0120100008BIOQN al - P13 - A13 - TP.d

Facultad de Ciencias de la Salud
Guía de Trabajo Práctico
Asignatura: Bioquímica Nutricional
Trabajo práctico 1
Título: Intolerancia a la fructosa. Origen bioquímico de la
enfermedad, tratamiento, aspectos nutricionales.
Objetivos:
Que el alumno se interese en investigar los mecanismos bioquímicos subyacentes en
todo desarreglo metabólico que lo llevarán a entender los manejos terapéuticos a
aplicar en cada caso, en muchos de los cuales el aspecto nutricional el relevante.
Como se trata de trabajos teóricos que deberán ser volcados en una pequeña
monografía y/o expuestos en forma oral, deberá ser consultada la bibliografía básica
en libros de texto y actualizaciones en publicaciones o páginas de Internet
especializadas. Los alumnos recibirán instrucciones de los docentes respecto a cómo
y en qué sitios se llevan a cabo estas búsquedas. Se utilizarán las facilidades de que
dispone la Biblioteca de la Universidad.
1. Práctica . Monografía que debe ser preparada en forma individual por cada alumno y
que debe tener el siguiente formato:
Introducción. Se dará información breve y general que ponga el tema en contexto.
Desarrollo. Se detallará el proceso metabólico a que se refiere el trabajo con
información sobre el mecanismo bioquímico involucrado (enzimas, metabolitos, etc.),
cuál es el origen del desarreglo que da lugar a la enfermedad y cuál es el enfoque
terapéutico para solucionarlo.
Conclusiones. Muy breve resumen de datos comentados en el trabajo.
Trabajo práctico Nº2
Título: Fibrosis quística. Origen de la enfermedad, tratamiento,
aspectos nutricionales.
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Guía de Trabajo Práctico
Objetivos:
Que el alumno se interese en investigar los mecanismos bioquímicos subyacentes en
todo desarreglo metabólico que lo llevarán a entender los manejos terapéuticos a
aplicar en cada caso, en muchos de los cuales el aspecto nutricional el relevante.
Como se trata de trabajos teóricos que deberán ser volcados en una pequeña
monografía y/o expuestos en forma oral, deberá ser consultada la bibliografía básica
en libros de texto y actualizaciones en publicaciones o páginas de Internet
especializadas. Los alumnos recibirán instrucciones de los docentes respecto a cómo
y en qué sitios se llevan a cabo estas búsquedas. Se utilizarán las facilidades de que
dispone la Biblioteca de la Universidad.
2. Práctica . Monografía que debe ser preparada en forma individual por cada alumno y
que debe tener el siguiente formato:
Introducción. Se dará información breve y general que ponga el tema en contexto.
Desarrollo. Se detallará el proceso metabólico a que se refiere el trabajo con
información sobre el mecanismo bioquímico involucrado (enzimas, metabolitos, etc.),
cuál es el origen del desarreglo que da lugar a la enfermedad y cuál es el enfoque
terapéutico para solucionarlo.
Conclusiones. Muy breve resumen de datos comentados en el trabajo.
Trabajo práctico Nº3
Título: Diabetes. Origen de la enfermedad, tipos, tratamiento,
aspectos nutricionales.
Objetivos:
Que el alumno se interese en investigar los mecanismos bioquímicos subyacentes en
todo desarreglo metabólico que lo llevarán a entender los manejos terapéuticos a
aplicar en cada caso, en muchos de los cuales el aspecto nutricional el relevante.
Como se trata de trabajos teóricos que deberán ser volcados en una pequeña
monografía y/o expuestos en forma oral, deberá ser consultada la bibliografía básica
en libros de texto y actualizaciones en publicaciones o páginas de Internet
especializadas. Los alumnos recibirán instrucciones de los docentes respecto a cómo
y en qué sitios se llevan a cabo estas búsquedas. Se utilizarán las facilidades de que
dispone la Biblioteca de la Universidad.
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3. Práctica . Monografía que debe ser preparada en forma individual por cada alumno y
que debe tener el siguiente formato:
Introducción. Se dará información breve y general que ponga el tema en contexto.
Desarrollo. Se detallará el proceso metabólico a que se refiere el trabajo con
información sobre el mecanismo bioquímico involucrado (enzimas, metabolitos, etc.),
cuál es el origen del desarreglo que da lugar a la enfermedad y cuál es el enfoque
terapéutico para solucionarlo.
Conclusiones. Muy breve resumen de datos comentados en el trabajo.
Trabajo práctico 4
Título SERIE 1
Objetivos:
Debe ponerse, aquí, los objetivos de la realización del Trabajo Práctico, con los que
se espera que el alumno obtenga luego de la realización del mismo.
