Bloque molecular paegs

PROYECTO i CUESTIONES PAEGs

2ยบ BACHILLERATO

BIOLOGร A

2014-2015

INDICE BLOQUE MOLECULAR: Unidad 1: Agua y sales minerales.

Unidad 2: Glúcidos Unidad 3: Lípidos Unidad 4.1: Proteínas Unidad 4.2: Enzimas Unidad 5: Ácidos nucleicos

Capítulo:

Cuestiones de razonamiento

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Unidad 1: AGUA Y SALES MINERALES 1.1 Describa [0,5] y dibuje [0,3] la estructura de la molécula de agua. Enumere cinco propiedades físico-químicas del agua y relaciónelas con sus funciones biológicas [1,2]. ✓ La molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno unidos mediante enlaces covalentes, no forma una estructura lineal, forma un ángulo de 104’5º. Posee una carga neta neutra aunque es una molécula dipolar, esta dipolaridad es debida a que el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno por lo que los electrones compartidos en el enlace covalente se sitúan más cerca del oxígeno que del hidrógeno, produciendo dos cargas parciales negativas en el oxígeno y una carga parcial positiva en cada uno de los hidrógenos.

Algunas de sus propiedades físico-químicas son: -Poder disolvente: tiene un gran poder disolvente porque la molécula de agua puede generar puentes de hidrógeno con moléculas apolares, moléculas anfipáticas y moléculas hidrófilas porque en el agua se pueden disolver la mayoría de las sustancias, a esta propiedad se le derivan algunas funciones biológicas como  El agua es el medio de transporte en el organismo de los seres vivos.  En el agua es donde se producen la mayoría de las reacciones del metabolismo.

-Elevado calor de vaporización: Es el número de calorías necesarias para convertir un gramo de un líquido en gas, en el agua es muy alta ya que hay que romper los puentes de hidrógeno, su principal función biológica asociada a esta propiedad es: la acción refrigerante, que ayuda a regular la temperatura corporal en los seres vivos.

- Elevado calor específico: El aumento de la temperatura de produce por el aumento de la energía cinética, en el agua la mayoría de la energía cinética se encarga de romper continuamente los puentes de hidrógeno, por lo que solo una pequeña parte de esta energía se encarga de aumentar la temperatura, esto hace que la temperatura del agua aumente muy lentamente y que el agua tenga como función biológica, la de actuar como amortiguador térmico, aunque influya la temperatura ambiental en los seres vivos la temperatura es constante.

-Cohesión-adhesión: el agua posee una gran cohesión porque continuamente se están produciendo enlaces por puentes de hidrógeno y además presenta una gran adhesión ya que es capaz de unirse a un gran número de moléculas, a esto se le deriva algunas funciones biológicas:  Fenómenos de capilaridad: permite el ascenso de la savia bruta a través del xilema.  Se convierte en un líquido prácticamente incompresible y es usado como esqueleto hidrostático por algunos seres vivos.

-Densidad anómala del agua: Cuando el agua es hielo presenta una estructura reticular abierta, por lo que el hielo es menos denso que el agua líquida y pueda flotar sobre ella y a esto se le atribuye la siguiente función biológica, aísla al agua líquida haciendo que su temperatura no esté por debajo de los 0º y de esta forma pueda haber vida bajo los polos.

1.2 ¿Qué puede explicar que un glóbulo rojo se hinche e incluso llegue a estallar cuando es sumergido en agua destilada? [0,5] ¿Qué ocurriría si en lugar de ser un glóbulo rojo fuera una célula vegetal?

[0,5]. Razone las respuestas. ✓

Cuando un glóbulo rojo es sumergido en agua destilada tiene lugar un proceso de ósmosis debido a las diferentes concentraciones de la célula y el agua. El agua es un medio hipotónico por lo que entra en la célula a través de la membrana semipermeable y esta se hincha, provocando en ocasiones que la célula explote, hemólisis.

Capítulo:

Ambos sucesos se producirán asociados a fenómenos osmóticos. La ósmosis se define como un fenómeno que tiene lugar entre dos soluciones de distinta concentración, separados por una membrana semipermeable, en él se produce un flujo de agua, del medio hipotónico al medio hipertónico, hasta que lleguen a ser isotónicos.

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En la célula vegetal el agua entra para equilibrar las concentraciones, la célula se hincha (turgescencia), pero no llega a estallar debido a la presencia de la pared celular.

1.3 Defina los conceptos de hipotónico e hipertónico referidos al medio externo de una célula [0,5]. ✓ El medio hipotónico externo de una célula se puede definir como aquel medio en el que su concentración de soluto es menor a la concentración del medio interno de esta.

El medio hipertónico externo de una célula, a diferencia del medio hipotónico, en este la concentración de soluto es mayor a la concentración que está el medio interno de esta.

