Ejercicios propuestos en el CD para BCM

Ejercicios propuestos en el CD para BCM
Tema 1
1.1- Lea detenidamente la siguiente definición y responda las preguntas basándose
en su contenido:
"La vida es el modo de existencia de los cuerpos albuminoideos, cuya nota esencial
consiste en su intercambio permanente de sustancias con la naturaleza exterior que
los rodea y, al cesar este intercambio, deja también de existir, entrando la
Albúmina en estado de desintegración"( )
a) ¿Cuál es el componente químico fundamental de los seres vivos?
b) ¿Cuál de las características de los seres vivos se define como la fundamental?
c) ¿A cuáles de las funciones del protoplasma se hace referencia?
d) ¿Por qué el autor no tuvo en cuenta el importante papel que desempeñan en los
seres vivos los ácidos nucleicos?
e) ¿Cuál de los principios de la Bioquímica puede deducirse de esta definición?
1.2.- Explique al menos cinco de las características más sobresalientes del
movimiento biológico de la materia.
1.3.- Se puede afirmar que los cuatro eventos más importantes en el origen de las
células primitivas (protocélula) son los siguientes:
a) La formación de las macromoléculas.
b) Alguna de las macromoléculas adquirió la capacidad catalítica.
c) Se estableció la relación entre los genes y las proteínas.
d) Se formaron las membranas.
Fundamente la importancia de cada uno de estos eventos en ese proceso.
1.4.- Se ha planteado que el mecanismo molecular básico de la evolución es el de
la mutación combinada con la duplicación de genes. Esto es, un gen original se
duplica y después cada una de las copias independientemente es blanco de las
mutaciones. Haga un esquema que demuestre que a partir de estos mecanismos de
los genes pueden originarse formas diversas de los organismos
1.5.- Los directivos de las empresas agropecuarias durante mucho tiempo han
actuado, sin saberlo, de forma similar a como se desarrolló la evolución biológica. A
partir de un número de ejemplares de una especie procuraban la formación de
variedades y después seleccionaban las mejores.
a) ¿Cuál es el mecanismo productor de las variedades en la evolución natural?
b) ¿Cómo se determina cuál es la mejor variedad obtenida?
c) ¿Qué sucede con las otras variedades.
1.6.- Un científico para estudiar una población celular marca radiactivamente a un
grupo de proteínas esenciales para la vida celular. Al cabo de cierto tiempo la
radioactividad ha desaparecido y sin embargo las células viven sin afectaciones.
¿Pudiera usted explicar esta situación? ¿Sucedería lo mismo con cualquier otro
componente celular que se hubiera seleccionado?
1.7.- Se estudia un conjunto de individuos en una población determinada. Todos
son de la misma especie y se caracterizan porque en cada generación cada
individuo da origen a 4 descendientes con una tasa de sobrevivencia del 40% (de
cada 100 individuos que nacen solamente 40 llegan a la edad reproductora). Se le
nombró original (tipo O). Aparece en la población un mutante (tipo M), que origina
igualmente 4 descendientes por individuo pero con una tasa de sobrevivencia del
80% (de cada 100 que nacen llegan 80 a la edad reproductora). Si en el momento
en que se comienza el estudio, en la población existe el mismo número de
individuos tipo O y tipo M (es decir su proporción es del 50%). ¿Cuál será la
proporción de cada tipo en la población al cabo de cinco generaciones?.
1.8.- Haga un esquema que represente a un virus, un procarionte y un eucarionte
respectivamente. Analice la variación de la complejidad estructural de los mismos.
1.9.- Los eritroblastos (precursores de los eritrocitos) presentan en su citoplasma
un elevado número de ribosomas libres, en tanto las células de las glándulas
salivales tienen muy desarrollado el retículo endoplásmico rugoso. ¿Cuál
característica funcional de estas células puede Ud. deducir de estos hechos?
1.10.- Realice un esquema que ponga de manifiesto los rasgos esenciales de la
comunicación intercelular.
TEMA II
2.1- Analice las fórmulas que se le presentan a continuación.
a) Señale y nombre las agrupaciones funcionales presentes en cada caso.
b) Identifique el tipo de precursor.
c) ¿Cuáles son las interacciones débiles que pueden formarse entre los
componentes del mismo grupo?
d) Represente uniones covalentes entre componentes del mismo grupo.
e) Represente uniones covalentes entre componentes de los distintos grupos.
