Variadas 19 (Soluciones)
1.- ¿Qué representa el modelo molecular adjunto? (C, negro. N, azul oscuro. O, azul claro. H, blanco).
Se trata del aminoácido glicina (glicocola): HOOC–CH2–NH2
Es un aminoácido neutro no polar. La glicina es el aminoácido de menor masa molecular y el único que no posee carbono asimétrico. Por esta razón, la orientación de los sustituyentes es irrelevante.
2.- Escriba las fórmulas desarrollada, semidesarrollada y molecular de la glicerina.
● Fórmula desarrollada de la glicerina (propanotriol):
● Fórmula semidesarrollada: CH2OH–CHOH–CH2OH
● Fórmula molecular: C3H8O3
3.- ¿Qué son acilgliceroles (glicéridos)? Exponga un ejemplo.
Los acilgliceroles o glicéridos son ésteres de la glicerina con ácidos grasos. Dado que la glicerina presenta 3 grupos OH, podrá originar monoacilgliceroles (monoglicéridos), diacilgliceroles (diglicéridos) y triacilgliceroles (triglicéridos), según que reaccione con 1, 2 ó 3 ácidos grasos respectivamente.
Por ejemplo (monoacilglicerol):
4.- ¿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-3, que posee 18 átomos de carbono. Su nombre es ácido alfa-linolénico (ALA) y tiene carácter esencial (origina todos los poliinsaturados de la serie ω-3).
● Empezando a contar por el grupo carboxilo (C1), las insaturaciones están en las posiciones 9, 12 y 15, pero tomando como referencia el último carbono (ω), se hallan en las posiciones 3, 6 y 9. El C alfa es C2 (el inmediato al grupo COOH), y el beta, C3.
● Esquema:
● En la nomenclatura abreviada o simplificada lo usual es indicarla con respecto al último carbono, esto es, 18:3 ω-3 (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 Δ9,12,15.
● La fórmula molecular de "18:0" (C18:0), saturado, es C18H36O2.
Restando 6 H (2 por cada insaturación), resulta: C18H30O2.
5.- Indique una semejanza y una diferencia entre “18:2 ω-6” y “18:3 ω-6”.
● 18:2 ω-6. Es la nomenclatura simplificada del ácido linoleico, que posee 18 átomos de carbono y 2 insaturaciones. Empezando a contar por el último carbono (ω), hay una insaturación en la posición 6 y otra en la 9.
● 18:3 ω-6. Es la nomenclatura abreviada del ácido gamma-linolénico, que contiene 18 átomos de carbono y 3 insaturaciones (posiciones ω-6, 9 y 12).
Por consiguiente:
● Semejanza: ambos son ácidos grasos de la serie omega-6, que poseen 18 átomos de carbono.
● Diferencia: el linoleico presenta 2 insaturaciones y tiene carácter esencial, mientras que el gamma-linolénico contiene 3 y no lo es.
6.- ¿Qué representa la estructura molecular adjunta? ¿Por qué está “curvada”? Indique las posiciones de los dobles enlaces y la nomenclatura abreviada.
● Se trata de un ácido graso poliinsaturado de la serie omega-6, que posee 20 átomos de carbono. Su nombre es ácido araquidónico, en cuya síntesis interviene el ácido linoleico. A partir del araquidónico los mamíferos elaboran una serie de compuestos denominados eicosanoides, que desempeñan importantes funciones.
● La representación “curvada” está causada por las insaturaciones, pues cada doble enlace en “cis”, debido a su rigidez, provoca un “codo” en la cadena hidrocarbonada.
● Empezando a contar por el último carbono, o sea, por el grupo metilo (CH3), las insaturaciones se hallan en las posiciones 6, 9, 12 y 15:
● La nomenclatura abreviada o simplificada es 20:4ω6 (20:4 ω-6). Lo usual es marcar la posición de una insaturación, dado que las restantes van de tres en tres carbonos.
Conviene advertir que, al faltar la letra omega en el teclado convencional, suele utilizarse la n (20:4 n-6), o bien, la w (20:4 w-6).
7.- Sabiendo que la D-galactosa presenta los OH de las posiciones 3 y 4 hacia la izquierda, escriba la fórmula lineal y la de su enantiómero.
Teniendo en cuenta que la galactosa es una aldohexosa y que los enantiómeros son imágenes especulares, las fórmulas son:
8.- En un libro de Biología aparece la estructura molecular adjunta. ¿De qué trata? ¿Cuál es su nombre? Escriba la fórmula lineal.
Se trata de una aldohexosa de la serie L ciclada en forma de piranosa. Se observa una desoxigenación en la posición 6, pues aparece el grupo CH3 en lugar de CH2OH. Es una L-piranosa ya que dicho grupo aparece por debajo del plano del anillo. El OH unido a C1 (anomérico) está hacia arriba, o sea, en posición “trans” con respecto a C6, lo cual es propio del anómero alfa.