También deben incluirse todas las instrucciones de tipo general para la realización del
Trabajo Práctico.
Problema 1.Qué cantidad en gramos de ClNa necesita para preparar 800 ml de una solución al 10% (p/v)? Qué
cantidad en gramos de ClNa necesita para preparar 600 ml de una solución 0,6 M?
Usted quiere preparar 1 L de una solución de ClK 0,5M mezclando 400 ml de una solución 0,2 M y
300 ml de otra 70 mM y agregando ClK sólido y agua. Qué cantidad en gramos debe agregar de ClK y
qué volumen de agua? Exprese la masa de ClK en mg, g y ng.
Problema 2.- Calcule el Nº de moléculas de lípido en una célula de E. coli. Supóngase que le peso
molecular medio de los lípidos es de 700 y que las moléculas lipídicas constituyen el 2% del peso
húmedo total de la célula de E. coli que es de 2x10–12 g.
Problema 3.- Se supone que una sola célula de E. coli contiene 3.000 tipos diferentes de proteínas
(peso molecular promedio 30.000) en cantidades equimoleculares. Suponinedo que el 15% del peso
total de la célula es proteína y que el 90% de la proteína se halla en el citoplasma :
a) Calcule la concentración molar de cada tipo de proteína en el citoplasma.
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b) Calcule la concentración total de proteínas en el citoplasma en moles por litro.
c) Calcule la concentración total de proteínas en el citoplasma en g/litro.
Volumen del citoplasma aproximadamente 0,02 l.
Problema 4.- La molécula de ADN en un cromosoma de E. coli (peso molecular 2.800x106) contiene
aproximadamente 4,5x106 de unidades de mononucleótidos, espaciados alrededor de 4,5 Ao . Calcule
la longitud total de esta molécula de ADN y compárese con la longitud de la célula de E. coli que es
20.000 Ao
Problema 5.- Calcule la longitud en Ao de una cadena polipeptídica que contiene 105 restos de
aminoácidos si, a) se encuentra totalmente en forma de hélice , b) se halla extendida por completo.
Datos: en una hélice hay 3,6 restos/vuelta, 1 vuelta tiene una alturade 5,4 Ao y la distancia lineal
entre dos aminoácidos es de 4 Ao .
Problema 6.- Si una célula de E. coli contiene 106 moléculas de proteína, cada una con un peso
molecular de 40.000, calcúlese la longitud total de todas las cadenas polipeptídicas de E. coli,
suponiendo que todas son completamente helicoidales. Considere el peso promedio de los
aminoácidos igual a 120.
Problema 7.Cuando las subunidades de una proteína se combinan para formar una estructura cuaternaria todos las
siguientes interacciones pueden existir excepto una:
a) formación de uniones S-S
b) puentes de H
c) interacciones hidrofóbicas
d) uniones electrostáticas
e) fuerzas de Van der Waals.
Aclaración: las uniones d) y e) son producidas por cargas eléctricas.
Cual es según su criterio la unión que no puede existir entre subunidades?.
Problema 8.Consideremos dos caminos alternativos en la construcción de 1 molécula de proteína muy grande que
posea 100.000 restos aminoacídicos: 1) síntesis de la proteína en una sola cadena y 2) síntesis de 100
subunidades de 1000 restos cada una que se ensamblan posteriormente para formar 1 proteína
oligomérica funcional. Supongamos que en la construcción de la cadena ocurren errores al azar de
modo que el aminoácido erróneo se inserta en promedio 1 vez cada 100.000 inserciones. Supongamos
que un error da un producto biológicamente inactivo o inútil. Cuál es el resultado de estos errores en 1)
y 2)? Que es más conveniente para la célula, la síntesis de una sola cadena o la síntesis de múltiples
subunidades?.
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Trabajo práctico 5
Título SERIE 2 Problemas de enzimología
Objetivos:
Debe ponerse, aquí, los objetivos de la realización del Trabajo Práctico, con los que
se espera que el alumno obtenga luego de la realización del mismo.
También deben incluirse todas las instrucciones de tipo general para la realización del
Trabajo Práctico.
Problema 1.Los distintos tipos de regulación de la actividad enzimática incluyen:
a) modificación covalente.
b) cambios en la velocidad de síntesis de la enzima.
c) modificación alostérica.
d) inhibición competitiva.
Cuáles de la aseveraciones son verdaderas?, discuta brevemente y de ejemplos en los casos en que
pueda
Problema 2.- La Km de una hexoquinasa para glucosa es 10-4 M. Si la concentración de glucosa en el
medio de reacción es 1,8 mg/ml cuál será la velocidad de transformación de la glucosa expresada en
función de la Vm?. El peso molecular de la glucosa es 180.
