BIOLOGIA CELULAR TEMA 1

BIOLOGIA CELULAR
TEMA 1
1. Que a partir de moleculas inorgánicas (h2, nh3 y ch4) se pueden obtener moléculas
orgánicas aplicando una energía. Para ello introdujo estas moléculas en un recipiente
al que sometió a descargas eléctricas simulando la energía de la Tierra durante su
orígen fruto de las tromentas. De este experimento obtuvo a.a. y así demostró la
síntesis expontánea de biomoléculas a partir de moléculas inorgánicas.
2. El arn sirve de molde para su replicación y de ribozimas, catalizandola.
3. Arn circular, ribosomas, no tienen citoesqueleto, se dividen como las bacterias,
fabrican sus propias proteinas y tienen su propio arn distribuido por el medio
intracelular ya que las procariotas no tienen núcleo.
4. Porque aumento la concentración de oxígeno en la Tierra como consecuencia de la
fotosíntesis.
5. --6. Levaduras.
7. Ratón.
8. --9. --10. El marcaje con GFC no provoca la muerte de las células por lo tanto podemos observar
las proteinas en el interior de las células y determinar su función, pues la célula sigue
siendo funcional y no es necesario fijarla.
11. En la cenrifugación de velocidad los orgánulos son separados en función de su tamaño
y forma, mientras que en la centrifugación de equilibrio las separa por su densidad, sin
importar la forma y el tamaño.
12. Porque el suero contiene sustancias y factores de crecimiento que ayudan a la
proliferación de las células y a su replicación.
13. Los cutivos celulares primarios son cultivos de células obtenidas directamente de un
organismo o tejido, mientras que las lineas celulares inmortales poseen la capacidad
de proliferar indefinidamente en cultivo.
14. Porque estas células pueden especializarse en cualquier tipo celular de modo que
pueden ser la solución al problema de rechazo en transplantes.
TEMA 2
1- La bipolaridad, su alta tensión superficial, es líquida a temperatura ambiente, ppuede
formar puentes de h, es disolvente de moléculas polares y repele las apolares.
2- El glucógeno es una molécula que se encuentra en la células animales que sirve como
aporte energético y que se encentra en forma ramificada con enlaces a(1,4) y a(1,6),
mientras que la celulosa se encuentra en las células vegetales formando la pared
celular y por tanto tiene función estructural y es un molécula lineal formada por
enlacesb(1,4)
3- Las grasas tiene función de reserva de energia almacenadas en los adipocitos ya que
almacenan mucha más cantidad de energía que los glúcidos y en menor peso
molecular ya que son apolares y no se asocian con el agua. Por ello son muy
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importantes para la vida de los animales ya que estos poseen movilidad. Los
fosfolípidos sin embargo tienen funcion estructural porque se encargan de formar la
bicapa de las membranas celulares aislando el medio interno del medio externo y
permitiendo la vida.
Como transportadores de energía en el caso del ATP y como moléculas de
señalización intracelular como el AMPcíclico.
No, porque las bases de los nucleótidos de los ARNm determinan los codones que
corresponden con el a.a. que el ARNt debe transportar hasta el ribosoma para
sintetizar la proteina.
Que la ribonucleasa desnaturalizada podia volver a plegase sin necesidad de otras
moléculas, por lo que la informaion necesaria para el plegamiento de las proteinas se
encuentra en la estructura primaria de la proteina, la secuencia de a.a.
Porque la cisteina contiene un grupo sulfhidrilo que puede formar enlaces covalentes
disulfuro con otros residuos de cisteina estabilizando la estructura de la superficie
celular y las proteinas secretadas.
El colesterol sirve, como componente de la membrana, para regular la fluidez de la
misma, además de ser empleado para la síntesis de hormonas esteroideas.
La estructura a-hélice permite a los grupos CO y NH de los enlaces peptídicos formar
enlaces de H entre ellos neutralizando asi su carácter polar. También es capaz de
atravesar la membrana las estructuras barriles-b formada pro el plegamiento de
lámina b.
La alanina es el único a.a. con una cadena lateral hidrofóbica capaz de interaccionar
con los acidos grasos de la membrana.
En la primera dimensión las proteinas se separan en un gradiente de pH de acuerdo
con su carga total y en la segunda dimensión se separa según su masa.
Purifcando un orgánulo mediante fraccionamiento subcelular e identificar la proteinas
contenidas en él mediante espectrofotometría de masas. También podemos marcar
radiactivamente las proteinas y observalas a través de un microscopio de
fluorescencia.
