ESCUELAS DE LA FACULTAD DE MEDICINA

ESCUELAS DE LA FACULTAD DE MEDICINA - ESFUNO
UTI: BIOLOGÍA CELULAR Y TISULAR - 2011
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA
CUESTIONARIO GUÍA Nº1 : AGUA, SOLUCIONES, ACIDOS Y BASES, BUFFERS
1. Explique porqué las sustancias polares se disuelven en agua mientras que las no polares
no lo hacen.
2. ¿Cuál es su concepto de solución? ¿Cómo define la concentración de una solución? ¿Qué
diferencia hay entre la molaridad y la osmolaridad de una solución?
3. ¿Cuántos moles de KCl hay en 15 g?
NaCl
9 g?
NaOH
20 g?
H2SO4
3 g?
Glucosa
90 g?
4. ¿Qué molaridad tendrá una solución de KCl que contiene 9.0 g por litro de solución?
5. (a) ¿Cuántos gramos de NaCl sólido se requieren para preparar 500 mL de una solución
0,040 M?
(b) Expresar la concentración de la solución en términos de g/L, %m/v y osmolaridad.
6. ¿Qué diferencia hay entre difusión y ósmosis?
7. Calcule la osmolaridad de las siguientes soluciones:
KCl 0,5 M
H2SO4 0,5 M
MgCl2 2,0 M
HCl 3,0 M
8. Ordene las siguientes soluciones por orden creciente de osmolaridad:
a) Sacarosa 200 g/L (PM: 342 g/mol)
b) Albúmina 200 g/L (PM: 66.000 g/mol)
c) Glucosa 200 g/L (PM: 180 g/mol)
d) CaCl2 200 g/L (PM: 111 g/mol)
9. Prediga que espera que ocurra si se colocan eritrocitos en las siguientes soluciones:
solución de NaCl 4,0 g/L
solución de Glucosa 80 g/L
solución de Sacarosa 10.6 % m/v
10. Calcular la normalidad, la concentración de H+, la de OH- y el pH de cada una de las
siguientes soluciones:
a) HCl 0,010 M
b) HCl 0,10 M
c) CH3COOH (Acido acético) 0,10 M (Ka = 1,8 x 10-5)
d) H2SO4 0,10 M
e) HCN 0,10 M (Ka = 4.9 x 10-10)
11. Calcular la concentración de H+ y OH- presentes en una solución cuyo pH vale 3.
12. a) ¿Qué entiende por un buffer? ¿Cómo funcionan?
b) Indique cuál de los siguientes pares utilizaría para preparar un buffer que amortigüe
alrededor de pH 7.0 justificando su respuesta:
- CH3COOH/CH3COONa (Ka = 1.8 x 10-5)
- NaH2PO4/Na2HPO4 (Ka = 6.2 x 10-8)
- NaHCO3/Na2CO3 (Ka = 5.6 x 10-11)
13. a) ¿Cuál será el pH de una solución preparada mezclando 100 mL de una solución de
ácido acético 0,05 M con 250 mL de acetato de sodio de igual concentración?
b) ¿Qué propiedad presenta dicha solución?
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UTI: BIOLOGÍA CELULAR Y TISULAR - 2011
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA
CUESTIONARIO GUÍA Nº2
A) Aminoácidos y proteínas
1.
Describa las diferentes formas (desde el punto de vista ácido-base) en las que puede
presentarse una molécula de glicina, de aspartato y de lisina. Explique porqué una
solución de un aminoácido puede actuar como buffer.
2.
Dados los siguientes aminoácidos y sus respectivos pKs:
Ala
Glu
Lys
pK1
pK2
pK3
2.34
2.19
2.18
9.87
4.28
8.95
9.66
10.5
a) Calcule el pI de cada aminoácido
b) Trace la curva de titulación de la alanina, indicando los pKs y el pI
c) Cuál será la carga neta en los siguientes pH: 1, 3.2, 6.1 y 11
B) Glúcidos
1. ¿Son la D-manosa y la D- galactosa hexosas? Compare sus estructuras.
2. La celulosa obtenida de plantas es tenaz, fibrosa y completamente insoluble en el agua.
Por lo contrario, el glucógeno, obtenido del músculo o hígado se dispersa con facilidad
en agua caliente para dar una solución turbia. Aunque tienen propiedades físicas
marcadamente diferentes, ambas sustancias están compuestas por polímeros de glucosa
con uniones 1,4 de peso molecular comparable. ¿Qué características de sus estructuras
hacen que estos dos polisacáridos tengan propiedades diferentes? ¿Cuáles son las
ventajas biológicas de sus respectivas propiedades físicas?
C) Lípidos
1. Considerando estos componentes moleculares: glicerol, ácido graso, fosfato, y alcohol
de cadena larga, responda a lo siguiente:
a)¿Qué componentes están presentes en los triglicéridos y en los fosfoglicéridos?.
b)¿Qué componentes están presentes en los esfingolípidos?