1.4 Defina molécula hidrófílica [0,3], hidrofóbica [0,3] y anfipática [0,3]. Indique un ejemplo de biomolécula de cada uno de ellos [0,3]. Explique cómo se comportan las moléculas anfipáticas en el agua y relaciónelo con la formación de las membranas biológicas [0,8]. ✓ Podemos definir molécula hidrofílica como aquella que muestra carácter polar y que tiene una gran capacidad para formar enlaces por puentes de hidrógeno con los que pueden unirse a otras moléculas, estos enlaces se forman y se destruyen continuamente.

Las moléculas hidrófobas, a diferencia de las hidrófilas, presenta carácter apolar, por lo que no son solubles en agua debido a que son incapaces de formar puentes de hidrógeno con las moléculas de agua.

Las moléculas anfipáticas son dipolares y se dispersan en el agua formando micelas, de modo que los grupos polares quedan en contacto con el agua, y los apolares hacia el interior de la micela.

Ejemplo de una biomolécula hidrófila: monosacáridos.

Ejemplo de una biomolécula hidrófoba: grasas o triacilglicéridos (TG).

Ejemplo de una biomolécula anfipática: ácidos grasos.

Una de las principales características de las moléculas anfipáticas es que forman micelas al contacto con el agua, quedando la parte polar en contacto con el agua y la parte apolar hacia el interior de la micela. Esta característica posibilita la base estructural de todas las membranas biológicas, que es una bicapa lipídica , donde las zonas hidrófobas quedan hacia el interior de la estructura, mientras que las zonas hidrófilas se sitúan hacia el exterior , en contacto con el agua. Entre las moléculas que forman estas estructuras destacaremos: Fosfolípidos ( fosfoacilglicéridos y esfingolípidos), los glucolípidos y los esteroides, como el colesterol.

a) La causa de la polaridad de agua es su estructura, está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno unidos mediante enlaces covalentes formando 104’5º. El átomo de oxígeno es más electronegativo que los hidrógenos por lo que los electrones compartidos en el enlace covalente se sitúan más cerca del oxígeno originando dos negativas en el oxígeno y una carga parcial positiva en cada uno de los hidrógenos, por esta razón el agua es una molécula dipolar.

Las moléculas de agua se unen entre sí mediante enlaces por puentes de hidrógeno, cada molécula puede formar teóricamente cuatro enlaces por puentes de hidrógeno, dos con las cargas negativas del oxígeno y otros dos con las cargas negativas del hidrógeno. b) Medio de transporte: es el medio de transporte en el interior del organismo de los seres vivos debido a que el agua es capaz de establecer puentes de hidrógeno con un gran número de moléculas, por lo que es fácil incorporar los nutrientes a las células y eliminar las sustancias de desecho del metabolismo celular.

-Medio de las reacciones del metabolismo: la mayoría de las reacciones se deben de producir en el agua, ya que las mayoría de las reacciones necesitan estar en un medio acuoso para que se produzcan.

Capítulo: Unidad 1: AGUA Y SALES MINERALES

1.5 En relación con las propiedades físico-químicas del agua: ( Madrid 2012) a) Indique cuál es la causa de la polaridad de las moléculas de agua, y qué tipo de interacciones establecen entre sí dichas moléculas a causa de la polaridad (0,5 puntos). b) Cite dos funciones del agua relacionadas con su poder disolvente (0,5 puntos). c) Si se observa en unas células que el pH tiene un valor por debajo de 7 ¿qué tipo de sustancias se estarán acumulando en su interior? De forma muy resumida, explique qué consecuencias puede tener para las células esta situación, e indique qué tipo de disoluciones utilizan las mismas para amortiguar cambios bruscos de pH (1p). ✓

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c) Por debajo de 7 la disolución es ácida y para que una disolución sea ácida se debe de aumentar el [H 0 ] . La +

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reacciones del metabolismo se realizan en un intervalo entre 6 y 8, si el pH se encuentra por debajo de 6 o por encima de 8 se produce como consecuencia una notable disminución de los enzimas (desnaturalización) y por lo tanto una disminución del metabolismo celular. Para que esto no ocurra el organismo dispone de sistemas amortiguadores o sistemas tampón o buffer, estas sustancias a determinados valores del pH actúan como base o como ácido. Ej: tampón bicarbonato o los propios aminoácidos que forman las proteínas y/o enzimas.

1.6.- Diferenciar entre disoluciones y dispersiones. ¿Son diferentes el proceso de ósmosis y el proceso de diálisis? Explica por qué. ✓ Diferencias

Disoluciones

Dispersiones

Soluto

Soluble

Insoluble

Partículas

Pequeñas

Grandes

Luz

No Dispersa

Dispersa

Mezcla

Homogénea

``Homogénea´´

Estados

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Sol<----->Gel

Visibilidad

No visible al ojo humano ni al microscopio

No es visible al ojo humano pero sí al microscopio

Procesos

Ósmosis y difusión

Diálisis

Ejemplos

Sales minerales, Aas y monosacáridos

Resto de biomoléculas y macromoléculas

Estos dos procesos sí son diferentes, ya que en la diálisis se separan las partículas coloidales de las no coloidales a través de una membrana que permite su paso, mientras que la ósmosis es un fenómeno que tiene lugar entre dos disoluciones de distinta concentración, que a través de una membrana semipermeable se produce un flujo de agua, pero ésta no permite el paso de partículas.