Grupo I.
FIGURA 1
Grupo I.
FIGURA 1
Grupo II.
FIGURA 2
Grupo III
FIGURA 3
2.2- Se sabe que la fórmula de un monosacárido es C6H12O6. ¿Bastaría con esa
información para poder identificar de qué monosacárido se trata? ¿Puede deducirse
si se trata de una aldosa o una cetosa? Explique sus respuestas.
2.3- Analice la estructura de los siguientes monosacáridos y diga:
a) Las características que tienen en común.
b) Las características que hacen diferentes a cada uno de ellos con respecto al
resto.
c) ¿Cuáles de ellos son isómeros de función?
d) ¿Cuáles de ellos son enantiomorfos?
Figura 1
Figura 2
2.4.- ¿Cuántos disacáridos diferentes pueden formarse por la unión de una glucosa y una
galactosa? Escriba al menos tres estructuras.
2.5- Identifique los enlaces que aparecen señalados en la estructura del siguiente
nucleótido.
Figura 1
2.6- Analice la estructura de los siguientes nucleótidos y diga:
a) ¿Cuáles son sus características comunes?
b) ¿Cuáles son sus características diferenciales?
c) ¿Qué tipo de interacciones débiles puede establecerse entre los nucleótidos del
Grupo I con los del Grupo II?
d) Escriba el nombre de cada uno de ellos.
Grupo I
Figura 1
2.7- ¿Cuántos dinucleótidos diferentes se pueden formar por la unión de dos
nucleótidos determinados?
2.8- Las nucleotidasas son enzimas que catalizan la ruptura del enlace N-glicosídico
de los nucleótidos, en tanto las fosfatasas rompen los enlaces éster fosfórico. Diga
el nombre de los productos formados en cada una de las siguientes situaciones.
a) Si el AMP es tratado con una nucleotidasa.
b) Si el UTP es tratado con una fosfatasa.
c) Si el GTP es tratado con una fosfatasa.
d) Si el CMP es tratado con una nucleotidasa.
e) Si el ATP es tratado con una fosfatasa.
f) Si el CTP es tratado con una fosfatasa.
g) Si el TMP es tratado simultáneamente con las dos enzimas.
h) Si una mezcla de GMP y ATP es tratada simultáneamente con las dos enzimas.
2.9- Represente las posibles interacciones que puedan establecerse entre las
cadenas laterales de los siguientes aminoácidos con ellos mismos.
a) serina.
b) isoleucina.
c) cisteína.
d) triptofano.
e) valina.
2.10- Se quiere formar un tripéptido a partir del dipéptido seril-glicina. ¿Cuántos
tripéptidos diferentes se pudieran formar?
2.11- Represente esquemáticamente las interacciones que puedan establecerse
entre las cadenas laterales de los siguientes grupos de aminoácidos.
a) histidina / ácido aspártico.
b) serina / tirosina.
c) valina / leucina.
d) arginina / treonina.
e) leucina / alanina.
2.12- Analice la estructura de los siguientes aminoácidos y diga:
a) Las características comunes.
b) Las características diferenciales de cada uno con respecto al resto.
c) ¿Cómo se clasifican de acuerdo con la polaridad de su cadena R?
Figura 1
Figura 2
2.13- Ordene los siguientes aminoácidos por orden decreciente de solubilidad.
alanina, serina, leucina, glutámico y valina.
2.14- ¿Cuál sería el pH más adecuado para obtener cada una de las siguientes
sales:
aspartato de histidina,
glutamato de lisina,
histidinato de arginina?
2.15- Represente esquemáticamente los enlaces que hacen posibles la
polimerización entre:
a) Los monosacáridos.
b) Los nucleótidos.
c) Los aminoácidos.
¿Cuáles son las características semejantes y cuáles las diferentes de estos enlaces?
TEMA III
3.1- La hidrólisis de una glicoproteína produce aminoácidos y monosacáridos.
¿Contradice este resultado el carácter uniforme de las macromoléculas? Explique su
respuesta.
3.2- ¿Pudiera afirmarse que las propiedades de las macromoléculas dependen
únicamente de los precursores que las componen?
3.3- Si se preparan dos soluciones, una de amilosa y otra de glucógeno con el
mismo número de moléculas por unidad de volumen y se tratan con una
exoglucosilasa, se observa una mayor velocidad de reacción con el glucógeno que
con la amilosa. ¿Cómo puede explicarse ese resultado?