Problema 3.- Calcular qué velocidad se obtendrá en una reacción enzimática si la Vm es igual a 100 y
la concentración de sustrato es a) 10Km, b) Km/3.
Problema 4.-Qué información puede obtenerse de un representación de Lineweaver-Burk cuando la
recta obtenida, extrapolada convenientemente corta al eje ox en -40mol/l
Problema 5.- Calcular la Km y la Vm a partir de una representación de dobles inversas sabiendo que la
recta obtenida corta al eje de ordenadas en 5.103 moles/min y la pendiente de dicha recta es 120 min/l.
Problema 6.- En base a los siguientes datos calcular los valores de Km y Vm según la representación
de dobles inversas
S (M)
Actividad en U/mg
de
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proteína
2,1x10 -5
2,5x10 -5
3,3x10 -5
5,0x10 -5
1,0x10 -4
1,5x10 -4
2,0x10 -4
3,0x10 -4
5,9x10 -4
1,4x10 -3
0,67
0,75
0,91
1,16
1,56
1,79
1,92
2,10
2,27
2,50
Problema 7.Si bien la catálisis enzimática es reversible, una determinada reacción puede parecer irreversible
a) si los productos son termodinámicamente mucho mas estables que los reactivos
b) en condiciones de velocidad inicial.
c) si el producto es rápidamente removido del sistema
d) a alta concentración de enzima.
Cuál o cuáles de estas premisas es(son) verdadera(s) y porqué?
Problema 8.Cuáles de estas aseveraciones son correctas y porqué?
a) una enzima generalmente presenta actividad en ausencia del cofactor.
b) un inhibidor puede aumentar la Km para el sustrato.
c) pequeños cambios en la concentración de sustrato ([S]) producen los mayores cambios en la
velocidad cuando [S] = Km.
Problema 9.Si la actividad plasmática de una enzima intracelular es anormalmente alta puede deberse a:
1) la velocidad de remoción de la enzima del plasma está disminuida.
2) puede haber ocurrido daño en el tejido.
3) la enzima puede estar activada.
Cuál es según su criterio la causa más probable?.
Problema 10.El esquema de la figura representa los pasos en la síntesis de isoleucina a partir de aspartato por la
bacteria Rhodopseudomonas spheroides. Este control se llama retroinhibición secuencial
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D
E
E6
A 1
B
C
E3
1
_
F
1
1
1
1 la operación de este mecanismo de regulación metabólica.
Describa
E = isoleucina
E6 = treonina deaminasa
1
D = treonina
E3 = homoserina deshidrogenasa
1
C = homoserina
E1 = asparto quinasa
1 semialdehído
B = aspártico
1
11
E
Problema 11.- Una enzima se ensayó con una concentración de sustrato de 10-5M. La Km para el
sustrato era de 2x10-3M. Después de transcurrido 1 min el 2% de sustrato se había convertido en
producto. A) Qué porcentaje del sustrato se habrá convertido en producto a los 3 min? Cuáles serán las
concentraciones de sustrato y producto en ese momento? B) Si la concentración inicial de sustrato
fuese de 10-6 M, qué porcentaje de sustrato se habrá convertido en producto a los 3 min de reacción?.
C) Cuál es la Vm alcanzable con la cantidad de enzima dada?.
Problema 12.- Qué concentración de inhibidor competitivo se requiere para dar un 75% de inhibición
cuando la concentración de sustrato es 1,5x10-3M sabiendo que la Km para dicho sustrato es de
2,9x10-4M y que la Ki para el inhibidor es 2x10-5M?
Trabajo práctico 6
Título SERIE 3 Metabolismo de Hidratos de Carbono (Parte 2)
Objetivos:
Debe ponerse, aquí, los objetivos de la realización del Trabajo Práctico, con los que
se espera que el alumno obtenga luego de la realización del mismo.
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También deben incluirse todas las instrucciones de tipo general para la realización del
Trabajo Práctico.
Problema 1.- Una molécula de glucógeno de 10.000 restos de glucosa está ramificada, en promedio, cada 10 restos.
Cuántos extremos reductores tiene?
