Variadas 20 (Soluciones)
1.- ¿Qué representa el modelo molecular adjunto? (C, negro. O, azul. H, blanco). Escriba la fórmula desarrollada.
● Se trata del ácido etanodioico u oxálico (HOOC–COOH).
● Fórmula desarrollada:
2.- Escriba las fórmulas de los ácidos glicérico y 3-fosfoglicérico. Cite rutas metabólicas en las que intervenga este último.
● El ácido glicérico se forma cuando un grupo alcohólico primario de la glicerina se oxida dando lugar a un grupo carboxilo.
● El ácido 3-fosfoglicérico resulta cuando una molécula de fosfórico esterifica la posición 3 del ácido glicérico. A pH fisiológico se halla en su forma ionizada (fosfoglicerato).
● Fórmulas:
● El 3-fosfoglicerato es un metabolito que interviene en la glucolisis, la gluconeogénesis y el ciclo de Calvin (fotosíntesis).
3.- Complete el esquema adjunto y escriba un breve comentario.
● Este esquema está relacionado con el inicio de la fase oscura de la fotosíntesis (ciclo de Calvin) y se puede completar así:
● La enzima ribulosa bisfosfato carboxilasa cataliza la unión del dióxido de carbono a la ribulosa-1,5-difosfato (o bisfosfato), dando lugar a una molécula muy inestable de 6 carbonos (no representada) que inmediatamente se escinde originando 2 moléculas de 3-fosfoglicerato.
Tras la fijación del CO2 atmosférico se observa que el primer compuesto estable que se forma tiene 3 carbonos, circunstancia que sirve para caracterizar la llamada “vía del C3”.
4.- ¿Qué representa el modelo molecular adjunto? (C, negro. N, azul oscuro. O, azul claro. H, blanco). Escriba su fórmula a pH muy básico.
● Se trata del aminoácido L-serina (el grupo amino está dirigido hacia la izquierda del observador, estando el carboxilo en la parte superior).
● La serina es un aminoácido neutro polar que a pH muy básico adquiere carga negativa debido a la ionización del grupo carboxilo (COO-).
5.- Identifique la siguiente estructura y escriba las fórmulas semidesarrollada y molecular. Indique la posición de los carbonos impares y la de los llamados alfa, beta y omega.
Se trata de un ácido graso saturado que posee 8 átomos de carbono. Su nombre es ácido octanoico (8:0).
Fórmula semidesarrollada: CH3–(CH2)6–COOH
Fórmula molecular: C8H16O2
El grupo carboxilo (COOH) indica la 1ª posición. El C alfa es el inmediato (C2), y el beta es el siguiente (C3). Al último carbono se le asigna la letra omega.
Esquema:
6.- ¿Qué representa la estructura molecular adjunta? Indique las posiciones de los dobles enlaces. ¿Cuál es la nomenclatura abreviada?
● Se trata de un ácido graso que presenta 18 átomos de carbono y dos insaturaciones. Su nombre es ácido linoleico (LA). Es de la serie ω-6 y tiene carácter esencial.
● Empezando a contar por el grupo carboxilo (C1), las insaturaciones están en las posiciones 9 y 12, pero tomando como referencia el último carbono (ω), se hallan en las posiciones 6 y 9.
● Esquema:
● En la nomenclatura abreviada o simplificada lo usual es indicarla con respecto al último carbono, esto es, 18:2 ω-6 (basta con marcar la posición de una insaturación ya que las restantes van de tres en tres).
En al caso de indicar las insaturaciones desde el grupo carboxilo (C1) se suele emplear la letra delta mayúscula, esto es, 18:2 Δ9,12.
● La fórmula molecular de 18:0 (saturado) es C18H36O2.
Restando 4 H (2 por cada insaturación), resulta: C18H32O2.
7.- ¿Qué representa la estructura molecular adjunta? Indique cuáles son los carbonos alfa (α), beta (β) y omega (ω), así como las posiciones de los dobles enlaces. Escriba la nomenclatura abreviada y la fórmula molecular.
● Se trata de un ácido graso poliinsaturado de la serie omega-6, que posee 18 átomos de carbono. Su nombre es ácido gamma-linolénico (GLA). No es esencial puesto que en las células animales la delta-6-desaturasa lo origina a partir del linoleico.
● Las insaturaciones están en las posiciones 6, 9 y 12.
● Esquema:
● La nomenclatura abreviada es 18:3 ω-6 (basta con marcar la posición de una insaturación ya que las restantes van de tres en tres).
En al caso de indicar las insaturaciones desde el grupo carboxilo (C1) se suele emplear la letra delta mayúscula, esto es, 18:3 Δ6,9,12.