2. Los puntos de fusión de una serie de ácidos grasos de 18 carbonos son: ácido esteárico
(69.6ºC), ácido oleico (13,4 ºC), ácido linoleico (-5ºC) y ácido linolénico (-11ºC).
¿Porqué existen estas diferencias en el punto de fusión de ácidos grasos de igual
número de carbonos?
3. ¿Qué propiedades de los lípidos son los responsables de las propiedades de las bicapas
(forman hojas bidimensionales, los bordes de las capas se cierran sobre sí mismas y
forman liposomas auto-sellados)?
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DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA
CUESTIONARIO GUÍA Nº3 : BIOENERGÉTICA
1. Calcule la variación de energía libre de la hidrólisis del ATP a pH 7.0 y 25ºC bajo
condiciones de estado estacionario (tal como existen en las células), en las cuales las
concentraciones de ATP, ADP y Pi son mantenidas en 1.0 mM, 0.1 mM y 10 mM,
respectivamente.
2. La variación de energía libre estándar para la hidrólisis de ATP a 25ºC y pH 7.0 es –7.7
kcal/mol. Se sabe que la variación de la energía libre estándar para la hidrólisis de
glucosa-6-fosfato en las mismas condiciones es –3.13 kcal/mol. Calcule la variación de
energía libre estándar para la reacción que cataliza la hexoquinasa:
GLUCOSA + ATP  GLUCOSA-6-P + ADP
3. ¿Cuál de las siguientes reacciones espera que ocurran en la dirección mostrada bajo
condiciones estándar asumiendo que las enzimas apropiadas están presentes para
catalizarlas?:
Malato + NAD+  oxalacetato + NADH + H+
Piruvato + NADH + H+  lactato + NAD+
Piruvato + 2H+ + 2e-  lactato Eº’ = -0.185
Oxalacetato + 2H+ + 2e-  Malato Eº’ = -0.166
NAD+ + 2H+ + 2e-  NADH + H+ Eº’ = -0.320
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DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA
CUESTIONARIO GUÍA Nº4: ENZIMAS
1. ¿Qué variables afectan la velocidad de una reacción catalizada enzimáticamente? ¿Qué
relación existe entre la velocidad inicial de una reacción y la concentración de sustrato?
2. Los siguientes resultados fueron obtenidos a partir de una reacción catalizada
enzimáticamente:
[Sustrato] (mM)
0.50
0.75
1.00
20.0
50.0
vo (µM/min)
75
100
150
150
a) Estimar los valores de Km y Vmax para dicha enzima
b) Completar los valores que faltan en el cuadro.
c) Si la concentración de enzima utilizada en dicho ensayo fue 10 nM, ¿qué velocidad
espera obtener utilizando 1.0 mM de sustrato y 50 nM de enzima?
3. Explique que posibles mecanismos existen para regular la actividad de una enzima.
4. Las enzimas X e Y catalizan la misma reacción y presentan las curvas vo en función de
[S] que se muestran en la figura. ¿Qué enzima es más eficiente a baja [S]? ¿Cuál es más
eficiente a alta [S]?
15.00
vo
Enzima X
12.04
9.08
Enzima Y
6.12
3.16
0.20
0.00 2.60 5.20 7.80 10.4013.00
[S]
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DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA
CUESTIONARIO GUÍA Nº5 : METABOLISMO
1. La glucosa entra en la vía glucolítica por su fosforilación a glucosa-6-fosfato catalizada
por dos enzimas: la hexoquinasa, presente en todas las células (con un bajo Km para su
sustrato) y la glucoquinasa exclusiva del hígado (pero con un alto Km para la glucosa).
a) ¿Cuáles son los posibles destinos de la glucosa 6-P en los distintos tejidos y frente a
distintas necesidades energéticas?
b) ¿Qué rol juega cada una de estas enzimas en el metabolismo de los carbohidratos?
2. Cada vez que una molécula de glucosa se transforma en dos moléculas de piruvato,
¿qué otras moléculas consume y produce la célula? Plantee un balance.
3. Respecto a la glucólisis:
a) La mayor parte de las reacciones son reversibles, pero tres de ellas son fuertemente
exergónicas, con lo cual se consideran fisiológicamente irreversibles. Indique:
- ¿cuáles son estas etapas?
- ¿cuáles son las enzimas que las catalizan y cómo están reguladas?
b) ¿Cuáles son los posibles destinos metabólicos del NADH en la glucólisis?
c) ¿Cuáles son los posibles destinos metabólicos del piruvato?
4. Durante la actividad intensa el tejido muscular demanda altas cantidades de ATP,
comparado con el tejido en reposo, el cual se produce casi exclusivamente por
fermentación láctica. En esta condición, el ATP es producido en la glucólisis en las
reacciones catalizadas por las enzimas fosfoglicerato quinasa y piruvato quinasa.