PREGUNTAS TEMA 3:
1- El aspartato es un aa acídico que interacciona con los aa básicos en los sustratos de la
tripsina. La sustitución de aspartato por lisina(un ss básico) interferiría con la unión del
sustrato y la catálisis.
2- La cadena lateral de la histidina puede carecer de carga o estar cargada positivamente en el
pH fisiológico, permitiendo su uso para el intercambio de iones de hidrógeno.
3- La enzima E1 probablemente está regulada mediante retroalimentación negativa.
4-Una reacción energéticamente desfavorable puede acoplarse a una reacción
energéticamente favorable con un incremento de energía libre negativa elevado ( a menudo la
hidrólisis de ATP), de modo que la reacción combinada es energéticamente favorable.
5- La reacción catalizada por la fosfofructoquinasa es fructosa-6-fosfato +ATP
fructosa1,6-bifosfato+ADP. El incremento de energía libre estándar puede calcularse como la suma de
las variaciones de energía libre estándar de la formación de fructosa-1,6-bifosfato a partir de
fructosa-6fosfato y fosfato (AGº’=+4KCAL/MOL), y la variación estándar de la energía libre de
la hidrólisis del ATP (-7,3 KCAL/MOL),dando una variación de energía libre de -3,3 KCAL/MOL
para la reacción acoplada.
6- Al sustituir los valores dados en la ecuación:
AG=AGº+RT ln [B][C]
[A]
Se obtiene el siguiente resultado: AG=-1,93 kcal/mol. Por lo tanto, la reacción procederá de izq
a derecha, lo q significa que , en la célula, A se convierte en B más C.
7- La fosfofructoquinasa es inhibida mediante concentraciones elevadas de ATP. Así, la
glucólisis será inhibida en respuesta a un incremento de la concentración celular de ATP.
8-Bajo condiciones anaeróbicas, la glucosa es metabolizada sólo a través de la glugólisis, con
una prodicción neta de 2 moléculas de ATP por moléculas de glucosa. Bajo condiciones
aeróbicas, la glucosa se oxida completamente para producir 36-38 moléculas de ATP.
9- Bajo condiciones anaeróbicas el NADH producido durante la glucólisis es empleado para
reducir el piruvato en etanol o lactato, generando así NAD+
10-Puesto que los lípidos están más reducidos que los ácidos grasos, su oxidación genera
muchas más energía por molécula.
11- En las reacciones lumínicas, la energía derivada de la absorción de luz por las clorofilas se
emplea para dividir el agua en 2H+ más ½ o2 más 2é. Los electrones entran en una cadena de
transporte de electrones que resulta en la síntesis de ATP y el NADPH. En las reacciones
oscuras, el ATP y el NADPH dirigen la síntesis de glucosa a partir de CO2 y H2O.
12- Algunas reacciones de la glucólisis implican un gran descenso en energía libre y no son
fácilmente reversibles. La gluconeogénesis evita estas reacciones mediante otras reacciones
dirigidas por el gasto de ATP y NADPH.
PREGUNTAS TEMA 4(T.9 libro):
1- Los ARNm procarióticos son traducidos a medida que se transcriben. La separación del sitio
de transcripción del sitio de traducción en eucariotas permite la regulación de los ARNm
mediante procesos postraduccionales, como el corte y empalme alternativo, la poliadenilación,
y el transporte regulado del citoplasma. Adicionalmente, la transcripción puede ser regulada
mediante la modulación de la localización nuclear de los factores de transcripción.
2- Las láminas de la red filamentosa que soporta y estabiliza la envuelta nuclear. Las láminas
también proporcionan sitios de unión para que la cromatina se una al interior de la envuelta
nuclear. Además, muchas de las proteínas que participan en la transcripción, la replicación del
DNA y la modificación de la cromatina, interaccionan con las láminas.
3. Si inyectas dos proteínas, una de 15 kDa y otra de 100 kDa, y las dos
carecen de señales de transporte nuclear al interior del óvulo de una
rana, ¿entrará alguna en el núcleo?
La proteína de 15 kd, pero no la de 100 kd, será capaz de entrar en el
núcleo, puesto que los proteínas inferiores a aproximadamente 20 kd
pueden difundir libremente a través del complejo del poro nuclear.
4. ¿Qué dirige la direccionalidad del importe nuclear?
La distribución de Ran/GTP a través de la envuelta nuclear determina la
dirección del transporte nuclear.