● La fórmula molecular de 18:0 (saturado) es C18H36O2.
Restando 6 H (2 por cada insaturación), resulta: C18H30O2.
8.- Interprete la reacción siguiente.
Se trata de una reacción propia de la glucolisis, en la que el 3-fosfoglicerato se transforma en 2-fosfoglicerato.
La enzima fosfoglicero-mutasa (E) cataliza la isomerización consistente en el paso del grupo fosfato de la posición 3 a la 2.
9.- Interprete la reacción adjunta.
Penúltima reacción de la glucolisis. La enzima enolasa cataliza la deshidratación del 2-fosfoglicerato dando como resultado fosfoenolpiruvato.
10.- Interprete el proceso siguiente.
La enzima polinucleótido fosforilasa (PNPasa), usando iones de Mg como cofactor, cataliza la polimerización de ribonucleósidos difosfato en cadenas de ARN. Si la concentración de fosfato inorgánico es alta, la enzima cataliza la reacción en sentido contrario liberando nucleósidos difosfato.
El descubrimiento de la PNPasa sirvió para sintetizar in vitro cadenas de ARN mensajero y descifrar el código genético.
11.- ¿Dónde se sintetizan la mayoría de las proteínas mitocondriales?
El ADN mitocondrial humano contiene 37 genes que codifican 2 ARNr, 22 ARNt y 13 proteínas. La mayoría de las proteínas mitocondriales están codificadas por ADN nuclear y se sintetizan en el citosol, siendo dirigidas seguidamente a dicho orgánulo gracias a que poseen secuencias señal amino-terminales a las que se unen chaperonas citosólicas.
Posteriormente, dichas proteínas pasan a través de un canal y son cedidas a una chaperona mitocondrial que facilita el adecuado plegamiento tridimensional y el corte de la señal.
12.- En relación con las mutaciones, aclare la diferencia entre transición y transversión (ilustre con un esquema).
En las mutaciones génicas por sustituciones simples de un nucleótido por otro, puede ocurrir que cambie la naturaleza química de la base nitrogenada sustituida (purínica o pirimidínica).
Adenina y guanina son bases derivadas de la purina, y citosina y timina, de la pirimidina.
● Se denominan transiciones cuando tiene lugar un cambio de purina por purina o de pirimidina por pirimidina.
● Se denominan transversiones los cambios de una purina por pirimidina o viceversa.
● En el esquema las transiciones se representan por flechas rojas, y las transversiones, por flechas azules.
13.- Identifique los siguientes cambios considerando que las letras mayúsculas son segmentos de un cromosoma y que el punto representa el centrómero:
1: ABC•DEFG --> ABC•DE
2: ABC•DEFG --> ABC•DEFGFG
3: ABC•DEFG --> ABC•DGFE
4: ABC•DEFG --> AD•CBEFG
Se trata de las siguientes mutaciones cromosómicas:
1. Deleción. Si la eliminación de material cromosómico es muy grande puede ocurrir que el organismo no sea viable.
2. Duplicación. El material perdido por un cromosoma se adiciona al homólogo.
3. Inversión paracéntrica. Se observa una reordenación del material cromosómico, como consecuencia de dos rupturas y el posterior giro y ensamblado, sin que esté incluido el centrómero.
4. Inversión pericéntrica. Cuando la zona invertida incluye también el centrómero (es la inversión más frecuente).
14.- Interprete el esquema adjunto.
Se trata del esquema de un nucleosoma, que es la unidad básica de organización de la cromatina en las células eucariotas.
Durante la interfase, que es la etapa más larga del ciclo celular, la cromatina se va compactando progresivamente, lo cual se consigue por la unión de la doble hebra de ADN con unas proteínas básicas llamadas histonas, que se asocian formando un octámero, en torno al cual se enrolla la molécula de ADN (dando casi dos vueltas) y se une la histona H1.
Cada nucleosoma está formado por una asociación de 8 histonas (2 de H2A, 2 de H2B, 2 de H3 y 2 de H4), uniéndose entre sí por el ADN que se va enrollando a su alrededor, formando un conjunto similar a un “collar de perlas”.
15.- En relación con la transcripción en eucariotas, aclare el significado de los siguientes términos: potenciadores, silenciadores y coactivadores.
● Los potenciadores son secuencias del ADN que promueven la activación de la transcripción.
● Los silenciadores son secuencias del ADN que inhiben la transcripción.
● Los coactivadores son proteínas que contribuyen a regular la velocidad de inicio de la transcripción mediante la interacción con activadores de la transcripción.
16.- ¿Qué particularidad presentan los genes de las histonas y cuál es el significado biológico?