3.4- Justifique el alto grado de hidratación de los polisacáridos almidón y
glucógeno.
3.5- ¿Cómo valora Ud. el carácter informacional en las glicosaminoglicanas?
NOTA: La nomenclatura general de los polisacáridos termina en ANA, por ejemplo,
pentosanas, glucanas, etc.
3.6- ¿Por qué se asegura que el modelo de Watson y Crick permitió explicar el
fundamento de las reglas de Chargaff?
3.7- Compruebe si en los ADN que se relacionan en la tabla 11.1(del Libro
de texto) hay alguno donde no se cumplan las reglas de Chargaff.
3.8- Tomando como base las figuras 11.4 y 11.5 (del Libro de texto), argumente
por qué la configuración de las desoxirribosa más frecuente en los ADN es la C2´endo.
3.9- ¿Cuál es la característica más trascendental del modelo de Watson y
Crick? ¿Por qué?
3.10- Se sabe que la proteína A se une al ADN por la secuencia 5´-TTCGGA-3´,
mientras la proteína B lo hace por 5´-TCCGAA-3´ ¿Cómo pueden las proteínas A y
B diferenciar una secuencia de otra?
3.11- En la cromatina el ADN está asociado fuertemente a proteínas básicas
llamadas histonas que tienen un alto contenido en arginina y lisina. Basándose en
la estructura del ADN y de las histonas, ¿cuáles serán las interacciones
responsables de esta fuerte asociación?
3.12- Una proteína se une a su ligando por medio de los grupos de las cadenas
laterales de Ser-64, His-109 y Asp-143. Para lograr un 50% de saturación se
requiere una concentración del ligando [L]= 0.01 M. Si se hace el cambio Ser64Tre
esa saturación se logra con [L]= 0.06 M, para el cambio Asp143Glu con [L]= 0.08
M y para His109Arg debe emplearse [L]= 0.8 M. Sin embargo, si se realiza el
cambio His87Ala se produce una abolición total de la unión del ligando. ¿Cómo
pueden explicarse estos resultados?
3.13- Se purifica una proteína de hígado de rata y al correrla en una
electroforesis a pH=7 y [NaCl]= 0.01 M se obtiene una sola banda que se
corresponde con una masa molecular de 180 kD. Sin embargo, si la corrida
se hace a pH=8.6 y [NaCl]= 0.1 M se obtienen dos bandas que
corresponden a masas moleculares de 36 kD y 57 kD respectivamente.
¿Qué información puede derivarse de estos resultados acerca de la
estructura de esta proteína?
3.14- Al analizar dos muestras de proteínas: una aislada de hígado de pollo
y otra aislada de hígado de pavo, se comprueba que ambas tienen la
misma composición de aminoácidos. ¿Podemos concluir que ambas
proteínas son idénticas? Explique.
3.15- La hemoglobina es una proteína formada por cuatro subunidades:
dos alfa y dos beta. Ambos tipos presentan gran semejanza en su
estructura terciaria con la mioglobina, proteína muscular formada por una
sola cadena. Una diferencia destacable está en que la posición de algunos
aminoácidos hidrofóbicos en las subunidades de la hemoglobina se
corresponden con aminoácidos hidrofílicos en la mioglobina.
a) ¿Cómo puede interpretarse esta información con la generalización
conocida en cuanto a la distribución hacia el interior y hacia el exterior de
los aminoácidos hidrofóbicos e hidrofílicos, respectivamente, en las
moléculas de proteínas?
b) ¿Puede obtenerse de la información dada elementos que permitan
explicar la formación espontánea de estructuras cuaternarias en algunas
proteínas?
3.16- Los anticuerpos poseen sitios de reconocimiento a los cuales se une la
molécula del antígeno. Ya que tanto el anticuerpo como el antígeno suelen ser
proteínas, ¿cuáles serán las características de los aminoácidos que intervienen en la
fuerte unión que se establece en el complejo antígeno-anticuerpo?
3.17- El trasplante de órganos se complica generalmente por el rechazo al nuevo
tejido que se introduce en el organismo. Las posibilidades de éxito son mayores
cuando el donante tiene relación de parentesco muy cercana con el paciente (por
ejemplo hermanos gemelos). Los rechazos son mayores si el órgano proviene de un
animal. Sugiera la base molecular que pudiera justificar esta observación.