5. Describe cómo la actividad de un factor de transcripción regulador de
un gen puede ser regulada por el importe nuclear.
Un ejemplo es NF-kB. En las células no estimuladas, el IkB se une al NF-kB,
y el complejo no puede ser importado al núcleo. Tras la estimulación, el
IkB es fosforilado y degradado mediante proteolísis mediada por
ubuquitina. Esto expone la señal de localización nuclear de NF-kB,
permitiéndole entrar y activar la transcripción de los genes diana.
6. Usted está estudiando un factor de transcripción regulado por la
fosforilación de residuos de serina, lo que inactiva la señal de
localización nuclear. ¿Cómo afectaría la sustitución de residuos de serina
por alanina a la localización subcelular del factor de transcripción y a la
expresión de su gen diana?
El factor de transcripción ya no podría ser fosforilado en estas dianas, de
modo que sería importado constitutivamente al núcleo para activar la
expresión de los genes diana.
7. ¿Cómo afectaría una mutación en la señal de la exportación nuclear de
una proteína que viaja continuamente entre el núcleo y el citoplasma a
su distribución subcelular?
La inactivación de la señal de exportación nuclear resultaría en la
retención de la proteína en el núcleo.
8. La replicación del ADN parece tener lugar en unas 200 localizaciones
específicas o fábricas de replicación. ¿Cómo localizarías estos dominios
en células de mamífero en cultivo?
Podrías marcar el ADN recién sintetizado con bromodesoxiuridina, que se
incorpora en el ADN en el lugar de la timina. El ADN marcado con
bromodesoxiuridina puede localizarse mediante anticuerpos contra el
bromodesoxiuridina y el uso de microscopía de fluorescencia.
9. ¿Cómo demostraron Smith y sus colaboradores que la secuencia de
aminoácidos 126 a 132 del antígeno T era suficiente para la acumulación
nuclear de la proteína?
Kalderon y sus colaboradores fusionan a secuencia aminoacídica 126 a 132
del antígeno T a las proteínas normalmente citoplásmicas, B-galactosidasa
y piruvato quinasa. Estas proteínas de fusión se acumulan en el núcleo.
10. ¿Cuál es el significado del moteado nuclear?
Las motas nucleares contienen poblaciones concentradas de RNPpn y se
cree que son sitios de almacenamiento de componentes del corte y
empalme.
11. ¿Cuál es la función de los ARNsno?
Los ARN pequeños y nucleolares (ARNpno) se localizan en el nucléolo
donde participan en la escisión y modificación de los ARNr.
12. ¿Cómo afectaría el ARNi frente a la exportina-t humana a los
fibroblastos humanos en cultivo?
La exportina-t es necesaria para el exporte de ARNt des del núcleo, de
modo que inhibiendo la función de la exportina-t prevendría la
exportación de ARNt y desencadenaría la inhibición de la traducción.
TEMA 5(10 libro)
1) ¿Cuál es la evidencia experimental original que indicaba la vía secretora RE rugoso-> aparato
de Golgi-> vesículas secretoras-> proteína secretada?
Palade y sus colaboradores trataron a las células acinares pancreáticas con un pulso de
aminoácidos radioactivos, que se incorporan en las proteínas. La autorradiografía mostró que
las proteínas marcadas se detectaron en primer lugar en el Re rugoso. Tras una corta
persecución de aminoácidos no radiactivos, las proteínas marcadas se movieron al aparato del
Golgi y tras períodos mñas largos las proteínas marcadas se encontraron en las vesículas
secretoras y después en el exterior de las células
2) ¿Cómo proporcionó la traducción in vitro de ARNm pruebas de la existencia de una
secuencia señal que dirige a proteínas secretoras potenciales al retículo endoplásmico rugoso?
Cuando un ARNm que codifica para una proteína secretada es traducido in vitro sobre
ribosomas libres, resulta una proteína mayor que la obtenida cuando el mismo ARNm es
traducido en presencia de microsomas del RE rugoso. En el último caso, la secuencia señal es
escindida por una peptidasa señal en las vesículas del RE rugoso
3) Compara y contrasta la traslocación cotraduccional y postraduccional de las cadenas
polipeptídicas en el retículo endoplásmico
La translocación cotraduccional implica la unión a la partícula de reconocimiento de la señal y
la translocación a través del translocón dirigido por el proceso de síntesis en los ribosomas. La
translocación postraduccional dirige a un polipéptido al RE tras la finalización de la síntesis y no
requiere un SRP. Un complejo Sec 62/63 reconoce a un polipéptido que debe ser incorporado
y lo inserta en un translocón. El polipéptido es arrastrado al lumen del RE por una chaperona
denominada Bip
4) Sec61 es un componente crítico del canal proteico localizado en la membrana del RE. En las
células mutantes para Sec61 ¿cuál es le destino de las proteínas que normalmente se localizan
en el aparato de Golgi?