● Los genes de las histonas presentan varias copias (genes en tándem), carecen excepcionalmente de intrones y los ARN mensajeros resultantes de su transcripción no contienen la “cola” de poli A.
● El significado biológico de tales características es la obtención rápida de nuevas histonas durante la replicación del ADN.
17.- En relación con el ciclo celular, ¿cuándo tiene lugar la condensación de los cromosomas? ¿A qué se llama fase G0?
● La interfase comprende las etapas G1 S y G2 siendo esta última la de preparación de la mitosis, teniendo lugar, entre otros procesos, la condensación progresiva de la cromatina para compactar los cromosomas antes de producirse la división celular.
● En algunas células la fase G1, previa a la fase S (síntesis del ADN) puede derivar hacia una fase de reposo denominada G0, en la que pueden permanecer días o años hasta iniciar una nueva división, o incluso permanecer en ella para siempre (como parece ser el caso de las neuronas y de los miocitos cardiacos).
18.- ¿Qué representa el esquema adjunto? ¿Cuál es la causa de la separación?
Este esquema representa la separación de las cromátidas hermanas, proceso que tiene lugar en la transición metafase-anafase, tanto en la mitosis como en la etapa II de la meiosis.
Durante la metafase las cromátidas hermanas permanecen unidas, gracias a unas proteínas denominadas cohesinas. La cohesión se establece en la fase S del ciclo celular (síntesis o replicación del ADN).
La metafase va seguida por la anafase, que comienza tras la pérdida de la cohesión y se caracteriza por la separación de las cromátidas hermanas y el desplazamiento hacia polos opuestos de la célula.
La separación de las cromátidas se lleva a cabo mediante la degradación de las cohesinas, en cuya proteólisis intervienen unas proteínas llamadas separinas (o separasas). La activación de las separinas en el momento exacto de comenzar la anafase es un proceso regulado por las securinas, que son proteínas que inhiben la acción proteolítica que ejercen las separinas sobre las cohesinas.
Así, pues, mientras las securinas estén unidas a las separinas (inhibiendo su acción), el complejo formado por las cohesinas permanece inalterado y las cromátidas permanecen unidas.
En conclusión: lo que posibilita la separación de las cromátidas hermanas es la degradación de las securinas, proceso mediado por un complejo proteico llamado APC (Anaphase Promoting Complex).
19.- Interprete lo representado en el esquema adjunto.
Wikimedia Commons
Se trata del complejo proteico ATP sintasa (ATP-asa), que consta de dos partes funcionales: un canal integral de membrana (F0) y una estructura globular que contiene los sitios catalíticos (F1). La ATP-asa puede funcionar de modo reversible, es decir, como ATP sintasa y como ATP hidrolasa (la ATP-asa está clasificada en el grupo o clase 3, o sea, el de las hidrolasas).
La subunidad “a” de F0 canaliza el paso de los protones a través de la membrana. Las dos subunidades “b” sobresalen e interaccionan con F1. Las subunidades “c” se disponen formando una especie de cilindro capaz de rotar en ambos sentidos.
En las subunidades β de F1 tiene lugar un cambio conformacional que permite la unión de ADP y Pi y la subsiguiente formación y liberación del ATP mediante catálisis rotacional. Actualmente se propone que el flujo de protones es necesario para inducir cambios conformacionales que posibilitan la liberación del ATP recién sintetizado.
En resumen: la fosforilación oxidativa consiste en la conversión de la fuerza protón-motriz en ATP, proceso que se lleva a cabo por el complejo ATP sintasa mediante un mecanismo de catálisis rotacional.
20.- Respuestas de anticuerpos primarias y secundarias.
Cuando un antígeno se inyecta por primera vez a un animal tiene lugar la respuesta primaria (R1). Si el mismo antígeno se administra de nuevo semanas más tarde aparece la respuesta secundaria (R2). Tales respuestas difieren cualitativa y cuantitativamente.
En la R1 se forma mayoritariamente IgM y, en la fase final de la misma, IgG (anticuerpo específico del mismo antígeno). En la R2 se forma predominantemente anticuerpo de clase IgG, que, además, presenta mayor afinidad por el antígeno que los anticuerpos formados en la R1.
La R2 se caracteriza por ser más rápida que R1 y por generar un nivel máximo de anticuerpo mayor (que va disminuyendo a un nivel basal más elevado que en R1), lo cual demuestra la adquisición de memoria.
Lo anterior pone de manifiesto las tres características esenciales de la respuesta inmunitaria adaptativa: especificidad, memoria e intensidad variable (mayor rapidez y eficacia en la R2 que en la R1).