad, pérdida de apetito, diarrea, palidez u otros
cambios en la coloración de la piel, cansancio, debilidad, fatiga, dolores de cabeza,
úlceras en boca y lengua
El ácido fólico (THE) es otro de los compuestos capaces de transferir los grupos metilo.
Su deficiencia genera:
• Anemia megaloblástica
• Aumento de homocisteína en sangre relacionado con enfermedades
cardiovasculares
• Deficiencia durante el embarazo: espina bífida, defectos en el tubo neural en el
feto pues no se cierra correctamente. Para prevenir el problema se toma ácido
fólico.
• Tetrahidrofolato (thf) está también presenta en el paso de arginina, glutamina,
histidina y prolina hacia glutamato.
2. Síntesis de aminoácidos no esenciales
No tienen que ser ingeridos con la dieta. Los esqueletos carbonados van a provenir de:
• Glucolisis
• Ciclo de Krebs
• Ruta de las pentosas fosfato
Por otra parte, el nitrógeno siempre va a venir del glutamato o de la glutamina.
La importancia de los aa es la síntesis de aminas biógenas que son compuestos que se
sintetizan a partir de aminoácidos (a partir de la histidina se sintetiza histamina).
Además, sintetizamos biomoléculas.
A partir de tirosina hay toda una serie de enzimas que hacen que lleguemos a dopamina
la cual a partir de la tirosinasa nos da las melaninas responsables de la coloración en la
piel. Los de raza negra tienen mayor coloración que nosotros. Cuando hay deficiencia de
tirosina se da el albinismo (no hay expresión de melanina en la piel). El gran problema
que presentan es que no tiene protección uva y puede genera cáncer de piel.
Existen también otra serie de moléculas que son sintetizadas a partir de aa. A partir de
glutamato obtenemos el GABA. Ambos son NTS y necesitan de la presencia de PLP. A
partir de histidina sintetizamos histamina y necesitamos PLP. A partir de triptófano por
dos reacciones llegamos a la serotonina y melatonina responsables de los ciclos vigilia-
sueño.
El PLP está en todos estos enzimas, en todas las transaminasas, en la piruvato
descarboxilasa...etc. Es una vitamina muy importante. Su carencia afecta a una cascada
de reacciones en nuestro organismo que nos inducen a patologías.
La arginina, no es un aa esencial excepto para neonatos, y a partir de una reacción en la
que interviene el óxido nítrico sintasa se obtiene el no que es un vasodilatador. También
sintetiza poliaminas, entre las que se encuentra la putrescina, espermidina y espermina,
creatina, creatinina y fosfocreatinina. Estás moléculas son muy necesarias para mover
constantemente nuestros músculos. La fosfocreatina es la molécula que nos va a
permitir desarrollar un ejercicio muscular rápido.
Otros aa que son fundamentales en todos los procesos redox de nuestro organismo. El
glutation está constituido por 3 aa, el glutamato, la cisteina y la glicina, es un tripéptido.
Su característica es que tiene un grupo sh (grupo tiol unido al h). Cuando se oxida se
dimeriza, luego tenemos dos moléculas de glutation que han formado entre sí un puente
disulfuro, y ha cedido su protón. Esta reacción es reversible.
El grupo Hemo es una molécula compleja formada por 4 anillos, en su interior es capaz
de unir hierro y por lo tanto puede transportarlo allí donde se necesite.
Para sintetizar hemoglobina:
• En los erictrocitos de la médula ósea se sintetiza hemoglobina (esto constituye

el 80% de la hemoglobina sintetizada en nuestro organismo)
• Un 15% se lleva a cabo en el hígado para el sistema del citocromo P-450
• El 5% restante va a la mioglobina en los músculos, en los citocromos a, b y c de
los tejidos y en todos los tejidos donde haya peroxidada, catalasa, etc.
El grupo Hemo fue descubierto por dos investigadores: David Shemin y David Rittenberg
en 1945. A partir de un aa muy sencillo que es la glicina y su ccinil-CoA somos capaces
de sintetizar el grupo hemo en las células de mamífero.
1. Síntesis del grupo hemo

