Mecanismos Biológicos Fundamentales: Músculo, Nervio y Metabolismo

Contracción Muscular

Durante la contracción muscular, la miosina y la actina se acercan y alejan. Cada célula muscular contiene miofibrillas con bandas claras, oscuras y líneas distintivas. La miosina es la principal proteína de los filamentos gruesos. El sarcómero, la unidad funcional del músculo, presenta bandas distintivas: la banda A, compuesta por filamentos de miosina y actina superpuestos; la banda I, que contiene solo filamentos de actina; la línea Z, que delimita el sarcómero; y la banda H, situada en el centro de la banda A, que solo contiene miosina.

Durante la contracción, los filamentos gruesos (miosina) se deslizan sobre los filamentos finos (actina), lo que resulta en el desplazamiento de los filamentos finos hacia el centro de la banda A. Para que la miosina se una a la actina y mueva su cabeza, se requiere ATP. La energía necesaria se obtiene de la hidrólisis del ATP a ADP + Pi. La contracción muscular se inicia con la llegada de iones calcio (Ca²⁺), que se unen a la troponina C. Esta unión provoca un cambio conformacional en la tropomiosina, exponiendo los sitios de unión en la actina para la interacción con la miosina.

Conducción Nerviosa

Sinapsis Eléctrica

Transmisión directa de señales eléctricas entre células a través de canales iónicos. La mayoría ocurre mediante uniones comunicantes (gap junctions).

Sinapsis Química

La neurona presináptica libera neurotransmisores (NT) que actúan sobre receptores proteicos en la membrana postsináptica, generando una respuesta excitatoria, inhibitoria o moduladora.

Síntesis Proteica

Transcripción de ARN

La transcripción es el proceso por el cual se sintetiza una molécula de ARN a partir de una hebra molde de ADN. En eucariotas, la región promotora a menudo contiene la secuencia TATA box, que marca el sitio de inicio de la transcripción. Elementos reguladores como los enhancers se encuentran río arriba (más atrás) del promotor. Para la iniciación, son necesarios factores de transcripción generales como TBP (TATA-binding protein) y TFIIB, que se unen al promotor. Una vez ensamblado el complejo de preiniciación, la ARN polimerasa se une y comienza la síntesis de ARN, utilizando ATP y otros nucleótidos trifosfato como fuente de energía. Al final del gen, se añaden modificaciones post-transcripcionales al ARN naciente, como el capping en el extremo 5' (una protección) y la adición de una cola de poli(A) en el extremo 3', que contribuye a la estabilidad y terminación de la transcripción.

Traducción de ARN

La traducción es el proceso de síntesis de proteínas a partir de una molécula de ARNm. Consta de tres etapas principales: iniciación, elongación y terminación.

Metabolismo Aeróbico

Glucólisis

La glucólisis es la ruta metabólica que convierte la glucosa en piruvato. Sus principales intermediarios son:

• Glucosa
• Glucosa-6-fosfato
• Fructosa-6-fosfato
• Fructosa-1,6-bifosfato
• Gliceraldehído-3-fosfato (y Dihidroxiacetona fosfato)
• 1,3-Bifosfoglicerato
• 3-Fosfoglicerato
• 2-Fosfoglicerato
• Fosfoenolpiruvato
• Piruvato

Las enzimas clave de la glucólisis incluyen:

• Hexoquinasa
• Glucosa-6-fosfato isomerasa
• Fosfofructoquinasa-1
• Fructosa-1,6-bifosfato aldolasa
• Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa
• Fosfoglicerato quinasa
• Fosfoglicerato mutasa
• Enolasa
• Piruvato quinasa

Ciclo de Krebs (Ciclo del Ácido Cítrico)

Esta ruta central del metabolismo aeróbico oxida el acetil-CoA. Sus principales intermediarios son:

• Oxalacetato
• Citrato
• cis-Aconitato
• Isocitrato
• α-Cetoglutarato
• Succinil-CoA
• Succinato
• Fumarato
• Malato
• Oxalacetato