Problema 2.- Qué efectos tienen los siguientes cambios en las velocidades de síntesis y degradación del
glucógeno: a) un aumento en la concentración de Ca2+, b) un aumento en la concentración de ATP, c) la
inhibición de la adenilato ciclasa?, d) un aumento en la concentración de adrenalina, e) un aumento en la
concentración de AMP
Problema 3.- La Vmax de la glucógeno fosforilasa de músculo es mucho mayor que la de hígado. Discutir el
significado funcional de este fenómeno
Problema 4.- Explicar a qué se deben los síntomas de la enfermedad de von Gierke. Síntomas: gran aumento de la
masa hepática (acumulación masiva de glucógeno), hipoglucemia aguda y sensación de hambre.
Problema 5.- Una muestra de glucógeno de un paciente con una enfermedad hepática se incuba con Pi, glucógeno
fosforilasa normal y enzima desramificadora normal. La relación entre glucosa 1-P y glucosa formada es igual a 100.
Cuál es la deficiencia enzimática mas probable en este paciente? Cuál es la estructura probable del glucógeno de este
paciente?
Dato: relación normal glu 1P a glu igual a 10.
Problema 6.- El homogenato de una biopsia de hígado de un paciente que tiene una deficiencia en el metabolismo de
los hidratos de carbono tiene las siguientes características: 1) degrada glucógeno a glu 6P, 2) sintetiza glu 6P a partir
de lactato, 3) es incapáz de sintetizar glucógeno desde cualquier monosacárido y de utilizar galactosa. Cuál de las
siguientes enzimas puede estar afectada: gno. fosforilasa, fru 1-6 difosfoatasa o UDP-glucosa pirofosforilasa? Por
qué?.
Problema 7.- Explique por qué el ciclo del ácido cítrico no puede operar en anaerobiosis pese a que no se requiere
oxígeno en ningún paso del ciclo.
Problema 8.- En la fosforilación a nivel de sustrato: a) el sustrato reacciona para formar un producto que contiene una
unión de alta energía, b) la síntesis de ATP está ligada a la disipación de un gradiente de protones, c) no se pueden
aislar intermediarios de alta energía, d) la oxidación de una molécula de sustrato está ligada a la síntesis de mas de una
molécula de ATP, e) participa la mitocondria pero no el citoplasma. De la(s) respuesta(s) correctas. Dé un ejemplo de
los comentados en clase.
Problema 9.- La hipótesis quimiosmótica para explicar la transducción de energía mediada por la cadena de transporte
de electrones involucra todas las siguientes aseveraciones excepto una,
a) una membrana impermeable a los protones, b) una cadena de transporte de electrones que bombea protones fuera de
la matríz, c) el flujo de protones dentro de la mitocondria dependen de la presencia de ADP y Pi, d) la actividad de
ATPasa es reversible, e) solo la transferencia de protones está estrictamente regulada; otras cargas positivas pueden
difundir libremente a través de la membrana mitocondrial. Discuta estas afirmaciones y diga cuál es la incorrecta.
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Trabajo práctico 7
Título SERIE 4 Problemas de ácidos nucleicos y síntesis de proteínas
Objetivos:
Debe ponerse, aquí, los objetivos de la realización del Trabajo Práctico, con los que
se espera que el alumno obtenga luego de la realización del mismo.
También deben incluirse todas las instrucciones de tipo general para la realización del
Trabajo Práctico.
Problema 1.-
a) Qué compuesto contiene fósforo, un nucleótido o un nucleósido?
b)Para un ADN de doble cadena, cuál es la relación entre [(A)+(G)] y entre [(C)+(T)], donde los
paréntesis indican concentraciones molares? Y entre [(A)+(T)] y [(G)+(C)]?
c) Ordene las siguientes moléculas de menor a mayor temperatura de fusión:
AAGTTCTCTGAA
AGTCGTCAATGCAG GGACCTCTCAGG
TTCAAGAGACTT
TCAGCAGTTACGTC CCTGGAGAGTCC
d) Cuál es el grupo químico (3’.P, 5’ P, etc.) en los sitios indicados por los puntos a, b y c en la
figura?.
a
b
c
Problema 2
El cromosoma de E. coli contiene aproximadamente 4.000 kb. Sabiendo que una vuelta de la doble
hélice, que comprende aproximadamente 10 nucleótidosb en la forma B, tiene una longitud de 3,4 nm,
cuál es la longitud de este ADN en forma B?.
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Guía de Trabajo Práctico
El tamaño del cromosoma humano es de 2,9x106 kb. Cuál es la longitud del ADN en la forma B de una célula
ADN?.
Problema 3
Una solución que contiene ARN se puede distinguir de una que contiene ADN :
a) Calentando las soluciones a 82,5 ºC y midiendo la absorción de luz a 260 nm.
b) Comparando los Tm de las soluciones.
c) Monitoreando el cambio de absorción de luz a 260 nm mientras se eleva la temperatura.
d) Midiendo la absorción de luz a 260 nm.