Las proteínas unidas al aparato de Golgi son incapaces de penetrar en el RE en un mutante
Sec61 y por lo tanto permanecen en el citosol
5) ¿Por qué los grupos de carbohidratos de las glicoproteínas están siempre expuestos en la
superficie de la célula?
Los grupos hidrocarbonados se añaden en el lumen del ER y del aparato de Golgi, que son
topológicamente equivalentes al exterior de la célula
6) ¿Cuál sería el efecto de mutar la secuencia KDEL de una proteína residente en el RE como
BiP? ¿sería este efecto similar o distinto del que se obtendría al mutar la proteína receptora de
KDEL?
La mutación de la secuencia KDEL inhibiría el retorno de la proteína residente en el RE desde el
Golgi al RE, de modo que sería secretado al exterior celular, La inactivación de la proteína
receptora de KDEL resultaría en la secreción de todas las proteínas del RE que contienen la
secuencia KDEL
7) ¿Cómo se dirige una proteína lisosómica a un lisosóma?¿Qué efecto tendría la adición de
una región señalizadora diana para un lisosoma, sobre la localización subcelular de una
proteína que normalmente es citosólica? ¿Cómo afectaría a la localización de una proteína que
normalmente es secretada?
Inicialmente, una secuencia señal dirige al polipéptido lisosómico naciente o a la proteína
prelisosómica al RER, entonces se le añade un oligosacárido mediante un enlace N. Después de
trasladarse al Golgi, se mantienen tres residuos de manosa que normalmente se eliminan y se
convierten en manosa-6-fosfato en un proceso en dos pasos (que tiene lugar en el cis Golgi).
Estos residuos de manosa-6-fostato son reconocidos y unidos por un receptor en la red del
trans Golgi, que dirige su transporte a los lisosomas.
La proteína normalmente citosólica carece de una secuencia señal y por lo tanto no entra en el
Re, por lo tanto, la adición de una señal de localización lisosómica no tendría ningún efecto.
Por el contrario, dicha adición dirigiría una proteína normalmente secretada hacia los
lisosomas desde el aparato de Golig
8) ¿Cuál es el destino predecible de las hidrolasas ácidas lisosómicas en la enfermedad celularI, en la que las células carecen de la enzima requerida para la formación de residuos de
manosa-6-fosfato?
En ausencia de la síntesis de manosa-6-fosfato en el aparato de Golgi, las proteínas lisosomales
normales serían secretadas
9) ¿Qué procesos resultan en la presencia de glicolípidos y esfingolípidos en la cara externa
pero no en la interna de la bicapa de la membrana plasmática?
Los glicolípidos y la esfingomielina son producidos por la adición de azúcares o fosforilcolina a
la ceramida en las superficies citosólica y lumínica, respectivamente, del aparato de Golgi. La
glucosilceramida es a continuación traspasada a la superficie lumínica. Después del transporte
vesicular y fusión con la membrana plasmática, estos lípidos se localizan en la mitad externa de
la membrana plasmática
10) Un paciente llega a su clínica con una acumulación de glucocerebrósidos en sus lisosomas
¿Cuál es su diagnóstico y qué terapia sugeriría si el precio no es un factor limitante?
El diagnóstico de la enfermedad de Gaucher. Puesto que la patología implica una mutación en
al hidrolasa glucocerebrosidada lisosómica, podrías sugerir la terapia de sustitución enzimática
11) Los lisosomas contienen poderosas enzimas hidrolíticas, que son transportadas desde su
sitio de síntesis en el RE vía el aparato de Golgi. ¿Por qué estas enzimas no dañan a los
constituyentes de estos orgánulos?
Las enzimas destinadas apra los lisosomas son hidrolasas ácidas y no son activas a los PH
neutrales del citoplasma, el RE, o el aparato de Golgi. Las hidrolasas ácidas son activadas por el
PH ácido de los lisosomas que se mantiene mediante bombas de protones lisosómicas.
12) ¿Cuál es la fuente de energía para la fusión entre las membranas diana y vesicular?
