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OBJETIVOS

OBJETIVOS

Después de estudiar este capítulo, usted deberá ser capaz de:

  • Explicar el concepto de homeostasis de todo el cuerpo.

  • Analizar por qué las concentraciones celulares de sustratos para la mayoría de las enzimas tienden a estar cerca de Km.

  • Enumerar los múltiples mecanismos a través de los cuales se logra el control activo del flujo de metabolitos.

  • Indicar las ventajas de la síntesis de ciertas enzimas como proenzimas.

  • Describir los cambios estructurales típicos que acompañan a la conversión de una proenzima a su forma activa.

  • Indicar dos formas generales en que un efector alostérico puede influir en la actividad catalítica.

  • Describir las funciones de las proteínas cinasas, las proteínas fosfatasas y segundos mensajeros en la regulación de los procesos metabólicos.

  • Explicar cómo los requerimientos de sustrato de la lisina acetiltransferasa y sirtuinas pueden desencadenar cambios en el grado de acetilación de la lisina de las enzimas metabólicas.

  • Describir dos formas a través de la cuales las redes reguladoras pueden conformarse en células.

IMPORTANCIA BIOMÉDICA

El fisiólogo del siglo XIX, Claude Bernard, enunció las bases conceptuales de la regulación metabólica. Él observó que los organismos vivos responden de formas cuantitativas y temporalmente apropiadas que les permiten sobrevivir a los múltiples desafíos planteados por los cambios en su entorno tanto interno como externo. Posteriormente, Walter Cannon acuñó el término “homeostasis”, con el que describió la capacidad de los animales para mantener un entorno interno constante, a pesar de los cambios en su entorno externo. A nivel celular, la homeostasis se mantiene ajustando las velocidades de las reacciones metabólicas claves en respuesta a los cambios internos. Los ejemplos incluyen los niveles de intermediarios metabólicos clave, como 5'-AMP y NAD+, o factores externos, como las hormonas que actúan a través de cascadas de transducción de señales controladas por receptores.

Los trastornos del mecanismo de respuesta del sensor responsable del mantenimiento del equilibrio homeostático pueden ser nocivos para la salud humana. El cáncer, la diabetes, la fibrosis quística y la enfermedad de Alzheimer, por ejemplo, se caracterizan por disfunciones regulatorias que se desencadenan por la interacción entre agentes patógenos, mutaciones genéticas, aporte nutricional y prácticas de estilo de vida. Muchos virus oncogénicos contribuyen al inicio del cáncer mediante la elaboración de proteína-tirosina cinasas que modifican las proteínas responsables de controlar los patrones de la expresión génica. La toxina del cólera producida por Vibrio cholerae desactiva las vías de respuesta del sensor en las células epiteliales intestinales, al catalizar la adición de ADP-ribosa a las proteínas de unión a GTP (proteínas G) que unen los receptores de la superficie celular a la adenilil ciclasa. La activación inducida por ADP-ribosa de la ciclasa conduce al flujo irrestricto de agua hacia los intestinos, lo que trae como resultado diarrea masiva y deshidratación. Yersinia pestis, el agente causante de la peste, elabora una proteína-tirosina fosfatasa que hidroliza los grupos fosforilo de las proteínas claves del ...

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