Potencial electroquímico en membranas biológicas

El sobrepotencial es la diferencia de potencial (voltaje) entre el potencial de reducción determinado termodinámicamente de una semirreacción y el potencial al que se observa experimentalmente el evento redox. Representa la energía adicional necesaria para superar las barreras de activación y que la reacción del electrodo avance a una velocidad significativa. Es un factor clave en la eficiencia energética de todos los procesos electrolíticos.

In 1921, Frederick Banting and Charles Best, under John Macleod's direction at the University of Toronto, isolated insulin from canine pancreatic extracts. Biochemist James Collip then developed a purification process, making the extract safe for human use. This discovery transformed type 1 diabetes from a fatal disease into a manageable condition, earning Banting and Macleod the 1923 Nobel Prize.

La respiración celular es una serie de reacciones redox en las que las moléculas orgánicas, como la glucosa, se oxidan para liberar energía. La glucosa ([latex]C_6H_{12}O_6[/latex]) se oxida a [latex]CO_2[/latex], mientras que el oxígeno ([latex]O_2[/latex]) se reduce a agua ([latex]H_2O[/latex]). Este proceso transfiere electrones a través de una cadena de transporte de electrones, creando un gradiente de protones que impulsa la síntesis de ATP, la principal moneda energética de la célula.

The Calvin cycle, or light-independent reactions, uses the ATP and NADPH produced during the light-dependent stage to convert inorganic carbon dioxide into organic sugar molecules. This process occurs in the stroma of the chloroplast. The key enzyme, RuBisCO, catalyzes the first step: the fixation of [latex]CO_2[/latex] into an organic molecule, initiating a cycle that produces carbohydrates.

Translation is the biological process in which ribosomes in the cytoplasm or endoplasmic reticulum synthesize proteins. It follows transcription, where the DNA sequence is copied into a messenger RNA (mRNA) molecule. During translation, the ribosome reads the mRNA sequence in three-nucleotide units called codons, and with the help of transfer RNA (tRNA), assembles the corresponding amino acid chain.

SAL es una medida cuantitativa que representa la probabilidad de que un solo microorganismo viable sobreviva en un artículo después de la esterilización. Un SAL comúnmente requerido para los productos sanitarios es de [latex]10^{-6}[/latex], lo que significa una probabilidad entre un millón de que haya una unidad no estéril. Este enfoque probabilístico reconoce que la esterilidad absoluta no puede demostrarse, sólo inferirse estadísticamente a partir de la validación del proceso.

A peptide bond is a covalent chemical bond formed between two amino acid molecules. It links the carboxyl group ([latex]-COOH[/latex]) of one amino acid to the amino group ([latex]-NH_2[/latex]) of another, releasing a molecule of water in a dehydration synthesis reaction. This amide-type bond is fundamental to forming polypeptide chains, the basis of protein primary structure.

El valor D es el tiempo necesario a una temperatura específica para matar 90% (o una reducción logarítmica) de una población de microorganismos objetivo. Es un parámetro crítico en la esterilización térmica, que cuantifica la resistencia de un microbio al calor. Por ejemplo, si una población de esporas de [latex]10^6[/latex] tiene un valor D de 2 minutos, se necesitan 2 minutos para reducirla a [latex]10^5[/latex].

Protein denaturation is the process in which a protein loses its native three-dimensional structure. This disruption of secondary, tertiary, and quaternary structures is caused by external stressors such as heat, extreme pH, organic solvents, or radiation. While the primary sequence of amino acids remains intact, the loss of shape results in the loss of the protein's biological function.

Un método de esterilización química a baja temperatura que utiliza gas de óxido de etileno. Es eficaz para esterilizar materiales sensibles al calor y a la humedad, como plásticos, dispositivos electrónicos e instrumentos ópticos. El proceso implica la alquilación, donde el EtO altera el ADN y las proteínas de los microorganismos, impidiendo su replicación. Requiere un control minucioso de la concentración de gas, la temperatura, la humedad y el tiempo de exposición.

La citotoxicidad es la cualidad de una sustancia o célula que es tóxica para otras células. Los agentes citotóxicos pueden inducir la muerte celular mediante necrosis, donde la membrana celular pierde su integridad, lo que provoca lisis e inflamación, o apoptosis, un proceso de muerte celular controlado y programado. Esto se distingue de los agentes citostáticos, que solo inhiben la división celular sin causar directamente la muerte celular.

The alpha-helix ([latex]\alpha[/latex]-helix) is a common secondary structure motif in proteins. It is a right-handed coiled conformation in which every backbone N-H group donates a hydrogen bond to the backbone C=O group of the amino acid located four residues earlier ([latex]i+4 \rightarrow i[/latex] hydrogen bonding). This regular pattern pulls the polypeptide chain into a helical shape.

Insulin is synthesized in pancreatic beta cells as a single-chain precursor called proinsulin. In the endoplasmic reticulum, proinsulin folds and forms its disulfide bonds. It is then transported to the Golgi apparatus and packaged into secretory granules, where proteases (prohormone convertases PC1/3 and PC2, and carboxypeptidase E) cleave it into mature insulin and a connecting peptide, C-peptide.

Recombinant DNA (rDNA) technology involves joining together DNA molecules from two different species. The recombinant DNA is inserted into a host organism to produce new genetic combinations. This is achieved using restriction enzymes to cut DNA at specific sites and DNA ligase to join the fragments, often incorporating the desired gene into a plasmid vector for cloning.