Posgrado
  1. Química Física  1.1. Termodinámica  1.1.1. Leyes de la Termodinámica  1.1.2. Entalpía y capacidad calorífica  1.1.3. Entropía y energía libre  1.1.4. Equilibrio de Fase  1.1.5. Termodinámica estadística  1.1.6. Ciclo termodinámico  1.1.7. Fugacidad y actividad  1.2. Química Cuántica  1.2.1. Principios de la mecánica cuántica  1.2.2. Ecuación de Schrödinger  1.2.3. Partícula en una caja  1.2.4. Operadores y valores propios  1.2.5. Orbitales atómicos  1.2.6. Teoría de orbitales moleculares  1.2.7. Teoría de perturbaciones  1.2.8. Teoría del enlace de valencia  1.2.9. Hibridación y enlace químico  1.3. Cinética química  1.3.1. Leyes de velocidad y mecanismos de reacción  1.3.2. Teoría de colisiones  1.3.3. Teoría del estado de transición  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reacciones en cadena y polimerización  1.3.6. Reacciones fotoquímicas  1.4. Mecánica estadística  1.4.1. Función de partición  1.4.2. Funciones de distribución molecular  1.4.3. Distribución de Boltzmann  1.4.4. Estadísticas de Bose–Einstein y Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopía  1.5.1. Espectroscopía Rotacional  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopía Electrónica  1.5.4. Espectroscopia de resonancia magnética nuclear  1.5.5. Espectrometría de Masas  1.5.6. Espectroscopía Raman  1.5.7. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  1.6. Química de superficies y coloides  1.6.1. Isoterma de absorción  1.6.2. Tensión superficial y mojado  1.6.3. Estabilidad Coloidal  1.6.4. Catalisis  1.6.5. Emulsiones y micelas  1.7. Electroquímica  1.7.1. Ecuación de Nernst  1.7.2. Células electroquímicas  1.7.3. Conductividad y movilidad  1.7.4. Guerra  1.7.5. Celdas de combustible  1.7.6. Electrólisis
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones pericíclicas  2.2. Espectroscopia y determinación estructural  2.2.1. Espectroscopía UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopía de RMN  2.2.4. Espectrometría de Masa  2.2.5. Cristalografía de rayos X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidad y actividad óptica  2.3.2. Análisis estructural  2.3.3. Isomería geométrica  2.3.4. Estereoquímica Dinámica  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.4.2. Reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio  2.4.3. Complejos de metales de transición  2.4.4. Enlace metal-carbono  2.5. Química de polímeros  2.5.1. Mecanismo de polimerización  2.5.2. Características de los Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradable  2.5.4. Polímero conductor  2.5.5. Polímeros supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Diseño y desarrollo de fármacos  2.6.2. Farmacocinética y farmacodinámica  2.6.3. Relaciones estructura-actividad  2.6.4. Acoplamiento molecular y selección de fármacos
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Teoría del campo cristalino  3.1.2. Teoría del campo de ligandos  3.1.3. Serie espectroquímica  3.1.4. Quelación y estabilidad  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalysis por complejos organometálicos  3.2.3. Metalocenos  3.3. Química bioinorgánica  3.3.1. Metaloproteínas y enzimas  3.3.2. El rol de los metales en los sistemas biológicos  3.3.3. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  3.4. Química del estado sólido  3.4.1. Estructuras Cristalinas  3.4.2. Teoría de bandas de los sólidos  3.4.3. Superconductors  3.4.4. Defectos en el cristal  3.5. Lantánidos y Actínidos  3.5.1. Configuración electrónica en lantánidos y actínidos  3.5.2. Química de coordinación de los lantánidos  3.5.3. Propiedades Magnéticas de los Lantánidos
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Resolución  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.2.2. Difracción de rayos X  4.2.3. Espectroscopía de plasma acoplado inductivamente  4.3. Métodos electroanalíticos  4.3.1. Potenciometría  4.3.2. Voltametría  4.3.3. Colometría  4.4. Espectrometría de masas  4.4.1. Técnica de Ionización  4.4.2. Patrón de Fragmentación  4.5. Chemometría  4.5.1. Análisis multidisciplinario  4.5.2. Aprendizaje Automático en Química
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.1.1. Force fields and energy minimization  5.1.2. Simulación de Monte Carlo en simulaciones de dinámica molecular  5.2. Métodos químicos cuánticos  5.2.1. Teoría de Hartree–Fock  5.2.2. Teoría del funcional de la densidad  5.2.3. Métodos semiempíricos  5.3. Diseño computacional de fármacos  5.3.1. Alineamiento Molecular  5.3.2. Modelado QSAR  5.3.3. Tamizaje Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inhibición  6.2. Metabolismo y Bioenergética  6.2.1. Glicólisis  6.2.2. Ciclo del ácido cítrico  6.2.3. Cadena de transporte de electrones  6.3. Biología Molecular  6.3.1. Replicación y reparación del ADN  6.3.2. La síntesis de proteínas  6.3.3. Regulación Génica  6.4. Bioquímica Estructural  6.4.1. Plegado de proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efecto invernadero  7.1.2. Agotamiento del ozono  7.1.3. Contaminantes del aire y humo  7.2. Química del Agua  7.2.1. pH y dureza del agua  7.2.2. Tratamiento de aguas residuales  7.2.3. Química Acuática  7.3. Química del Suelo  7.3.1. Contaminación por metales pesados  7.3.2. pH del Suelo y Amortiguación  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicología y Seguridad Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Evaluación de Riesgos en Toxicología y Seguridad Química en Química Ambiental  7.4.3. Efectos de los contaminantes en el medio ambiente