En la sangre tenemos los llamados sistemas amortiguadores, tampón o buffer que actúan como los ácidos débiles, actúan a ciertos niveles del pH como ácido o como base, de forma que si añadimos ácido estos sistemas actuaran como bases, aceptando protones, por lo que cualquier alteración del pH será contrarrestada por ellos, entre los más importantes tenemos: tampón fosfato, tampón bicarbonato o los propios aminoácidos.

En el plasma sanguíneo , el tampón fundamental es el tampón bicarbonato, muy útil para neutralizar ácidos, ya que la relación bicarbonato/ácido carbónico es de 20:1.

Al aumentar la cantidad de ácido, la reacción se desplazará hacia la derecha, formando ácido carbónico y éste a su vez se transformará en CO2, que será expulsado por el intercambio gaseoso y H20 , molécula neutra, de esta forma se mantiene unos valores de pH entre 7,2 y 7,4.

1.8. Definir Oligoelemento. Realizar una clasificación de los bioelementos e indicar al menos 2 ejemplos de cada uno de ellos, indicando la función que desempeñan en los seres vivos. ✓ Oligoelementos son los bioelementos que forman parte de la materia de los seres vivos y que se encuentran en el organismo en pequeñas cantidades, con funciones catalíticas, pero que son fundamentales para su correcto funcionamiento.

Podemos clasificar los bioelementos en tres grupos, atendiendo a su abundancia y funciones:

Capítulo: Unidad 1: AGUA Y SALES MINERALES

1.7.- Al añadir un ácido a una disolución de cloruro sódico, se produce un gran descenso del valor del pH. Sin embargo, si se añade la misma cantidad a la sangre, ésta apenas sufre ningún cambio. Propón una explicación a este hecho. ✓

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-Bioelementos primarios: ( +/- 99 %masa celular)

Carbono(C): constituyente básico de las biomoléculas.

Fósforo (P): aparece en el esqueleto y en los dientes.

-Bioelementos secundarios: Calcio (Ca): forma parte de huesos y dientes.

Magnesio (Mg): actúa como catalizador en las reacciones químicas.

-Oligoelementos: ( < 0,1 %)

Hierro (Fe): componente de las moléculas transportadoras de oxígeno.

Flúor (F): forma parte de huesos y dientes.

1.9.- ¿Por qué a la materia viva, se le conoce como “Química del C”?. Indicar las características de este elemento. ✓  

Porque es el elemento que se presenta con un mayor porcentaje en la composición de los seres vivos.

Como bioelemento primario que es: Necesita electrones para completar su nivel electrónico exterior, en el caso del carbono, son 4 electrones. Lo que le permite formar 4 enlaces covalentes.

Su masa atómica es baja, por lo que los enlaces que forman son fuertes, creando moléculas muy estables.

A su vez el carbono posee otras características: Tetravalencia: - Posee cuatro orbitales enlazantes, dispuestos en forma de tetraedro que, le permite crear gran cantidad de moléculas tridimensionales.

Capacidad de unión entre sí: - Permite formar enlaces con grupos funcionales: Forma enlaces simples( C, H, O, N,..), dobles ( C, O, N,..) e incluso triples ( C, N,..)

- Forma cadenas hidrocarbonadas.

- Permite construir moléculas variadas y complejas, lineales, cíclicas, ramificadas,...

1.10.- Características de los bioelementos primarios. Sillares estructurales. ¿Enumerar y explicar qué propiedades poseen las biomoléculas orgánicas?

b) Denominamos sillares estructurales a las estructuras más simples o monómeros que forman las biomoléculas, que mayoritariamente son macromoléculas o polímeros: Lípidos: alcoholes, ácidos grasos e isoprenos.

Glúcidos: monosacáridos.

Proteínas: aminoácidos. Ácidos nucleicos: nucleótidos. c)-Propiedades de las biomoléculas orgánicas: -Todas realizan una función dentro de los seres vivos, dicha función depende de su forma y tamaño, como es el caso del acoplamiento de un enzima o la unión entre bases complementarias del ácido desoxirribonucleico (ADN).

- La mayoría de las moléculas son macromoléculas (polímeros) formadas por la unión de monómeros o sillares estructurales.

-Estas moléculas están formadas por esqueletos hidrocarbonados derivados de los hidrocarburos. La sustitución de uno o más átomos de hidrógeno por otros átomos, como el O y el N, originan los diferentes grupos funcionales de los que dependen gran parte de sus propiedades.