TEMA IV
4.1- Haga un cuadro donde se relacionen las analogías y diferencias entre los
catalizadores bióticos y abióticos.
4.2- En el siguiente gráfico se representan los cambios energéticos durante el curso
de una reacción. Estudie detalladamente y señale:
a) El nivel energético de los reactantes.
b) El nivel energético de los productos.
c) La energía de activación.
¿Cómo sería la gráfica si se añade un catalizador?
4.3- Una reacción química se produce en condiciones tales que en cada segundo se
producen 15 nM del producto. Se le añade un catalizador y entonces se obtienen 15
mM del producto en el mismo tiempo.
a) Calcule la eficiencia catalítica.
b) Deduzca si el catalizador añadido fue biótico o abiótico.
4.4- En el mecanismo de acoplamiento energético evolutivamente se introdujo un
intermediario entre la reacción exergónica y la endergónica.
a) Represente dos reacciones acopladas energéticamente por medio de un
intermediario.
b) ¿Cree usted que la introducción del intermediario representa alguna ventaja?
4.5- Teniendo en cuenta las características estructurales y funcionales del centro
activo, explique el fundamento molecular de la especificidad de sustrato y de
acción.
4.6- Explique en que consiste el PRINCIPIO DE LA MAXIMA EFICIENCIA. ¿Por qué
está vinculado a la existencia de las enzimas?
4.7- A continuación se presenta una gráfica que recoge el comportamiento de una
enzima frente a dos sustratos diferentes. Estudie las gráficas y señale:
a) La Vm de cada reacción.
b) La Km frente a cada sustrato.
c) ¿Por cuál de los dos sustratos tiene la enzima mayor afinidad?
d) ¿Con cuál exhibe mayor capacidad catalítica?
4.8- Haga un esquema del mecanismo de modificación covalente donde se
evidencie el fenómeno de amplificación. Calcule el grado de amplificación.
4.9- ¿Cree usted que la unión de los grupos acilo (sobre todo los de cadena larga) a
la Coenzima A representa alguna ventaja en su metabolismo?
4.10- Demuestre, utilizando como ejemplo el ATP, el PRINCIPIO DE
MULTIPLICIDAD DE UTILIZACION.
4.11- A un estudiante se le encarga hacer un estudio cinético de una enzima. El
profesor le advierte que se trata de una enzima alostérica que tiene un
requerimiento absoluto de ADP. Cuando el alumno termina le muestra su gráfica al
profesor, pero este desaprueba los resultados y le dijo que había cometido un error
en su trabajo. Observe la gráfica que hizo el alumno y responda:
a) ¿Por qué el profesor no aprobó el trabajo?
b) ¿Cuál fue el error que cometió el estudiante?
4.12- Durante el estudio de una enzima se lograron obtener dos mutantes, que se
denominaron S75P y H98K. Se hizo el estudio cinético con la enzima tipo silvestre
(wt) y con los dos mutantes y se obtuvieron los resultados que se muestran a
continuación.
TEMA V
5.1- Plantee la estructura general de los fosfátidos de glicerina.
a) Identifique en la misma cuáles serían los componentes orientados hacia el
interior de la membrana y cuáles hacia el exterior.
b) Justifique su carácter anfipático.
5.2- Represente la estructura general de los esfingolípidos.
Justifique igualmente su carácter anfipático y su disposición en las membranas.
5.3- ¿Por qué los lípidos que forman parte de las membranas tienen que ser
anfipáticos?
5.4- De una membrana biológica se obtienen dos proteínas (A y B):
La proteína A contiene un 65% de aspártico, arginina, cisteína, glutámico e
histidina, se extrae fácilmente con una solución de Cloruro de Sodio y contiene una
ínfima cantidad de glúcidos.
La proteína B contiene un 50% de alanina, glicina, leucina y valina, se extrae con
tratamiento enérgico con detergentes y presenta una ínfima cantidad de glúcidos.
Realice un esquema donde represente la disposición de cada proteína en la
membrana y argumente su representación.
5.5- ¿Cuál será el mecanismo más probable por medio del cual las siguientes
sustancias atraviesan la membrana plasmática?