Problema 4.-El porcentaje de G+C en una molécula de ADN está relacionada con el Tm porque:
a) La estabillidad de los pares G-C y T-A es intrínsecamente diferente
b) El apareamiento A-T requiere una mayor temperatura para su denaturalización.
c) El triple enlace entre G y C es menos estable que el doble entre A y T.
d) El contenido de G-C es igual al de A-T.
Problema 5.-
Una molécula de ADN circular dará la curva típica de denaturalización solo si:
a) Una de las dos cadenas es cortada antes.
b) Si hay proteínas unidas al ADN.
c) Si se está produciendo replicación.
Si se permite la renaturalización
Problema 6.-
Se estudia la capacidad de un sistema de síntesis de ADN in vitro utilizando las cadenas de ADN que
se dan a continuación como sustrato para soportar dicha síntesis:
5’ TGTAAGCATCATTGCCTAGCCTTCGATA 3’ y
5’ AGGCTATGAT 3’
La mezcla de incubación contiene los siguientes elementos básicos necesarios para sostener la síntesis
de ADN: los 4 deoxinucleótidos precursores, ADN polimerasa I y buffer.
Se observa que:
a) cuando están presentes ambos polinucleótidos en la reacción, se obtiene síntesis de ADN. Escriba
la molécula de ADN obtenida. Suponiendo que el GTP precursor que está utilizando está marcado
radioactivamente de manera que puede saber cuántos moles de GMP se han incorporado por mol
de ADN molde, podría demostrar con este experimento cuál es la dirección de la síntesis si Ud. no
lo supiera?. Cómo haría?.
b) Cuando se utiliza cualquiera de los polinucleótidos por separado no se observa incorporación de
precursores. Explique.
c) Cuando se utiliza el polinucleótido mayor solamente, pero se agrega una mezcla de trinucleótidos de
secuencia completamente azarosa, se observa síntesis. Explique. Escriba una estructura probable para el
producto distinguiendo la parte nueva de la molécula vieja.
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Problema 7.- Describa las diferencias, si existen, entre las reacciones químicas catalizadas por la ADN
y la ARN polimerasas.
Problema 8.- a) A partir de qué sustratos se sintetiza ARN?. b) Sobre qué molde?. c) Con qué enzima?.
d) Se requiere primer?
Problema 9.- Escriba las secuencias que pueden resultar de la transcripción del siguiente ADN:
5’ AGCTGCAATG 3’
3’ TCGACGTTAC 5’
Indique los extremos 5’ y 3’ de cada transcripto.
Problema 10.- a) Qué es el ARNm? b) Por qué se diferencian a menudo el ARNm y el transcripto
primario? c) Defina secuencia codificante d) Qué parte de la molécula de ARNm no es traducida?
Problema 11.- Una molécula de ADN tiene la secuencia:
TACGGGAATTAGAGTCGCAGGATC
ATGCCCTTAATCTCAGCGTCCTAG
La cadena superior contiene la secuencia codificante y es transcripta de izquierda a derecha. Cuál es la
secuencia aminoacídica del péptido sintetizado?
Problema 12.- Cuáles de los siguientes son roles del ARNt?
A) Unir los aminoácidos unos con otros
B) Colocar los amioácidos en la posición correcta unos con respecto a los otros.
Problema 13.- Cuáles de las siguientes es causa normal de terminación de una cadena peptídica:
A) El ARNt correspondiente a un triplete de terminación no puede unir un aminoácido.
B) No existe un ARNt con un anticodón corepondiente a un triplete de terminación.
Problema 14.- Se dan a continuación las secuencias de un péptido en una proteína salvaje y la del
mismo péptido cuando la proteína ha sufrido una mutación.
Salvaje: Cys-Glu-Asp-His-Val-Pto-Gln-Tyr-Arg
Mutado: Cys-Glu-Thr-Met-Ser-His-Ser-Tyr-Arg
Indicar cómo pudo haberse generado la mutante y dar las secuencias de bases hasta donde sea posible,
de los ARNm que codifican ambos polipéptidos.
Problema 15.- El ARNm que codifica la cadena a de la hemoglobina humana contiene la secuencia de
bases
....UCCAAAUACCGUUAAGCUGGA....
La secuencia del tetrapéptido C terminal de la cadena normal es
-Ser-Lys-Tyr-Arg
En una de las hemoglobinas mutadas se encuentra que la región C terminal tiene la secuencia
-Ser-Lys-Tyr-Arg-Gln-Ala-Gly.
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Especificar la mutación que da lugar a esta hemoglobina alterada.
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