** 1.11.- En relación al agua: a) Explique los conceptos de dipolo eléctrico y de cohesión-adhesión (1 punto). b) Explique el concepto de producto iónico. Clasifique las disoluciones acuosas en base a sus concentraciones iónicas (1punto). a) El agua presenta dipolaridad debido a que el oxígeno que compone la molécula de agua es más electronegativo que los dos hidrógenos que la componen, haciendo que los electrones compartidos en el enlace covalente se sitúen más cerca del oxígeno que del hidrógeno y que se generen dos cargas negativas en el oxígeno y una carga positiva en cada uno de los hidrógenos. Esta cualidad le hace ser un disolvente universal, posibilitando que sea

Capítulo: Unidad 1: AGUA Y SALES MINERALES

a) Características bioelementos primarios:  Necesitan electrones para completar su nivel electrónico exterior, por lo que son capaces de establecer enlaces covalentes compartiendo electrones con otros átomos.  Su masa atómica es baja, por lo que los enlaces que forman son fuertes, confiriendo estabilidad a las moléculas biológicas de las que forman parte.

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capaz de disolver a compuestos iónicos (sales minerales) gracias a tracciones electrostáticas que posibilitan la solvatación iónica. A moléculas polares (grupos -OH, -COOH,...), estableciendo puentes de hidrógenos con ellos. A moléculas anfipáticas, orientando los grupos polares hacia el agua, creando monocapas, micelas,....

La cohesión-adhesión es debida a que el agua se une con otras moléculas de agua mediante enlaces por puentes de hidrógeno, puede unirse hasta con cuatro moléculas, dos con las cargas positivas y otras dos con las cargas negativas. Estos puentes están continuamente rompiéndose y formándose y por esto el agua presenta una gran cohesión interna y la adhesión es debida a que es capaz de establecer enlaces por puentes de hidrogeno con otras moléculas. + b) El agua se disocia aunque en muy pequeña parte en iones hidronio [H3O ] y en iones hidróxido [OH ]. Esta concentración es prácticamente constante por lo que se puede introducir dentro de la constante de equilibrio: + -7 Kw= [H3O ] · [OH ]. Esta constante, producto iónico del agua, a 25ºC vale 1,0·10 M , con estas proporciones la + + disolución acuosa sería neutra. Las disoluciones se pueden clasificar en básicas si [H 30 ] < [OH ] O en ácidas si [H30 ] > [OH ] En algunas disoluciones hay algunas sustancias que pueden modificar este equilibrio, cuando un ácido se disuelve en las disoluciones aumenta la concentración del [H30+] y en cambio si se añade una base aumenta el [OH ] Para simplificar el cálculo de la acidez o basicidad de una disolución, se ha establecido la escala de pH que, se define como el logaritmo en base decimal con signo negativo de la concentración de [H O ], expresada en moles por litro. pH = - log [H O ] De esta forma cuando pH < 7, se dice que la disolución es ácida; cuando pH = 7, se dice que la disolución es neutra y cuando pH > 7, se dice que la disolución es básica o alcalina.

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3

+

+

1.12.- En el Mar Muerto existe una elevada salinidad. Explique razonadamente por qué el número de especies en el Mar Muerto es menor que en otros mares [1].✓ El Mar Muerto es un medio hipertónico debido a su elevada salinidad por lo que produce un efecto de pérdida de agua en las células (deshidratación), este hecho hace que sea difícil la vida en el Mar Muerto, las pocas especies que lo habitan han conseguido adaptarse al medio por eso son capaces de soportar el alto nivel de salinidad.( Restringida fauna de microorganismos halófilos, es decir, capaces de sobrevivir en ambientes salinos: un protozoo ciliado, algunas algas y un grupo minúsculo de bacterias de los géneros Flavobacterium, Halococcus y Halobacterium, entre otros).

1.13.- Define el proceso de ósmosis ¿Por qué el agua de mar no calma la sed? ¿Cuando se produce la plasmólisis y la turgescencia? ✓ Ósmosis: flujo de agua a través de una membrana semipermeable de un medio hipotónico a un hipertónico que tienden a igualar sus concentraciones (medio isotónico).

El agua de mar no calma la sed debido a su gran concentración de sales minerales disueltas. Al tomar agua de mar, el agua de nuestras células tendería a salir de ellas por ósmosis (proceso descrito anteriormente) en lugar de incorporarse a las mismas, por lo que produciría deshidratación.

Turgescencia: tiene lugar cuando una célula se encuentra en un medio hipotónico. El agua entra en la célula, por fenómenos osmóticos, que se hincha aunque no llega a estallar gracias a la pared celular.

Capítulo: Unidad 1: AGUA Y SALES MINERALES

Plasmólisis: tiene lugar cuando una célula se encuentra en un medio hipertónico. El agua , por fenómenos osmóticos, tiende a salir de la célula, que se arruga y la membrana se despega de la pared celular.