● Nombre: α-L-6-desoxigalactopiranosa, conocida como fucosa (presente en el oligosacárido de las glucoproteínas que determinan los grupos sanguíneos).
● En la fórmula lineal debe tenerse en cuenta que el OH unido a C2 hay que situarlo a la izquierda (por estar hacia arriba en el ciclo), y que los unidos a C3 y C4 van a la derecha (por estar orientados hacia abajo).
9.- Identifique la estructura molecular adjunta. ¿Cómo se origina? ¿Qué función realiza?
● Se trata del adenosín monofosfato cíclico (AMPc).
● El AMPc se origina a partir del ATP mediante la reacción catalizada por la enzima adenilato ciclasa.
La reacción es: ATP —> AMPc + PPi
● El AMPc es un nucleótido que funciona como segundo mensajero en varios procesos biológicos, por ejemplo, en las rutas de transducción de la señal en las célulascomo respuesta a un estímulo externo o interno.
En bacterias actúa como un regulador que controla la expresión de genes relacionados con la degradación de azúcares en función de la concentración de glucosa.
10.- ¿Qué estudia la Fisiología vegetal? ¿Por qué tienen tanta importancia las plantas?
● La Fisiología vegetal es la ciencia que trata sobre los procesos que tienen lugar en las plantas. Estudia cómo funcionan las plantas a diferentes niveles: molecular, celular, histológico, etc. Explica los mecanismos de crecimiento y desarrollo y sus respuestas a los agentes externos.
● Sobre la importancia de las plantas deben tenerse en cuenta las siguientes consideraciones:
– El 95% de toda la biomasa terrestre es vegetal.
– La actividad biosintética de las plantas mantiene a otras formas de vida.
– La especie humana depende de las plantas como fuente de alimentos y de materias primas para la industria.
– La mayor parte de los combustibles proceden de la actividad fotosintética (pasada y actual) de las plantas.
– La actividad fotosintética renueva el oxígeno atmosférico del que dependen muchos organismos.
11.- Complete el esquema adjunto y escriba un breve comentario.
El esquema propuesto está relacionado con la fotosíntesis, concretamente, con la modalidad o vía del C4 (o C4).
Se puede completar así:
La enzima fosfoenolpiruvato carboxilasa cataliza la fijación del CO2 al fosfoenolpiruvato (PEP), transformándolo en oxalacetato (OA) previo desprendimiento del grupo fosfato.
Lo característico de esta modalidad o vía del C4 es que el CO2 atmosférico es fijado por una molécula de 3 carbonos, determinando que el primer compuesto que se origina tras dicha fijación tenga 4 átomos de carbono.
12.- ¿Qué es la diferenciación celular? Aclare el significado de los términos: totipotente, pluripotente y unipotente.
● La diferenciación celular consiste en la especialización estructural y funcional que van adquiriendo diferentes grupos celulares durante el desarrollo del organismo.
● Totipotente significa que tiene capacidad para originar un organismo completo. Así, por ejemplo, la célula huevo o cigoto.
● Pluripotentes significa que no pueden generar un organismo completo, pero sí cualquier linaje celular del embrión. Por ejemplo, las células del blastocisto.
Cabe señalar que mediante experimentos realizados en los últimos años se ha demostrado que las células diferenciadas pueden ser reprogramadas a un estado pluripotencial.
● Las células unipotentes son las progenitoras de cada tejido.
13.- ¿Qué son mutaciones? ¿Cuál es la diferencia entre mutaciones espontáneas e inducidas?
● Las mutaciones son alteraciones permanentes de la información contenida en el material hereditario. Este cambio puede afectar a la secuencia de un gen o a la estructura y número de los cromosomas.
● Mutaciones espontáneas son las que sufren los organismos en condiciones ambientales normales. Ocurren, principalmente, por errores en la replicación del ADN.
● Mutaciones inducidas son las que tienen lugar bajo condiciones predeterminadas mediante la acción de algún agente mutagénico.
14.- Considerando que los números son segmentos del cromosoma y que el punto indica la posición del centrómero, identifique las siguientes mutaciones:
A) 123456•789 —> 3456•789
B) 123456•789 —> 126•789
C) 123456•789 —> 123456•78789
D) 123456•789 —> 123456•78998
La solución es:
A). Mutación cromosómica por deleción terminal (pérdida de los segmentos 12)
B). Deleción intercalar (pérdida de segmentos intermedios, 345)
C). Duplicación directa (orientación normal de 78).
D). Duplicación invertida (orientación opuesta de 98).
15.- Dado el esquema adjunto, nombre las partes numeradas en rojo. ¿Qué es la cadena respiratoria?
● Partes numeradas:
1 = matriz mitocondrial. 2 = membrana mitocondrial interna.
3 = espacio intermembrana. 4 = membrana mitocondrial externa.
5 = citosol. 6 = citocromo c.