5.6- En los pulmones ocurre un intercambio de gases. Allí el gradiente favorece que
los hematíes se saturen de oxígeno. Si usted sabe que la molécula de oxígeno es
simétrica en la distribución electrónica (O::O), explique el mecanismo de paso del
oxígeno a través de la membrana del eritrocito.
5.7- Si se tiene un dispositivo como el representado en la figura, que contiene un
soluto P, para el cual la membrana es permeable y está a una concentración de
0,02 M, ¿cuáles serán los fenómenos que ocurrirán?
5.8- En la sangre existen glóbulos rojos (hematíes) y es necesario obtenerlos
aislados del resto de la sangre para su uso en transfusiones especiales. ¿Qué le
sucederá a los hematíes si en su proceso de obtención fueran lavados durante 12
horas con una solución hipertónica (con relación al líquido intracelular)? ¿Sucedería
lo mismo si el lavado hubiera sido realizado con agua destilada?
5.9- Un nuevo medicamento (S) fue analizado para estudiar su paso a través de
una membrana. Se estudió la velocidad del flujo de la sustancia a través de la
membrana y se obtuvieron los siguientes datos:
Velocidad
Concentración
0.5
1
1
2
1.5
3
2
4
3
6
¿Cuál es el mecanismo más probable por el cual la sustancia S atraviesa la
membrana?
5.10- El paso de glucosa a través de la membrana del eritrocito se realiza a favor
del gradiente de concentración y es inhibido competitivamente por la D-2desoxiglucosa. ¿Cuál es el mecanismo más probable para el paso de la glucosa?
5.11- Explique las similitudes y diferencias entre los transportadores de membrana
y las enzimas.
5.12- Idee un experimento que le permita distinguir entre un mecanismo de
transporte activo y uno pasivo.
5.13- Enumere los elementos constantes y variables en la estructura de las
membranas celulares. Distinga de cuál de ellos depende la variabilidad funcional de
las membranas.
5.14- Una membrana es positiva por fuera y negativa por dentro cuando se
establece el potencial de membrana en reposo. El catión X+ está mucho más
concentrado en el exterior que en el interior.
Describa el movimiento del catión al aumentar la permeabilidad de la membrana
para el mismo. Exprese los cambios que van operándose en el potencial de
membrana. Determine en qué momento se detendrá el flujo del ión.
5.15- Realice una gráfica siguiendo las instrucciones que se le dan a continuación.
a) Represente en las ordenadas el valor del potencial de membrana (mV).
b) Represente en las abscisas el tiempo en microsegundos (ms).
c) Al comenzar la experiencia el potencial de membrana en reposo es de 70 mV.
d) En los tres (3) microsegundos iniciales el potencial de membrana no varía.
e) Se aumenta bruscamente la permeabilidad al sodio y esto se mantiene durante
cuatro (4) unidades de tiempo.
f) Disminuye bruscamente la permeabilidad para el sodio y aumenta para el
potasio.
g) La permeabilidad para el potasio disminuye hasta alcanzar su valor normal
5.16- Describa el proceso de captura e incorporación de una proteína de gran
tamaño por una célula. Suponga que la proteína tiene un componente que no es
digerible por la célula.
5.17- Describa las etapas de secreción de una proteína por una célula. Destaque el
papel de los diferentes sistemas de endomembranas.
5.18- Se tienen dos cultivos de células humanas. El cultivo A es tratado con
citocalasina B y el cultivo B se trata con colchicina. Explique los cambios que se
producen en los cultivos.
5.19- Realice una comparación entre los gránulos de glucógeno y los glóbulos de
grasa, tanto desde el punto de vista estructural como funcional.
5.20- Explique cómo se manifiesta en el nucléolo la relación entre la estructura y la
función.
5.21- Explique el fundamento molecular por el cual las alteraciones del número o
de la estructura de los cromosomas pueden producir enfermedades.
TEMA VI
6.1- Explique cómo repercute sobre la actividad biosintética celular el hecho de la
desaparición del nucléolo durante los momentos iniciales de la mitosis.
6.2- Cuando se produce la mitosis una célula da origen a otras dos. ¿Es necesario
que los elementos celulares se repartan equitativamente entre las dos células?
Explique su respuesta.