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Unidad 2: GLÚCIDOS 2.1 Defina qué son los monosacáridos [0,6]. Indique el nombre que reciben en función del número de átomos de carbono [0,5]. Cite dos funciones biológicas de los monosacáridos [0,4]. Nombre dos polisacáridos importantes y la función que realizan [0,5p] ✓ Los monosacáridos, también conocidos como osas, son glúcidos que no se pueden descomponer ya que son monómeros, son unidades aisladas de polihidroxialdehído o polihidroxicetona y además son sólidos, incoloros, cristalinos y solubles en agua y con sabor dulce.

Las osas, suelen tener entre 3 y 8 átomos de carbono y en función del número de átomos de carbonos se clasifican en: triosas (tres átomos de carbono), tetrosas (cuatro átomos de carbono), pentosas (cinco átomos de carbono), hexosas (seis átomos de carbono) y heptosas (siete átomos de carbono).

Algunas de sus funciones biológicas son: -Actuar como nutrientes para que la célula pueda obtener energía (función energética).

-A partir de ellos se forman los demás glúcidos, es decir son los monómeros constituyentes de estos.

Dos ejemplos de polisacáridos podrían ser el almidón, cuya función es ser la primera fuente de energía para los humanos, constituyendo la principal fuente de reserva en los vegetales y la celulosa cuya función es de sostén y protectora, formando parte de la pared celular (PC) de los vegetales.

2.2 Explique la importancia biológica de los siguientes glúcidos: glucosa, ribosa, almidón y celulosa [2]. Indique qué es un enlace O-glucosídico [0,2] y qué grupos funcionales participan [0,1]. Cite dos polisacáridos que se formen por la polimerización de monosacárido de configuración α, [0,15] y uno por la de monosacáridos de configuración β [0,15]. Describa la estructura y la función que desempeña cada uno de ellos. [0,9] a) La glucosa: es una aldohexosa. Se encuentra en forma libre o forma polisacáridos de reserva o estructurales, como al almidón (vegetales) o el glucógeno (animales) y la celulosa (vegetales), respectivamente. Almacena mayoritariamente la energía solar captada durante la fotosíntesis y es el principal combustible metabólico de las células.

La ribosa: es una pentosa. No se encuentra libre en la naturaleza, sino que forman parte de otros compuestos.

Es componente estructural del ARN. Además forma parte de los ribonucleótidos, éstos en estado libre, puede actuar como moléculas energéticas (ATP), coenzimas de óxido-reducción (NADP, NADPH, FAD,…) o mensajeros intracelulares como el AMPc. El almidón: es la fuente primaria de la dieta humana y el principal elemento de reserva de las plantas. No es soluble, sino que forma disoluciones coloidales, por lo que contribuye a mantener la presión osmótica. Contiene dos polímeros: la amilosa y la amilopectina.

La celulosa: es el componente principal de las paredes celulares de las células vegetales. El enlace que las une no es atacado por los enzimas humanos, por lo que el nivel alimenticio es bajo, pero genera una gran cantidad de residuos que facilitan el buen funcionamiento del aparato digestivo, así : facilita la digestión, ayuda a adelgazar, evita el cáncer de colon y recto y evita el estreñimiento.

Configuración alfa: almidón y glucógeno, → α (1,4) y α (1,6) glucopiranosa Configuración beta: celulosa. β (1,4) glucopiranosa Almidón: principal fuente alimenticia de la dieta humana. Es un homopolisacárido formado por muchas moléculas de αD-Glucopiranosa, unidas por enlaces α (1,4) y α (1,6). Contiene dos polímeros: la amilosa (20%), presenta una estructura helicoidal , con 6 moléculas de glucosa por vuelta, unidos por enlaces α(1,4) que está formada por unidades de maltosa, y la amilopectina (80 %) que forma cadenas lineales y helicoidales y con ramificaciones cada 24 o 30 unidades, con enlaces α( 1,6) Glucógeno: elemento de reserva en animales. Es un homopolisacárido formado por muchas moléculas de α-DGlucopiranosa, unidas por enlaces ( α 1,4 y α1,6) Formado por cadenas muy largas y ramificadas de glucosas, con una estructura similar a la amilopectina pero las ramificaciones laterales se sitúan cada 8 o 12 moléculas de glucosa.

Capítulo: Unidad 2: GLÚCIDOS

En el enlace O-glucosídico se produce por la interacción de dos grupos hidroxilos de dos osas, liberándose una molécula de agua. Puede ser alfa o beta glucosídico, según si el grupo -OH del carbono anomérico está hacia abajo ( α) o si está arriba ( β). Mono o dicarbonílico dependiendo si en él intervienen los carbonos anoméricos de ambas osas o solamente el de uno.

