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INTRODUCCIÓN

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OBJETIVOS

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

  • Explicar el concepto de la homeostasis de todo el cuerpo, y su respuesta a fluctuaciones en el ambiente externo.

  • Comentar por qué las concentraciones celulares de sustratos para casi todas las enzimas tienden a estar cerca de la Km.

  • Listar múltiples mecanismos mediante los cuales se logra el control activo del flujo de metabolitos.

  • Describir las ventajas de que ciertas enzimas se elaboren como proenzimas.

  • Ilustrar los eventos fisiológicos que desencadenan la conversión de una proenzima en la enzima activa correspondiente.

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

  • Describir las características básicas de un sitio de unión típico para metabolitos y segundos mensajeros que regulan la actividad catalítica de ciertas enzimas.

  • Indicar dos maneras generales en las cuales un efector alostérico puede modificar la actividad catalítica.

  • Esbozar las funciones de las proteína cinasas, proteína fosfatasas, y de mensajeros reguladores y hormonales y segundos mensajeros en el inicio de un proceso metabólico.

  • Explicar cómo los requerimientos de sustrato de lisina aminotransferasas y sirtuínas pueden desencadenar cambios del grado de acetilación de lisina de enzimas metabólicas.

  • Describir dos maneras mediante las cuales pueden construirse redes reguladoras en células.

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IMPORTANCIA BIOMÉDICA

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El fisiólogo del siglo xix Claude Bernard enunció la base conceptual para la regulación metabólica. Observó que los organismos vivos muestran respuesta de maneras que son apropiadas desde los puntos de vista cuantitativo y temporal para permitirles sobrevivir a los múltiples desafíos planteados por cambios en sus ambientes externo e interno. Después, Walter Cannon acuñó el término “homeostasis” para describir la habilidad de los animales para mantener un ambiente intracelular constante a pesar de cambios de su entorno externo. Ahora se sabe que los organismos responden a cambios en sus ambientes externo e interno mediante ajustes equilibrados y coordinados de las tasas de reacciones metabólicas específicas. Intermediarios metabólicos como el 5’–AMP y el NAD+, así como subproductos como las especies reactivas de oxígeno sirven como indicadores internos del estado celular. Cascadas de transducción de señal conectan los receptores que detectan factores externos con proteínas intracelulares apropiadas para iniciar respuestas adaptativas.

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Las perturbaciones de la maquinaria de respuesta a detector de la cual depende el mantenimiento del equilibrio homeostático, pueden ser nocivas para la salud de los humanos. El cáncer, la diabetes, la fibrosis quística y la enfermedad de Alzheimer, por ejemplo, se caracterizan por disfunciones de la regulación desencadenadas por la interacción de agentes patógenos, mutaciones genéticas, aportaciones nutricionales y las prácticas relacionadas con el estilo de vida. Muchos virus oncogénicos elaboran proteína-tirosina cinasas que modifican los eventos reguladores que controlan los modelos de expresión de gen, lo que contribuye al inicio de cáncer y la progresión del mismo. La toxina de Vibrio cholerae, el agente causal del cólera, inhabilita vías de respuesta a detector en las células ...

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