6.3- La velocidad de movimiento de una horquilla de replicación en la E. Coli es
aproximadamente 10 000 pares de base por minuto. En eucariontes la velocidad
varía entre 500 y 5 000 pares de base por minuto. Cada célula de tejido animal
contiene aproximadamente 50 veces el ADN de la bacteria, por lo que el tiempo de
replicación sería aproximadamente 1000 veces mayor, esto es, en 30 días. Sin
embargo, la replicación en eucariontes dura apenas unas horas. ¿Cómo puede
explicarse esta situación?
6.4- La velocidad de replicación en células carentes de helicasas es mucho más
lenta que en las células normales. ¿A qué cree usted que se deba esta situación?
6.5- Existen células mutantes que no contienen ADN-polimerasa I. ¿Cuál de los
procesos relacionados con el ADN se verá más afectado y por qué?
6.6.- ¿Pudieran existir inhibidores de la transcripción que no afectaran la
replicación? Describa cómo deben actuar para lograrlo.
6.7- ¿Podría usted dar una interpretación al hecho de que no existan mecanismos
de reparación o rectificación en la síntesis del ARN?
6.8- Dos investigadores reportan haber obtenido un mutante de una proteína cuyo
aminoácido 34 es normalmente fenilalanina. Uno dice que el mutante en esa
posición contiene leucina, en tanto el otro asegura que el suyo contiene histidina.
¿Cuál de los dos es más probable que esté en lo cierto?
6.9- La hemoglobina S contiene valina en vez de glutámico en la posición 6 de la
cadena b. Proponga un posible evento mutacional que la pueda haber originado.
¿Cuántas cadenas b diferentes en esa misma posición pueden obtenerse por una
mutación simple?
6.10- El segmento de ADN que se presenta a continuación pertenece a la hebra
codificante de una unidad de transcripción y está en fase con la traducción.
5’--TTTATTCTCCTAGCGGTACTGGGATTGATA--3’
Para contestar las siguientes preguntas puede auxiliarse del código genético.
a) ¿El péptido sintetizado será soluble en agua?
b) ¿Se afectará el péptido si la T de la posición 3 se cambia por C?
c) ¿Cómo se afectará el péptido si se inserta una G entre las posiciones
11 y 12 ?
d) ¿Cómo se afectará por una deleción de la base 9?
e) ¿Qué pasaría si la T de la posición 26 cambia por A?
f) ¿Pudiera una mutación simple provocar la aparición de histidina en el péptido?
6.11- En una experiencia se hace crecer E. Coli en un medio con 15N en ausencia
de lactosa. Después de un tiempo se transfieren a un medio que contiene 14N y
lactosa. Se analiza la enzima b-galactosidasa y se ve que sus aminoácidos
contienen 14N y no 15N.
a) ¿Por qué se dice que esta experiencia apoya la idea de la inducción enzimática?
b) ¿Qué esperaría usted encontrar si la bacteria se hiciera crecer primero en 14N y
después en 15N? Si lo que se hubiera analizado hubiera sido el ARNm
correspondiente, ¿cuáles serían los resultados obtenidos?
6.12- ¿Qué ventaja representa la utilización de proteínas producidas por Ingeniería
Genética a partir de genes humanos sobre el empleo de esas mismas proteínas
obtenidas de una fuente animal?
6.13- ¿Por qué en las enfermedades moleculares se afecta fundamentalmente la
estructura y funcionamiento de una proteína?
6.14- Para estudiar el funcionamiento del operón lac se crearon bacterias por
manipulaciones genéticas que eran diploides para el segmento de ADN de ese
operón, como se muestran en la figura. Los signos más (+) significan que ese
sector es funcional, mientras que el signo menos (-) indica que no lo es. Analice la
figura y determine cuál de los dos tipos de bacterias, A o B, tendría un operón lac
funcional. ¿Qué conclusiones pueden derivarse a partir de este experimento acerca
del funcionamiento general de los operones?
A
R+
OP
GAL
PER
Ac
R
OP+
GAL
PER
Ac
R-
OP+
GAL
PER+ Ac+
R+
OP-
GAL
PER+ Ac
B
TEMA VII
1- ¿Cómo definiría Ud. un proceso lineal y uno cíclico?
7.2- Relacione las principales analogías y diferencias entre el anabolismo y el
catabolismo. Señale los vínculos más importantes entre ambos.
7.3- Haga un esquema de una mitocondria. Señale en el esquema la localización de
los procesos que ocurren en este organito. Indique cuales de estos procesos
componen la Respiración celular.
