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1.  Clasificación de Procesos Metabólicos:                                        

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1.  Clasificación de Procesos Metabólicos:                                        

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La síntesis de glucógeno es un proceso anabólico que ocurre principalmente en el hígado y el músculo esquelético. Este proceso permite almacenar glucosa en forma de glucógeno para su uso futuro. Este proceso se resume en 4 etapas que son:

1. Isomerización

2. Activación

3. Elongación

4. Ramificación

La degradación de pirimidinas es un proceso catabólico que descompone las bases nitrogenadas pirimidínicas (como citosina, timina y uracilo) en productos más simples que pueden ser excretados o reutilizados. Este proceso se resume en 3 etapas que son:

1. Desaminación

2. Reducción

3. Excreción

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Isomerización

La glucosa-6-fosfato se isomeriza a glucosa-1-fosfato mediante la enzima fosfoglucomutasa.

Activación

La glucosa-1-fosfato reacciona con UTP (uridina trifosfato) para formar UDP-glucosa y pirofosfato (PPi), catalizado por la enzima UDP-glucosa pirofosforilasa.

Elongación

La glucógeno sintasa añade la UDP-glucosa a una cadena de glucógeno preexistente, formando enlaces α(1→4) glucosídicos.

Ramificación

La enzima ramificante (amilotransglucosidasa) introduce enlaces α(1→6) para crear puntos de ramificación en la molécula de glucógeno, aumentando su solubilidad y capacidad de almacenamiento.

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La degradación de pirimidinas es un proceso catabólico que descompone las bases nitrogenadas pirimidínicas en productos más simples. Los pasos principales son:

1. Desaminación de Citosina:

La citosina se desamina para formar uracilo mediante la enzima citosina desaminasa.

2. Reducción de Uracilo y Timina:

El uracilo se reduce a β-alanina y la timina se reduce a β-aminoisobutirato mediante una serie de reacciones enzimáticas.

3. Conversión y Excreción:

Los productos finales, β-alanina y β-aminoisobutirato, pueden ser excretados en la orina o utilizados en otras rutas metabólicas, como la síntesis de coenzimas o la producción de energía.

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Cantidad de reacciones en la Glucogénesis

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Cantidad de reacciones en la Glucogénesis

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La gluconeogénesis comprende 11 reacciones desde el piruvato hasta la glucosa; siete de ellas están catalizadas por enzimas que comparte con la vía de la glucólisis (reversibles) y cuatro reacciones las llevan a cabo enzimas propias de esta vía (irreversibles), de las cuales tres son citosólicas (fosfoenolpiruvato carboxicinasa, fructosa-1,6-bifosfatasa y glucosa-6-fosfato fosfatasa) y una mitocondrial (piruvato-carboxilasa), como se puede ver en el esquema “Vía de la gluconeogénesis”.

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Reacción: La citosina se desamina para formar uracilo.

Enzima: Citosina desaminasa.

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Reacción: El uracilo se reduce a β-alanina y la timina se reduce a β-aminoisobutirato.

Enzimas: Dihidropirimidina deshidrogenasa, dihidropirimidinasa y β-ureidopropionasa.

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Reacción: Los productos finales, β-alanina y β-aminoisobutirato, se convierten en CO₂, NH₃ y se excretan en la orina.

Enzima: β-ureidopropionasa.

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4. Enzimas participantes en la síntesis del glucógeno: 

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4. Enzimas participantes en la síntesis del glucógeno: 

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Glicogeno sintasa: Cataliza la unión de la glucosa-6-fosfato a la cadena de glucogeno en crecimiento.

Glicogeno ramificante: Crea ramificaciones en la cadena de glucogeno.

Glicogeno fosforilasa: No participa directamente en la sintesis, pero en necesaria para la activación del glicogeno sintasa.

UDP-glucosa pirfosforilasa: Convierte la glucosa-1-fosfato en UDP-glucosa, susrato para el glicogeno sintasa.

Fosfoglucomutasa: Convierte la glucosa-6-fosfato en glucosa-1-fosfato.

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6. Puntos de regulación de la ruta metabólica

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6. Puntos de regulación de la ruta metabólica

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Cada ruta metabólica tiene puntos de regulación que resultan ser claves para que las células realicen la actividad metabólica de acuerdo a las necesidades energéticas y la disponibilidad de sustratos.

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En la síntesias de glucógeno las coenzimas son necesarias para la activación de la glucosa y formar los enlaces glicosídicos.

En la degradación de pirimidinas

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UDP-glucosa: es un intermediario activado de glucosa, el cual dona unidades de glucosa para la elongación de la cadena de glucógeno gracias a la acción de la enzima glucógeno sintasa.

ATP: Es necesario para la fosforilación inicial de la glucosa. El ATP actúa como donador de fosfato para formar glucosa-6-fosfato.

UTP: Esta coenzima es esencial en la activación de la glucosa para formar UDP-glucosa.

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NADPH: Es necesario para la reducción del uracilo y la timina en dihidrouracilo y dihidrotimina respectivamente, mediante la acción dihidropirimidina deshidrogenasa.

NAD⁺: El NAD⁺ acepta electrones y se oxida a NADH, permitiendo la conversión de intermediarios para la obtención de los productos finales como β-alanina y aminoisobutirato.

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Enzimas participantes en la degradación de pirimidinas: 

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Enzimas participantes en la degradación de pirimidinas: 

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Dihidropirimidinasa: Convierte citosina y uracilo en dihidrocitosina y dihidouracilo.

Dihidropirimidinasa relacionada con la urea: Convierte dihidrocitosina y dihidouracilo en 3-ureidopropionato.

Beta-alanina aminotransferasa: Convierte beta-alanina en acido aspartico.