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La celulosa Polisacárido estructural de las paredes celulares de las células vegetales. El enlace ( β1,4 ) entre sus moléculas no es atacado por los enzimas digestivos humanos. Compuesta por 10.000 - 15000 moléculas β-DGlucopiranosa, unidas mediante enlace O-glucosídico β(1,4), cuya función es estructural, forman cadenas lineales no ramificadas que se unen unas a otras por puentes de hidrógeno, creando microfibrillas, fibrillas, fibras,.., lo que las hace muy rígidas e insolubles en agua .

2.3 Explica muy brevemente qué es: a) un carbono asimétrico, b) una aldosa, c) el glucógeno, d) la celulosa (2 puntos).✔ a) Carbono asimétrico: Carbono que va unido a cuatro radicales o grupos funcionales diferentes., de ellos deriva la actividad isomérica y por tanto funcional de muchos grupos: monosacáridos, aminoácidos,.. b) Aldosa: Monosacárido que tiene como grupo funcional un grupo aldehido. Ej: Glucosa c) Glucógeno: Homopolisacárido de reserva energética de los animales, degradándose hasta glucosa. Se almacena en el hígado y en el tejido muscular. Está formado por muchas moléculas de α-D-Glucopiranosa, unidas por enlaces ( α1,4 y α1,6) Formado por cadenas muy largas y ramificadas de glucosas, con una estructura similar a la amilopectina pero las ramificaciones laterales se sitúan cada 8 o 12 moléculas de glucosa d) Celulosa: Polisacárido estructural de las paredes celulares de las células vegetales. El enlace ( β1,4 ) entre sus moléculas no es atacado por los enzimas digestivos humanos. Compuesta por 10.000 - 15000 moléculas β-DGlucopiranosa, unidas mediante enlace O-glucosídico β(1,4), cuya función es estructural, forman cadenas lineales no ramificadas que se unen unas a otras por puentes de hidrógeno, creando microfibrillas, fibrillas, fibras,.., lo que las hace muy rígidas e insolubles en agua.

2.4.-. Exponga dos de las ventajas que supone para los animales el hecho de tener abundantes reservas de grasas y escasas reservas de polisacáridos. Razone la respuesta [1]. ( EX 4A,2012) ✓ Una de las dos ventajas es la capacidad de pasar largos periodos de tiempo sin alimento como los osos en proceso de hibernación al actuar sus grasas como almacenadores de energía necesario para su metabolismo en esos momentos, dado su alto estado reducido (Grasas: 9 kcal/g).Además, al acumularse de forma anhidra, ocupan menos espacio y no limita la movilidad de los animales.

Otra de las ventajas es que las grasas actúan como amortiguador térmico, lo que permite a los animales vivir en medios fríos, así como, al acumularse de forma anhidra, se puede almacenar mayor cantidad en menor volumen.

2.5.- Describa el enlace O-glucosídico [0,4] y analice las características estructurales y funcionales de tres polisacáridos de interés biológico [1,2]. ( Ex 3B, 2012) ✓ El enlace O-glucosídico se produce por la unión entre dos grupos hidroxilos de dos osas, con desprendimiento de H O. Este enlace puede ser de dos tipos: 2

Almidón: principal fuente alimenticia de la dieta humana .Es un homopolisacárido formado por muchas moléculas de α-D-Glucopiranosa, unidas por enlaces ( α1,4 y α1,6) ):Contiene dos polímeros: la amilosa (20%), presenta una estructura helicoidal , con 6 moléculas de glucosa poir vuelta, unidos por enlaces ( α1,4) que está formada por unidades de maltosa, y la amilopectina,( 80 %) que forma cadenas lineales y helicoidales y con ramificaciones cada 24 o 30 unidades, con enlaces ( α1,6) Glucógeno: elemento de reserva en animales. Es un homopolisacárido formado por muchas moléculas de α-DGlucopiranosa, unidas por enlaces ( α1,4 y α1,6) ) Formado por cadenas muy largas y ramificadas de glucosas, con una estructura similar a la amilopectina pero las ramificaciones laterales se sitúan cada 8 o 12 moléculas de glucosa.

Quitina: forma parte del exoesqueleto de los artrópodos y de la pared celular de los hongos, es un polímero de N-acetil glucosamina. Su estructura es similar a la de la celulosa; forma capa alternas, lo que le confiere gran resistencia y dureza.

Capítulo: Unidad 2: GLÚCIDOS

-Enlace monocarbonílico: Interviene un carbono anomérico de la primera osa y el grupo OH de cualquier carbono distinto del carbono anomérico, cualquiera de la otra osa manteniendo el poder reductor. Ej : Maltosa -Enlace dicarbonílico: intervienen los grupos OH de los carbonos anoméricos de las dos osas y pierde el poder reductor. Ej : Sacarosa

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2.6.- Referente a los polisacáridos: Madrid 2010 a) Escriba la composición, enlace característico, función y localización celular de la celulosa (1 punto). b) Escriba la composición, enlaces característicos, función y localización fundamental del glucógeno (1 punto). a. Celulosa: Compuesta por 10.000 - 15000 moléculas β-D-Glucopiranosa, unidas mediante enlace O-glucosídico β(1,4), cuya función es estructural, forman cadenas lineales no ramificadas que se unen unas a otras por puentes de hidrógeno, creando microfibrillas, fibrillas, fibras,.., lo que las hace muy rígidas e insolubles en agua.