Suponga que el músculo esquelético fuera desprovisto de lactato deshidrogenasa.
¿Podría llevar a cabo actividad física intensa, es decir, podría generar ATP a alta
velocidad por glucólisis? Explique.
5. La formación de acetil-CoA a partir de piruvato es una decarboxilación oxidativa
catalizada por el complejo piruvato deshidrogenasa.
a) Esquematice la reacción catalizada por este complejo enzimático.
b) ¿Cuál es el sustrato oxidado y el reducido?
c) ¿En qué compartimento subcelular ocurre la decarboxilación oxidativa del piruvato?
6. ¿Cuál es el destino de los carbonos y cuál es el destino de los electrones de los sustratos
oxidados en el ciclo de Krebs?
7. ¿Cuáles son los puntos de entrada de los equivalentes de reducción a la cadena
respiratoria?
8. Las células utilizan en forma muy importante reacciones de oxidación y reducción
(redox) para sintetizar ATP. El dinucleótido de adenina y nicotinamida (NAD+) es la
principal molécula transportadora de electrones a nivel celular que luego puede cederlos
a la cadena respiratoria y de este modo al oxígeno. Dada las siguientes semi-reacciones
y sus potenciales redox estándar (Eº):
NAD+ + 2H+ + 2e-  NADH + H+ Eº = - 0.315 V
1/2O2 + 2H+ + 2e-  H2O
Eº = 0.815 V
a) Si el par NAD+/NADH y el par 1/2O2/H2O reaccionan directamente en condiciones estandar
¿quién se llevaría los electrones, es decir quién es el agente oxidante? Plantee la reacción
global y determine la variación de energía libre.
b) ¿Cuántas moléculas de ATP se podrían formar si se produce esta oxido-reducción?
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DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA
CUESTIONARIO GUÍA Nº6: COAGULACIÓN
1.
¿Qué entiende por hemostasia? ¿Cuáles son los tres mecanismos responsables de la
misma? ¿Qué se entiende por hemorragia?
2.
Las plaquetas son fragmentos celulares que almacenan una gran cantidad de sustancias
en dos tipos de gránulos citoplasmáticos llamados gránulos alfa y gránulos densos.
Describa el contenido de dichos gránulos así como las principales funciones de los
mismos.
3.
Complete el siguiente crucigrama y deduzca la palabra que se forma en verticales.
HORIZONTAL
(1) Anticoagulante
(2) Contracción del músculo liso como consecuencia del daño de arterias o arteriolas
(3) Proteína tisular que pasa a la sangre desde células ajenas a los vasos sanguíneos e
inicia la formación del activador de la protrombina
(4) Ión indispensable para el proceso de coagulación
(5) Molécula formadora de los filamentos del coágulo producida a partir de fibrinógeno
(6) Catalizador de la formación de fibrina, formado a partir de protrombina
(7) Puede disolver un coágulo por digestión de los filamentos de fibrina
(8) Molécula liposoluble de origen bacteriano necesaria para la coagulación
(9) Sustancia presente en los gránulos de las plaquetas derivada del ácido araquidónico
con un importante rol en la activación plaquetaria.
VERTICAL
Deficiencia hereditaria de factores de coagulación que tiene como resultado hemorragias
espontáneas o con traumatismos leves.
4.
¿Qué diferencias existen entre la vía intrínseca y extrínseca de la coagulación?
5.
¿Qué mecanismos de regulación impiden la formación de coágulos sanguíneos dentro
del sistema cardiovascular? ¿Qué ocurre cuando estos sistemas reguladores fallan?
6.
Explique porqué la aspirina (ácido acetil-salicílico) actúa como anticoagulante.
BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA
Todo el material se encuentra disponible en fotocopiadora de Oficina del
Libro - AEM
T1: Agua y soluciones. Osmolaridad . Bioquímica: las bases moleculares de la vida.
McKee y McKee. Cap. 3
T2: pH. Acidos y Bases. Buffers. Bioquímica: las bases moleculares de la vida. McKee y
McKee. Cap. 3
T3: Biomoléculas. AA y Proteínas. Bioquímica. J.J. Hicks. Cap.3
T4: Glúcidos y Lípidos, Micelas, Bicapas. Bioquímica para ciencias de la salud. J Lozano
y otros. Cap . 13 y Bioquímica. J.J. Hicks. Cap. 8
T5: Bioenergética. Bioquímica J.J. Hicks. Cap.5
T6: Enzimas. Bioquímica Médica, Baynes. Cap. 5
T7, T8: Metabolismo. Principios de Anatomía y Fisiología. Tórtora-Grabowski, novena
edición. Cap. 25
T9: Coagulación. Bioquímica Médica, Baynes. Cap. 6