Tiene lugar en los hepatocitos o en la médula ósea y una parte se da en la mitocondria
y la otra en el citosol. De esta forma el primer paso siempre ocurre en la mitocondria,
después en el citosol se unen los anillos y una vez unidos vuelven a entrar en la
mitocondria uniéndose ya allí el grupo hierro.
El grupo Hemo se sintetiza en 8 etapas enzimáticas (en el citosol: 2, 3, 4 y 5 y en la
mitocondria: 1, 6, 7 y 8).
• ALA Sintasa
• ALA Dehidratasa
• PorfobilinógenoDeaminasa (Hidroximetilbilano Sintasa)
• UroporfirinógenoIII Cosintasa
• UroporfirinógenoDecarboxilasa
• Coproporfirinógeno III Oxidasa
• Protoporfirinógeno IX Oxidasa
• Ferroquelatasa
A partir de Succinil-CoA y glicina que nosotros tenemos en el organismo hay un enzima
que es la ALA sintasa (ácido delta amino levulínico sintasa) que es la enzima reguladora
de la síntesis del grupo Hemo.
El succinil-CoA y la glicina se unen y forman el ácido delta levulínico que está dentro de
la mitocondria y es capaz de pasar la membrana interna mitocondrial e ir al citosol. Allí
sufre una serie de reacciones hasta formar los 4 anillos ferrólicos. El enzima ALA Sintasa
es una enzima inducible, es decir, que según nuestras necesidades o en determinados
casos va a dar lugar a una mayor síntesis de grupo Hemo. Se inhibe alostéricamente por
el producto de su reacción y necesita como coenzima el PLP = vitamina B6.
Hay dos isoenzimas ALAS-1y ALAS-2 cuyos genes se expresan en dos órganos distintos:
• ALAS-1 se expresa en el hígado y en todos los tejidos donde sea necesario el

citocromo que tiene grupo Hemo.
• ALAS-2 solo en células eritroideas de la médula ósea. Ambos sintetizan grupo
Hemo.
1.1. Regulación de la síntesis del grupo hemo

En el hígado, el gen ALAS-1 sintetiza ALAS- 1 que produce el grupo HEMO que va al
sistema del Citocromo P-450. Nuestro hígado tiene un sistema de detoxificación. El
citocromo P-450, en cuyo interior hay grupo Hemo, es capaz de detoxificar todos
aquellos compuestos que el organismo considera tóxicos: drogas, fármacos (horas de
medicación), etc. El hígado es inhibidor, forma mas grupo Hemo y mas citocromo P 450
de tal manera que elimina el compuesto.
Los inductores aumentan la transcripción del gen ALAS-1, lo activan y producen más
Citocromo P-450.
Cuando dejas de tomar el fármaco, sigue habiendo mucho Hemo y por esos altos niveles
se genera la inhibición del enzima ALAS-1 y así se disminuye la síntesis del grupo Hemo
consiguiendo unos niveles más bajos del mismo y de citocromo P-450. Los inductores
aumentan la transcripción del gen ALAS-1, lo activan y producen más Citocromo P-450
En las células eritroides, se sintetiza grupo Hemo. El gen ALAS-2 transcribe y nos da una
enzima ALAS-2 que sintetiza grupo Hemo y este provoca la activación del RNAm de las
globinas para obtener globinas y formar hemoglobina.
La expresión del ALAS-2 está inducida por hierro que activa la síntesis de grupo Hemo y
una vez activada no se para ni bloquea por ninguna razón nunca.
1.2. Enfermedades de la deficiencia de síntesis del grupo hemo
• Anemia
• Porfirias: afectan a 1 de 20.000. Se producen alteraciones neuropsquiátricas a
nivel neuronal apareciendo problemas por acumulación de ALA y porfibilinógeno
(precursores de grupo Hemo) y hay baja concentración de Hemo en células y
líquidos corporales. Estos precursores son fotosensibles y van a aparecer con la
luz UV por la piel y tejidos. Hay alteración de proteinas, lipidos, ácidos nucleicos
y carbohidratos en la piel, sobretodo en las zonas expuestas a la luz ( cara,
manos,.). A mayores tienen una heces y orina de color muy oscuro y aparece
dolor abdominal.
1.3. Degradación del grupo hemo