Via de degradación de pirimidinas:

Citosina desaminasa: Convierte citosina en uracilo.

Uracilo glucositransferasa: Convierte uracilo en uracilo-5'-monofosfato.

Uracilo-5'-monofosfato fotodiestarasa: Convierte uracilo-5'-monofosfao en uracilo.

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7. Compartimento celular donde se realiza el proceso metabólico

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7. Compartimento celular donde se realiza el proceso metabólico

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En las céulas de los organismos superiores las rutas metabólicas se realizan en los orgánulos o compartimentos, facilitando el desarrollo de estas y su regulación.

Las enzimas que catalizan la conversión de glucosa en ácido láctico (glucólisis) se encuentran en el citosol y las del ciclo de Krebs en las mitocondrias.

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El compartimento celular donde se realiza la síntesis de glucógeno es en el citoplasma o citosol de las celulas, más específicamente en los gránulos de glucógeno.

La síntesis de glucógeno ocurre principlamente en el citosol de las celulas en el hígado y los músculos, en los cuales el glucógeno se almacena como fuente energética rápida.

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La degradación de las pirimidinas ocurre en el citosol y en la mitocondria. La degradación de las pirimidinas en uracilo y timina inicia en el citosol donde las bases se desaminan y oxidan, los productos son transportados a la mitocondria donde se convierten en metabolitos para el ciclo de Krebs, los cuales son empleados para la producción de energía.

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Pirimidina nucleosido fosforilasa:

Convierte nucleosidos pirimidinicos en bases libres.

Pirimidina 5'-nucleoidasa: convierte nucleotidos pirimidinicos en nucleosidos.

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La regulación de la síntesis de glucógeno se da principlamente por la acción de la enzima glucógeno sintasa y la disponibilidad de glucosa-6-fosfato.

Esta enzima se activa en su forma desfosforilada y se desactiva cuando está fosforilada; esta fosforilación/desfosforilación es controlada por proteinas quinasas como la proteína quinana A y la glucógeno sintasa quinasa 3, las cuales responden a señales hormonales.

La insulina también promueve la desfosforilación y activación de la glucógeno sintasa, favoreciendo la síntesis de glucógeno en el hígado y los músculos cuando los niveles de glucosa en la sangre son altos.

El glucagón y la epinefrina activan la proteína quinasa A, la cual fosforila la glucógeno sintasay por consiguiente desactivándola , esto hace que se inhiba la sintesis de glucógeno cuando hay baja concentración de glucosa en sangre.

La disponibilidad de glucosa-6-fosfato es importante como punto de regulación metabólico ya que es un intermediario en el metabolismo de la glucosa, actuando como activador alostérico de la glucógeno sintasa, lo que promueve la sintesis de glucógeno.

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La enzima dihidropirimidina deshidrogenasa es el principal punto de regulación de la degradación de pirimidinas, esta enzima convierte el uracilo y la timina en dihidrouracilo y dihidrotimina respectivamente.

La dihidropirimidina deshidrogenasa a su vez es regulada por la disponibilidad de sustratos (uracilo y timina), y un factor que puede afectar la actividad enzimática es la concentración de productos.

La regulación transcripcional y degradación también es importante ya que este tipo de regulación permite ajustar la disponibildad de enzimas y degradación de proteinas de acuerdo a las necesidades. Esto permite que la celula pueda controlar la ruta metabólica de manera eficiente.

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Análisis de la Síntesis de glucógeno, degradación de pirimidinas

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Análisis de la Síntesis de glucógeno, degradación de pirimidinas

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Debido a que me equivoque al elegir el literal 4, Enzimas participantes en la síntesis del glucógeno.

He investigado acerca de la importancia para la Bioquímica, de la síntesis del glucógeno y la degradación de primidinas.

Síntesis del glucógeno

Es fundamental en bioquímica debido a su papel clave en el metabolismo y el almacenamiento de energía en el cuerpo. Este proceso permite que las células, especialmente en el hígado y los músculos, almacenen glucosa en forma de glucógeno, una macromolécula que puede descomponerse cuando el cuerpo necesita energía de manera rápida.

Algunas de las razones principales de su importancia son:

1.      Regulación de los niveles de glucosa en sangre, el glucógeno hepático actúa como un regulador de la glucemia, liberando glucosa al torrente sanguíneo en periodos de ayuno o entre comidas, manteniendo así los niveles de glucosa constantes y previniendo la hipoglucemia.

2.      Fuente de energía rápida en el músculo, en las células musculares, el glucógeno es una reserva de energía accesible durante el ejercicio o actividad física intensa.

3.      Homeostasis y regulación metabólica, por ejemplo, después de una comida, la insulina estimula la síntesis de glucógeno en el hígado y en el músculo, promoviendo el almacenamiento de glucosa en exceso.

Degradación de pirimidinas

Es fundamental en bioquímica porque permite el reciclaje y eliminación de los nucleótidos pirimidínicos (citosina, timina y uracilo), que forman parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN). Este proceso tiene varias funciones importantes:

1.      Regulación de los niveles de nucleótidos, la degradación de pirimidinas ayuda a regular las concentraciones de nucleótidos en las células. Esto es importante para mantener un equilibrio entre la síntesis y la degradación de los componentes del ADN y el ARN.

2.      Producción de energía y precursores metabólicos, la degradación de pirimidinas permite generar compuestos que pueden ser utilizados en otras vías metabólicas. Por ejemplo, el catabolismo del uracilo y la timina produce intermediarios como β-alanina y β-aminoisobutirato.

3.      Eliminación de productos de diseño y prevención de toxicidad, la degradación de pirimidinas permite a la célula deshacerse de compuestos que, en exceso, pueden ser tóxicos.