● La cadena respiratoria está formada por los complejos proteicos localizados en la membrana interna de la mitocondria, a través de los cuales tiene lugar el transporte de electrones desde el NADH y FADH2 hasta el O2, formándose H2O (½ O2 + 2 e- + 2 H+ —> H2O).
En el paso de los electrones por los complejos I, III y IV se bombean protones (H+) desde la matriz al espacio intermembrana.
16.- En relación con la pregunta anterior, indique la función de los complejos I, II, III y IV.
● Complejo I. Capta un par de electrones procedentes del NADH, que seguidamente llegan hasta la coenzima Q mediante el FMN y centros Fe-S (ferrosulfurados).
● Complejo II. Incluye la enzima que cataliza la oxidación del succinato en el ciclo de Krebs. Desde este complejo llegan también hasta la coenzima Q los electrones procedentes del FADH2.
● Complejo III. Cataliza el paso de los electrones procedentes de la coenzima Q hasta el citocromo c.
● Complejo IV. Capta los electrones procedentes del citocromo c y los hace llegar hasta el oxígeno molecular (O2), formándose agua.
En el paso de los electrones por los complejos I, III y IV se bombean protones (H+) desde la matriz al espacio intermembrana.
17.- Identifique las partes marcadas en el esquema adjunto. ¿Cuál es el significado de los colores rojo y verde englobados en F? ¿Qué es la fosforilación oxidativa?
● Partes numeradas:
1 = citosol. 2 = membrana mitocondrial externa.
3 = espacio intermembrana. 4 = membrana mitocondrial interna.
5 = matriz mitocondrial.
● Partes marcadas con letras:
A = Complejo I. B = Complejo II. C = Complejo III. D = Complejo IV.
E = Complejo V (ATP sintasa).
F = Complejos proteicos cuyo conjunto constituye el llamado sistema OXPHOS (fosforilación oxidativa).
● En dichos complejos se muestran en color rojo las subunidades que están codificadas por genes mitocondriales, y en color verde, las codificadas por genes nucleares (el complejo II es el único cuyos componentes son todos de codificación nuclear).
● La fosforilación oxidativa es un proceso de síntesis de ATP que se produce como consecuencia del retorno de protones a la matriz a favor del gradiente electroquímico y a través del complejo ATP sintasa.
18.- ¿En qué consiste la Lyonización (o hipótesis de Lyon)?
Se conoce con el nombre de Lyonización a la inactivación temprana y aleatoria de un cromosoma X en mujeres. Este fenómeno fue descrito por Mary Lyon en la década de 1960.
Mediante este mecanismo, las células somáticas femeninas tienen uno de sus cromosomas X en estado inactivado, es decir, altamente compactado en forma de heterocromatina, lo cual impide la transcripción, circunstancia que se mantiene durante la división celular.
Aunque los mecanismos moleculares no están del todo esclarecidos, se conocen las regiones cromosómicas implicadas y los genes más importantes que regulan el proceso de inactivación.
19.- ¿Por qué las mujeres normales, teniendo un cromosoma X inactivado, no desarrollan el síndrome de Turner?
El síndrome de Turner se caracteriza por la presencia de un único cromosoma X (en lugar del par XX). Son fenotípicamente mujeres, pero estériles.
La explicación a la cuestión planteada en el enunciado reside en que la inactivación del cromosoma X no es completa, esto es, no afecta a todos los genes del cromosoma. Se estima que el 65 % de los genes presentes en el cromosoma X se inactivan completamente, que el 20 % de los genes se inactivan parcialmente (es decir, no están inactivados en todas las células) y que el 15 % restante no sufre el proceso de inactivación.
Ello quiere decir que, para un número considerable de genes, existen dos copias funcionales en mujeres XX pero sólo existe una copia en varones XY. Para evitar las diferencias de dosis génica en estos casos, algunos de estos genes que escapan a la inactivación tienen un gen homólogo funcional en el cromosoma Y, lo que hace que ambos sexos tengan la misma dosis génica funcional.
Se ha propuesto que el fenotipo de mujeres X0 con síndrome de Turner se debe precisamente a la disminución de dosis de todos o algunos de los genes que quedan al margen de la inactivación, ya que estas pacientes sólo tienen una dosis funcional de estos genes (cuando deberían tener dos).
20.- Características y función de las inmunoglobulinas de clase M (IgM).
● La estructura de la IgM es pentamérica, es decir, está formada por 5 monómeros unidos por la llamada cadena J. Cada uno de los monómeros está integrado por cuatro cadenas polipeptídicas (dos pesadas y dos ligeras), que definen 2 zonas reactivas. Por consiguiente, cada IgM presenta hasta 10 posibles puntos de unión al antígeno, razón por la cual se dice que es “decavalente”.
● Las IgM están presentes en el suero y son las primeras que se segregan tras la exposición inicial al antígeno (respuesta primaria). También forma receptores de los linfocitos B vírgenes.
La IgM es un activador muy potente del complemento y una opsonina. Los microbios opsonizados son ingeridos por las células fagocitarias y lisados por el sistema del complemento.