Se localiza en la pared celular de las células vegetales. b. Glucógeno: elemento de reserva en animales. Es un homopolisacárido formado por muchas moléculas de α-DGlucopiranosa, unidas por enlaces ( α1,4 y α1,6) ) Formado por cadenas muy largas y ramificadas de glucosas, con una estructura similar a la amilopectina pero las ramificaciones laterales se sitúan cada 8 o 12 moléculas de glucosa. Su función es la de actuar como reserva energética en animales, acumulándose en las vacuolas de las células hepáticas y de fibras musculares.

2.7.- Defina monosacárido ( 0,5 p). Realice una clasificación de los monosacáridos según el número de átomos de carbono ( 0,25 p) . Cite dos ejemplos de monosacáridos de 5 átomos de carbono y otros dos de seis ( 0,4 p) . Diferencie disacárido y polisacárido( 0,25 p). Cite dos funciones de polisacáridos en los seres vivos indicando el nombre de un polisacárido que desempeñe cada función (0,6 p) SEP, 2013 a.

Monosacárido u osas, están constituidos por una unidad aislada de polihidroxialdehido o polihidroxicetona. Son sólidos incoloros, cristalinos, solubles en agua y sabor dulce. b.

Según los átomos de carbono pueden ser triosas (3 carbonos: gliceraldehido), tetrosas (4 carbonos), pentosas (5 carbonos: ribosa), hexosas(6 carbonos: glucosa ), heptosas (7 carbonos). c.

Pentosas ( 5C) : Ribosa y Desoxirribosa.

Hexosas ( 6C) : Glucosa y Fructosa. d.

Disacárido está formado por dos osas y los polisacáridos están formado por más de 10 osas. Los disacáridos tienen sabor dulce, son solubles y son blancos, mientras que los polisacáridos no son solubles, no son dulces, no son cristalizables y no tienen color blanco. e) POLISACÁRDOS con : Función de reserva en vegetales: almidón Función estructural: Quitina ( pared celular hongos y exoesqueleto de insectos)

Los isómeros son compuestos con la misma fórmula molecular, pero distinta fórmula estructural.

Pueden ser: - Isomería de función: la presentan los compuestos que se diferencian por su grupo funcional.

Ejemplos : Glucosa ( aldosa )- Fructosa ( cetosa) - Estereoisomería: son compuestos que se diferencian en la disposición espacial de sus átomos y esto se debe a la existencia de carbonos asimétricos ( C*) (aquellos carbonos que poseen cuatro sustituyentes diferentes), presentes en todos los monosacáridos excepto la dihidroxiacetona. Una molécula con n carbonos n asimétricos puede tener 2 estereoisómeros. Estos pueden ser: Enantiómeros cuando varía la posición de todos los OH de sus C* ( D-Glucosa y L-Glucosa) y epímeros cuando solo varía la posición de uno de los OH de sus C*. (D-ribosa y D-xilosa). Asimismo, cuando el grupo hidroxilo del último carbono asimétrico, está a la derecha , se habla de forma D, y si está a la izquierda, forma L. ( Ej: D-glucosa y L- glucosa).

Capítulo: Unidad 2: GLÚCIDOS

2.8.- Isomería. Tipos, clasificación y características principales.

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Anómeros: isómeros de monosacáridos de más de 5 átomos de carbono con unión hemiacetálica o hemicetálica, que surgen cuando las osas de más de 5 átomos de carbono entran en disolución. Pueden ser α o ß. Ejemplos ( α-D-glucopiranosa y la ß-D-glucopiranosa).

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Isomería óptica: se debe a la presencia de carbonos asimétricos. Aunque tienen propiedades idénticas, se diferencian en que hacen rotar el plano en que vibra la luz polarizada en distinto sentido.

Estos pueden ser dextrógiros ó levógiros. Ejemplos D-fructosa, fuertemente levógira.

2.9.- ¿Qué tipos de enlaces se establecen entre los disacáridos?¿Por qué algunos disacáridos tienen poder reductor o no? Represente gráficamente la sacarosa, señalando dicho enlace y entre qué carbonos se establece.✓ Enlace O-glucosídico: este enlace se produce por la unión entre dos grupos hidroxilos de dos osas, siempre con desprendimiento de una molécula de agua. Este enlace se establece entre el grupo hidroxilo del carbono anomérico de la primera osa y el grupo hidroxilo de un carbono (anomérico o no anomérico) de la segunda osa. Según la posición del grupo hidroxilo de la primera osa distinguimos dos tipos de enlaces: α (grupo OH abajo) y β (grupo OH arriba).