7.4- A continuación se numeran una serie de modificaciones de las condiciones
intramitocondriales. En cada caso diga cómo se verá afectada la velocidad de
funcionamiento del ciclo de Krebs y fundamente su respuesta.
a) Aumenta la concentración de ATP.
b) Disminuye la concentración de Acetil-CoA.
c) Adición de un inhibidor de la piruvato carboxilasa.
d) Aumento de la concentración de NADH.
e) Disminución de la concentración de ADP.
f) Disminución de la concentración de ácido oxalacético.
g) Disminución de la concentración de FAD.
h) Disminución de la concentración de fosfato.
i) Aumento de la concentración de ácido a-cetoglutárico.
j) Aumento de la concentración de ácido cítrico.
7.5- Si se tiene en cuenta que en el ciclo de Krebs los intermediarios se regeneran
constantemente, ¿cuál puede ser la importancia metabólica de la anaplerosis?
Justifique su respuesta con un ejemplo.
7.6- ¿Por qué puede afirmarse que uno de los mecanismos reguladores del ciclo de
Krebs es la disponibilidad de cofactores?
7.7- En un experimento se aislaron las enzimas del ciclo de Krebs y se
suspendieron en un buffer de pH adecuado con todos sus sustratos a las
concentraciones aproximadas que existen en las mitocondrias. En un momento
determinado se añadió acetil-CoA. Midiendo la velocidad del ciclo por un medio
adecuado se observó una respuesta en tres fases, como puede verse en el siguiente
gráfico. En el primer momento la velocidad aumentó rápidamente, después se
mantuvo estable durante un tiempo y por último comenzó a descender. ¿Cómo
pueden explicarse estos resultados?
7.8- Al añadir una sustancia a una preparación de mitocondrias que respira
normalmente se observa que se detiene el consumo de oxígeno y la formación de
agua. Considerando este efecto diga qué tipo de sustancia fue añadida.
7.9- En el mismo experimento del ejercicio anterior se observó que las formas
predominantes de cada transportador, después de añadida la sustancia, eran las
siguientes:
NADH
FMNH2
CoQ
Cit b Fe3+
Cit c1 Fe3+
Cit c Fe3+
Cit a / a3 Fe3+
¿Cuál es el punto de acción de la sustancia añadida? ¿A cuál forma del componente
se une? Fundamente su respuesta.
7.10- A una preparación de mitocondrias que respira normalmente se le añade un
detergente, cuyas características moleculares son tales que interrumpe la
continuidad de la doble capa lipídica de la membrana apareciendo “agujeros” en
ella. ¿Cuáles serán las consecuencias de esta adición sobre los procesos de la
Respiración Celular? De acuerdo con sus efectos metabólicos, ¿cómo se comporta la
sustancia añadida? Fundamente su respuesta.
7.11- Reconsidere las modificaciones de las condiciones celulares que se dan en la
pregunta 6.7, expresando los efectos que estos cambios producirán en la
respiración celular. Al fundamentar sus respuestas tenga en cuenta todos los
procesos que integran la respiración celular.
7.12- Calcule la cantidad de moles de ATP que rendirá la oxidación de un sustrato si
en el proceso se producen:
4 moles de NADH + H+
6 moles de FADH2
2 fosforilaciones al nivel de sustrato.
7.13- Para estudiar la respiración celular se prepara una suspensión de
mitocondrias intactas en un buffer de pH 6,9, concentración salina adecuada y se
incuba a 35 °C. Se añade ácido pirúvico hasta alcanzar una concentración 5 mM. La
preparación se conecta a un dispositivo que permite medir el consumo de oxígeno.
Dibuje la gráfica que expresa la variación del consumo de oxígeno en función del
tiempo (que será el patrón de referencia). ¿Cuáles serán las variaciones de la
gráfica si:
a) se añade ADP a una concentración de 5 mM?
b) la experiencia se realiza en presencia del 2,4-dinitrofenol?
c) se añade KCN 0.01 M?
d) se disminuye el pH hasta 4,9?
7.14- Algunos microorganismos segregan un péptido llamado gramicidina, que
penetra en las membranas y forma canales por donde pasan los cationes
monovalentes como el Na+ y el K+. ¿Cómo se afectarán los resultados del
experimento anterior en presencia de gramicidina?
TEMA VIII
8.1- Explique en qué consiste la transformación cancerosa y sus consecuencias.