La fuerte interacción entre los dominios superenrolados de los v-SNARE y t-SNARE sitúa a las
dos membranas casi en contacto directo, Esto produce inestabilidad en la membrana y da
lugar a que las membranas se fusionen
13) ¿Por qué la activación de proteínas Rab requiere la asociación con una membrana?
Las proteínas Rab se almacenan en su forma unida a GDP en el citosol mediante asociación con
inhibidores de la disociación GDP (GDI). En las membranas, los GDI son eliminados mediante
factores de desplazamiento de GDI y los factores de intercambio de nucleótidos de guanina
localizados en la membrana estimulan el intercambio de GTP por GDP
TEMA 6(T11 LIBRO)
10- Tres de cada cuatro átomos de carbono convertidos en glicolato son devueltas a
los cloroplastos y vuelven a entrar en el ciclo de Calvin.
11- Las proteínas peroxisomas se sintetizan sobre ribosomas mas libres en el citosol y
se dirigen a los peroxisomas mediante una secuencia de señal ser-lys-leu en su
extremo carboxilo terminal, o una secuencia de nueve aa en el extremo N-terminal.
Estas secuencias son reconocidas por receptores e internalizadas a través de
transportadores en la membrana sencilla del peroxisoma.
12-Mientras que la membrana del tilacoide es impermeable a los protones, es
libremente permeable para otros iones, que pueden neutralizar el componente de
voltaje de su gradiente de protones.
TEMA 12 (tema 7)
5. ¿Qué bandas o zonas de un sarcómero muscular modifican la longitud
durante la contracción? ¿Por qué la banda A no cambia de longitud?
La banda I y la zona H se acortan durante la contracción. La banda A no se
acorta porque está ocupada por filamentos de miosina gruesos.
6. ¿Cómo regula el Ca2+ la contracción de la célula del músculo liso?
LA contracción de las células de músculo liso está regulada por la
fosforilación de la cadena ligera reguladora de la miosina por parte de la
quinasa de la cadena ligera de la mioisina, que a su vez está regulada por
la asociación de la proteína de unión a calcio calmodulina. Un incremento
en la calmodulina a la quinasa de cadena ligera de miosina.
7. ¿Cómo afectaría la expresión de siARN dirigidos frente a la vitamina al
crecimiento de fibroblastos en cultivo?
Los filamentos intermedios no son necesarios para el crecimiento celular
en cultivo, de modo que el ARNsi contra vimentina no tendría efecto.
8. ¿Por qué los filamentos intermedios apolares, aunque se ensamblen a
partir de monómeros, poseen extremos diferentes?
Los dímeros de los filamentos intermedios citoesqueléticos se tetrámeros,
que pueden ensamblarse a continuación de extremo a extremo para
formar protofilamentos. Puesto que se ensamblan a partir de tetrámeros
antiparalelos, los filamentos intermedios no poseen extremos diferentes y
son apolares.
9. ¿Qué observación clave ayudó a vale y colaboradores a diseñar una
estrategia para el aislamiento de la quinesina?
El movimiento in vitro de los microtúbulos requería ATP y era inhibido
mediante el análogo de ATP no hidrolizable AMP-PNP. Así los orgánulos
permanecieron unidos a microtúbulos en presencia de AMP-PNP,
surgiendo que las proteínas motoras responsables del movimiento de
orgánulos también podrían estar unidas.
10. ¿Cómo afectaría al movimiento de los cilios la eliminación de la
nexina?
Mediante la unión de dobletes de microtúbulos presentes en los cilios, la
nexina convierte el desplazamiento de los microtúbulos individuales en un
movimiento de flexión que desencadena el batido de los cilios. Si fuese
eliminado, los microtúbulos simplemente se desplazarían entre sí.
11. Estás estudiando el transporte de vesículas secretoras que contienen
insulina a lo largo de los microtúbulos en un cultivo de células
pancreáticas ¿Cómo afectaría el tratamiento con colcemida al transporte
de estas vesículas?
La colcemida inhibe la polimerización de microtúbulos e inhibiría el
transporte de las vesículas secretoras sobre los microtúbulos.
12. ¿Cuál es la función celular de la y-tubulina?
La y-tubulina juega un papel clave en la formación de centros
organizadores de microtúbulos. La y-tubulina se asocia con otras proteínas
para formar el complejo del anillo de y-tubulina, que funciona como
semilla para la nucleación de nuevos microtúbulos.