El grupo Hemo una vez sintetizado es muy difícil que lo degrademos. En el grupo Hemo
con sus 4 anillos ferrólicos sufre la acción de la Hemo oxigenasa, se libera CO y hierro y
aparece la Biliverdina. Esta es reducida por la reductasa correspondiente y aparece la
Bilirrubina.
Nos damos un buen golpe y tenemos un moratón. Antes del moratón tenemos un
proceso de extravasación con un hematoma de color rojizo. Este va a ir perdiendo hierro
y CO convirtiendose en el moratón, coge un color azulado. A menudo que evoluciona,
estas enzimas van a ir actuando y a aparece la Biliverdina que nos da esos bordes
verdosos que después pasa a amarillento → desaparece. La evolución de los golpes que
nos damos es de rojo a azulado cuando el grupo Hemo pierde hierro y ya tenemos ese
color verdoso y amarillento con Biliverdina y Bilirrubina.
La Bilirrubina no somos capaces de degradarla y la tenemos que eliminar como

podamos. Entonces tenemos todo un sistema hepático preparado para ello. La
Bilirrubina que la tenemos en sangre circulante se une a la albúmina y viaja con ella hasta
legar al hígado, al hepatocito. Allí sufre la conjugación, unión con ácido glucurónico de
tal forma que tenemos Bilirrubina conjugada. A continuación, se excreta por el
canalículo biliar que es el mismo por el cual nosotros eliminamos las sales biliares y llega
al intestino. Las bacterias intestinales van a separarlos y liberan Bilirrubina en el intestino
y pasa a ser Urubilinógeno que por diferentes procesos se convierte en Estercobilina y
se elimina por heces. El color marrón de las haces es debida a la Bilirrubina que proviene
del grupo Hemo. También en el intestino, el urobilinógeno sufre la circulación
enterohepática, es decir, puede reabsorberse y entonces se elimina en vez de por las
heces por riñón. Si esto ocurre se elimina en forma de Urobilina responsable del color
amarillo de la orina.
• La Bilirrubina que está en el plasma = indirecta y no conjugada.

• La Bilirrubina que está en el hígado = directa y está conjugada
• La Bilirrubina total
Esto es muy importante y nos va a servir para identificar distintas patologías.

1.4. Ictericias
Niveles de Bilirrubina son tóxicos a partir de 1mg/dl, bilirrubienmia.
• Ictericia neonatal: los niños al poco de nacer se pone amarillo. Cuando está en el
centro de la madre los desecho o la degradación del grupo Hemo de la Bilirrubina
es la placenta la que se lo lleva y el hígado de la madre lo degrada. Pero cuando
nacen, tiene que ser su propio hígado el que comience a funcionar. A veces este
hígado está inmaduro y no es capaz de conjugar la Bilirrubina y eliminarla y se le
queda en sangre circulante. Ahora mismo se soluciona con fototerapia. Si no se
trata aparece Kernictereus con una alteración directa sobre el SNC.
• Ictericia Hemolítica o Prehepática: ictericia con una ruptura de algún vaso o
ataque excesivo con la degradación de glóbulos rojos y aparece bilirrubina en
sangre a niveles muy altos (indirecta), no hay coluria ( orina normal, pálida ), las
heces son pleiocrómicas (normal ) y datos de anemia hemolítica.
• Ictericia Hepática: puede ser debida a efectos congénitos, o a alteraciones
víricas, por drogas...etc. Tenemos defectos congétos en la captación,
conjugación o excreción de la Bilirrubina conjugada, hepatitis y cirrosis. Hay
niveles de bilirrubina alta, coluria, heces normales y daño hepático.
• Ictericia Obstructiva o Poshepática: es un problema mecánico. Hay obturación
en la salida a nivel del conducto biliar y por tanto, no tenemos forma de
liberarnos de esa Bilirrubina conjugada. El hígado funciona correctamente. Hay
tbilirrubina, coluria, heces acólicas o hipocólicas y signos de obstrucción en
pruebas de permeabilidad de vias biliares.
2. Metabolismo de bases puricas y pirimidínicas