8.2- Explique cómo se demostró que el ADN de células cancerosas era capaz de
inducir la transformación cancerosa en células normales. Utilice esquemas propios
para su explicación. Interprete este experimento considerando el carácter
informacional de la molécula de ADN.
8.3- Analice el experimento No. 2 de la página 1406: Transformación de células
normales por un segmento específico de ADN extraído de células cancerosas y
determine los siguientes aspectos:
a) El objetivo del experimento.
b) ¿De qué modo intervienen los métodos de la Ingeniería Genética en la
realización del experimento ?
c) Los resultados del experimento.
d) Las conclusiones que pueden derivarse de este experimento.
8.4- Describa el mecanismo molecular propuesto para explicar la transformación
cancerosa.
8.5- Un grupo de científicos descubrió con sorpresa que en el ADN de un
determinado cultivo de células cancerosas no se encontraba ningún oncogen,
aunque sí estaban presentes los proto-oncogenes, que por supuesto tenían una
secuencia de bases normales. En este sentido, las células cancerosas no diferían de
las células normales.
Para comprobar una hipótesis, se extrajo el ADN de las células normales y de las
células cancerosas y después de fragmentarlo con enzimas de restricción se hibridó
con un segmento de ADN radioactivo capaz de unirse por complementariedad de
bases con el proto-oncogen. El ADN fragmentado e hibridado se separó por
electroforesis y se determinó en cada tipo celular cuántos fragmentos híbridos
existían, mediante un proceder que revela las bandas que tienen radioactividad
(autorradiográficas).
Se encontró que el ADN de las células normales sólo se hibridó con un fragmento
de ADN radioactivo, mientras que en las células cancerosas se obtenían varios
fragmentos híbridos.
a) ¿Qué podemos sacar en conclusión en cuanto a la composición del genoma de
las células cancerosas y las normales en este caso?
b) ¿Qué conocimiento aportaría este experimento en relación con los mecanismos
de la transformación cancerosa?
8.6- En un experimento se transfiere el ADN de una célula normal hacia una célula
cancerosa y se observa que se produce una reversión hacia el fenotipo normal.
¿Cómo puede explicarse ese resultado? ¿A cuál descubrimiento importante de la
oncología molecular condujo un experimento similar?
8.7- Analice el experimento No.3 de la página 1420: Reconstitución de un organelo
subcelular: el ribosoma y mencione las reglas de la morfogénesis que se verifican
en este caso. Fundamente su respuesta.
8.8- Haga una comparación entre las reglas de la morfogénesis que se verifican en
el experimento No.4 de la página 1421 y las de los experimentos anteriores.
8.9- Se ha podido comprobar que la formación de las membranas biológicas ocurre
mediante un proceso morfogenético. Considerando sus conocimientos acerca de la
composición y estructura de las membranas biológicas ¿cuáles de las reglas de la
morfogénesis se manifiestan en la formación de estas estructuras?
8.10- Asimile el concepto de morfogénesis y diga cuál es su significación en la
Biología contemporánea.
8.11- Haga un esquema de la molécula de inmunoglobulina señalando sus diversas
partes.
8.12- Explique el papel de las regiones constante y variables en la estructura y
función de las inmunoglobulinas.
8.13- Describa el experimento mediante el cual se llegó a la conclusión de que cada
célula productora de anticuerpos se especializa en la formación de un solo tipo de
estas moléculas.
8.14- Analice el experimento No.2 de la página 1430 y diga:
a) El objetivo del experimento.
b) ¿De qué modo intervienen los métodos de Ingeniería Genética en la realización
del experimento?
c) Los resultados del experimento.
d) Conclusiones que se pueden sacar del experimento.
8.15- Diga a qué se denomina Recombinación somática.
8.16- ¿Por qué los anticuerpos producidos contra una proteína no reaccionan con
ella cuando está desnaturalizada?
8.17- Diga los procesos que transcurren en las células del sistema inmune hasta la
formación de una célula madura y que aseguran que ésta sea capaz de producir
anticuerpos.
8.18- ¿En qué consiste el proceso de selección clonal durante la respuesta inmune?
8.19- El esquema representa un sistema totalmente hipotético de las regiones
génicas productoras de cadenas ligeras de inmonoglobinas de cierta especie.
¿Cuántos tipos de cadenas diferentes se pueden originar con este sistema y cuál
sería la composición de las mismas?