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Ciclo del ácido cítrico


El ciclo del ácido cítrico, también conocido como ciclo de Krebs o ciclo de los ácidos tricarboxílicos (TCA), es un componente central de la respiración celular. Juega un papel clave en la vía metabólica donde las células generan energía a través de la oxidación de acetil-CoA derivado de carbohidratos, grasas y proteínas en dióxido de carbono y una sustancia química llamada ATP (adenosina trifosfato).

Citrato Isocitrato α-cetoglutarato succinil-coa Succinato fumarato Malato oxaloacetato

Visión general del ciclo

El ciclo comienza con la condensación de acetil-CoA con oxaloacetato para formar citrato, catalizado por una enzima llamada citrato sintasa. Esta reacción es importante porque controla el flujo de carbono a través del ciclo.

oxaloacetato + acetil-CoA → citrato + CoA

La molécula de citrato sufre un proceso de isomerización para formar isocitrato, que es catalizado por aconitasa. Involucra un paso de hidratación seguido de un paso de deshidratación.

Citrato ⇌ Isocitrato

Descarboxilación y producción de energía

A continuación, sufre una descarboxilación oxidativa por la isocitrato deshidrogenasa para formar α-cetoglutarato, produciendo NADH y liberando CO2.

Isocitrato + NAD + → α-cetoglutarato + NADH + H + + CO 2

α-Cetoglutarato sufre otra descarboxilación oxidativa para formar succinil-CoA, catalizada por el complejo α-cetoglutarato deshidrogenasa. Este paso también forma NADH y CO2.

α-Cetoglutarato + NAD + + CoA → Succinil-CoA + NADH + H + + CO 2

Regeneración de oxaloacetato

El ciclo continúa con la conversión de succinil-CoA a succinato, catalizada por succinil-CoA sintetasa, y está acoplado a la fosforilación de GDP a GTP (que posteriormente puede formar ATP).

Succinil-CoA + GDP + PI → Succinato + CoA + GTP

El succinato luego sufre oxidación para formar fumarato a través de la acción de la succinato deshidrogenasa, que también está involucrada en la cadena de transporte de electrones. Este paso genera FADH2.

Succinato + FAD → fumarato + FADH2

La conversión de fumarato a malato es catalizada por fumarasa, que agrega agua al doble enlace.

fumarato + H 2 O → malato

Finalmente, el malato es oxidado por la malato deshidrogenasa, regenerando oxaloacetato, produciendo NADH.

Malato + NAD + → Oxaloacetato + NADH + H +

Rendimiento energético

En la oxidación de una molécula de acetil-CoA por el ciclo del ácido cítrico, se producen los principales cofactores reducidos: tres NADH, un FADH2 y un GTP (o ATP). Cada NADH puede ser convertido por la cadena de transporte de electrones en aproximadamente 2.5 moléculas de ATP, y cada FADH2 en aproximadamente 1.5 moléculas de ATP.

Regulación del ciclo

El ciclo del ácido cítrico está estrictamente regulado mediante la regulación alostérica de enzimas clave. Estas incluyen la citrato sintasa, la isocitrato deshidrogenasa y el complejo α-cetoglutarato deshidrogenasa. Altos niveles de ATP y NADH indican un estado de alta energía de la célula e inhiben estas enzimas, mientras que altos niveles de ADP y NAD + indican un estado de baja energía y activan las enzimas.

Importancia en el metabolismo

Más allá de la producción de energía, el ciclo del ácido cítrico proporciona varios intermediarios metabólicos necesarios para diversas vías biosintéticas. Por ejemplo, α-cetoglutarato y oxaloacetato son importantes para la síntesis de aminoácidos. Además, succinil-CoA es importante para la síntesis de hemo.

Resumen de la escena

La integración del ciclo con otras vías metabólicas destaca su papel central.

Glucosa → piruvato → acetil-CoA → ciclo del ácido cítrico Grasa → Ácidos grasos → Acetil-CoA → Ciclo del ácido cítrico Proteína → Aminoácidos → Intermediarios del ciclo del ácido cítrico

Conclusión

El ciclo del ácido cítrico es una vía aeróbica importante para la producción de energía en las células. No solo genera ATP y otras moléculas de energía para alimentar las actividades celulares, sino que también contribuye a varios procesos anabólicos proporcionando bloques de construcción para macromoléculas. Su eficiencia y regulación son esenciales para el buen funcionamiento de los organismos vivos.


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