Responsable de las bases que van a formar parte del DNA o RNA que nosotros tenemos
en las células. Somos capaces de metabolizarlo y sintetizarlo. Alteraciones en la síntesis
o en la metabolización van a dar patologías.
Las funciones de los nucleótidos:
• Monómeros de los Ácidos Nucleicos: DNA y RNA
• Moléculas señalizadoras (efectores alostéricos): cAMP, cGMP
• Componentes de coenzimas: NAD, NADP, FAD, CoA, S-Adenosil Metionina
• Moneda energética: ATP, GTP
• Activadores de moléculas para la biosíntesis:
o Glúcidos: UTP
o Lípidos: CTP
Sintetizar nucleótidos es muy costoso para nuestro organismo de tal forma que somos
capaces, a partir de intermediarios sencillos, de sintetizarlos. Estos nucleótidos cuando
dejan de cumplir su función se degradan a bases que después se eliminan en forma de
ácido úrico y este es eliminado por orina. Las bases también se pueden eliminar como
intermediarios metabólicos o como amonio por orina.
Cuando se han sintetizado estas bases tenemos un sistema de recuperación de
nucleótidos porque como es muy costoso nuestro organismo pretende recuperarlo.
Para ello nosotros tenemos lo que se llama síntesis de novo y vías de recuperación.
¿Como sintetizamos de Novo? A partir de la Ribosa activada (PRPP:
fosforibosilpirofosfato) y aa vamos a sintetizar nucleótidos de novo pero a través de esta
molécula también recuperamos bases y generamos nucleótidos.
La PRPP es la base a partir de la cual sintetizamos purinas, pirimidinas, vías de

recuperación, NADy NADP.
2.1. Rutas de recuperación de bases
En ellas los nucleótidos son muy difíciles de sintetizar, pero una vez que se ha sintetizado
una base se vuelve a reutilizar. Vuelve otra vez el PRPP y se une a las bases púricas o
pirimidínicas para obtener otra vez al compuesto que sea.
Hay una recuperación de bases púricas y otra de pirimidinas. En la recuperación de bases
púricas tiene una gran importancia la Hipoxantina-guanina fosforribosil transferasa
(HGPRT), enzima que tiene asociada una patología muy grave cuando hay deficiencia =
Síndrome de Lesch-Nyham.
Está asociado al cromosoma X y genera en hombres un retraso mental, acúmulos de
ácido úrico en las articulaciones, automutilación por mordeduras...etc y ocurre desde
los primeros días de vida. Pueden llegar a adultos.
2.2. Catabolismo de nucleótidos de purina
Vamos a intentar eliminar los nucleótidos que han cumplido su función. Todas las bases
púricas convergen en ácido ürico. Existe otra patología por deficiencia de una enzima, la
Adenosina Deominasa, que pasa la adenosina a inopina y se genera el síndrome de
inmunodeficiencia combinada severa (SCID). Esta deficiencia hace que se deje el sistema
inmunológico bloqueado y no tienen ninguna defensa por lo que desde que nacen
tienen que estar en una burbuja estéril que les proteja y no pueden salir de ella. En
cuanto salen neumonía, infección y muerte segura.
Para llegar al ácido úrico: toda la cascada de bases púricas y por una enzima, que es la
última, Xantin Oxidasa, llegamos al ácido úrico. Cuando suben los niveles del ácido úrico
generan Gota.
La Gota son niveles de ácido úrico en sangre mayores de 5 mg por dl como consecuencia
de la degradación de las purinas. En el ácido úrico pequeñas variaciones de
concentración o de pH hacen que cristalice, precipite y se depositen. Primero se
depositan en el dedo gordo del pie. Si esto se cronifica aparece lo que se laman los tofos
que son las acumulaciones de ácido úrico en todas las articulaciones y donde es más
evidente es en las manos. A veces a mayores cuando los niveles de ácido úrico son muy
altos también pueden aparecer cálculos renales cristalizados de ácido úrico
afectándonos el riñón.
Causas:
• Deficiencia de HGPRT: El Síndrome de Lesh-Nyhan cursa con gota desde recién

nacidos.
• Aumento del PRPP que induce el catabolismo de las purinas.
• La dieta: cerveza.
• La muerte de células cancerígenas y de células sanas (quimioterapia)genera
muchas purinas y pirimidinas por lo que va a haber una masiva acumulación de
ellas que hay que eliminar. La Oxantin oxidasa de este paciente funciona a nivel
normal, pero al haber elevado tanto los niveles de purina van a tener crisis de
gota. Es una gota inducida.
• Daño renal: si no nos funcionan los riñones no eliminamos ácido úrico y en sangre
tendremos niveles muy elevados de ácido úrico.
Tratamiento: Alopurinol que es un inhibidor de la Oxantin oxidasa y muy parecido a la
Hipoxantina de tal manera que no forma úrico. La Hipoxantinay la Xantina se eliminan
fácilmente por orina.

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CUATRIMESTRE-COMPLETO.

Reservados todos los derechos.

2. Configuración electrónica del carbono.

1s2, 2s2, 2p2

3. Hibridación sp3 de orbitales atómicos.

En un papel representamos los 4 enlaces del carbono en un mismo plano pero en

5. Enlace covalente (repaso)

• Tiene lugar entre átomos con similar electronegatividad.

La electronegatividad (EN) nos permite medir la capacidad de un átomo de atraer los

6. Enlace iónico (repaso)

Alrededor de un enlace simple No permitida alrededor de un enlace doble

8.2. Isomería óptica

10. Interacciones intermoleculares. Enlaces débiles.

11. Propiedades físico – químicas del agua y su significado biológico

11.2. Enlace de H en la molécula de agua

11.3. Propiedades del agua

12. El agua como disolvente. Fuerzas hidrofóbicas.

El agua es un buen disolvente de moléculas polares (glucosa) o cargadas (glicina o

Los H+ no existen libres en la solución de agua. Ya que son inmediatamente hidratados

1.2. Expresión en términos cuantitativos del grado de ionización del agua.

Como sabéis, las concentraciones de las especies químicas que participan en un

Keq se puede determinar experimentalmente: 1.8 • 10–16 M a 25C. [H2O] se puede

El PH se define como el algoritmo negativo de la concentración de H. Sirve para

2.1. Calculo de H+ y PH en el caso de ácidos y bases fuertes.

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El PH o el POH lo calcularemos según se han definido:

Un ácido débil no se disocia totalmente y por tanto es necesario considerar su equilibrio de

2.3. Tamponamiento contra cambios de PH

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3. Ionización de los aminoácidos

4.1 ¿Cómo se nombran los péptidos?

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2.3. Estructura terciaria

2.4. Estructura cuaternaria

El O2 se transporta en la sangre unido a la hemoglobina (Hb). La Hb es un tetrámero

2.1. Efecto del PH en la unión del O2 a la Hb

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La afinidad de la Hb por el O2 depende del PH. La diferencia de PH entre pulmones y

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El ión Ca2+ desencadena la contracción. En reposo, la tropomiosina bloquea los sitios de

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2.1. Funciones de los nucleótidos

2.2. Estructura de los polinucleótidos

Las nucleasas degradan solamente el DNA: DNasas (desoxirribonucleasas). Las nucleasas

4. Doble hélice de ADN

Modelo de doble hélice del DNA de Watson y

4.2. Desnaturalización del DNA

5. Hibridación del ADN

6. Material genético en cromosomas

2. Replicación del ADN

2.2. Cebador ARN (primer) y polimerasa

3.1. Problema en la replicación de los extremos de ADN lineal

1.1. Tipos de ARN en procariotas y eucariotas

Para el inicio de la transcripción, la ARN polimerasa se une a unas zonas a la izquierda

2.2. Factores de transcripción

Funciones del CAP Funciones de la cola de poli-A