El poder reductor de los disacáridos depende de los carbonos entre los que se produce el enlace O-glucosídico. La unión entre las osas puede producirse entre el carbono anomérico de la primera y un carbono no anomérico de la segunda, originando un enlace monocarbonílico o entre los carbonos anoméricos de las osas, en cuyo caso origina un enlace dicarbonílico.

Si el enlace es monocarbonílico el carbono anomérico (que posee el poder reductor) de la segunda osa queda libre, con lo que mantiene el poder reductor. En cambio, si el enlace es dicarbonílico, ningún carbono anomérico queda libre, ambos intervienen en el enlace y por tanto se pierde el poder reductor. Ej :Sacarosa En el enlace intervienen los carbonos anoméricos de las dos osas (el carbono 1 de la primera osa con el carbono 2 de la segunda osa). Se pierde el poder reductor.

Enlace O-glucosídico dicarbonílico.

Capítulo: Unidad 2: GLÚCIDOS

2.10 .- Representar gráficamente las siguientes moléculas, tanto en su forma abreviada, lineal y cíclica:✓ a) Glucosa b) Fructosa c) Ribosa.

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2.11.-

Las moléculas de RNA (ARN o ácido ribonucleico) están formadas por la unión de monómeros, denominados nucleótidos. A su vez, cada nucleótido, está formado por una pentosa, en el ARN es la ribosa, un grupo fosfato (en el carbono 5’) y una base nitrogenada (en el carbono 1’), en el ARN, puede ser la adenina (A), Guanina (G), Citosina ( C ) y Uracilo (U). . Los ribonucleótidos se unen entre sí formando una cadena sencilla mediante enlaces fosfodiéster, que se forma entre el grupo fosfato de un nucleótido y el grupo hidroxilo del carbono 3´del siguiente. De este modo, la cadena presenta dos extremos libres: el carbono 5’, unido a un grupo fosfato y el 3’, unido a un hidroxilo. ✓

2.12.- Los polisacáridos son macromoléculas presentes en los seres vivos. (mod 99 – A1) Concepto de polisacárido (0,5 puntos). Cita dos polisacáridos: uno característico de vegetales y otro de animales, indicando su composición y su función (1 punto) c) Indica la localización, dentro de la célula, de cada uno de los ejemplos citados. (0,5 puntos)

Capítulo: Unidad 2: GLÚCIDOS

Figura 3. Principales grupos químicos: grupo carbonilo (aldehído) que participa en el enlace hemiacetálico y grupos hidroxilos en todos los carbonos 1) Estructural: Almidón: unidades de maltosa unidas por enlaces O-glucosídicos α (1→4) y α(1→6).

Celulosa: unidades de glucosa unidas por enlaces O-glucosídicos β (1→4).

2) Funcional: Almidón: reserva energética en vegetales.

Celulosa: función estructural, forma la pared celular de los vegetales y algas.

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Polisacárido: glúcidos formados por la unión, mediante enlace O-glucosídico, de once a varios miles de monosacáridos o derivados de ellos.

Celulosa: Compuesta por 10.000 - 15000 moléculas β-D-Glucopiranosa, unidas mediante enlace O-glucosídico β(1,4), cuya función es estructural, forman cadenas lineales no ramificadas que se unen unas a otras por puentes de hidrógeno, creando microfibrillas, fibrillas, fibras,.., lo que las hace muy rígidas e insolubles en agua.

Glucógeno: elemento de reserva en animales. Es un homopolisacárido formado por muchas moléculas de α-DGlucopiranosa, unidas por enlaces ( α1,4 y α1,6) ) Formado por cadenas muy largas y ramificadas de glucosas, con una estructura similar a la amilopectina pero las ramificaciones laterales se sitúan cada 8 o 12 moléculas de glucosa. Su función es la de actuar como reserva energética en animales.

Celulosa: pared celular de los vegetales Glucógeno: vacuolas de células musculares y hepáticas.

2.1.13.- En relación con los glúcidos: (sep 00 – B1) a) Indica si los siguientes compuestos: sacarosa, almidón, glucógeno y lactosa, son disacáridos o polisacáridos. (1 punto) Disacáridos: sacarosa, lactosa.

Polisacáridos: almidón, glucógeno.

b) En relación con los compuestos indicados en el apartado anterior, indica en qué tipo de célula, animal o vegetal, se encuentran los homopolisacáridos y cuál es su función. (1 punto) Almidón: célula vegetal, función de reserva energética.

Glucógeno: célula animal, función de reserva energética.

2.1.14. Los glúcidos son biomoléculas que desempeñan diversas funciones esenciales para el organismo. (mod 01 – B1) a) Enumera dos tipos diferentes de glúcidos y pon un ejemplo de cada uno de ellos. (0,5 puntos) Osas: glucosa.

Heteropolisacáridos: agar-agar

b) Enumera dos tipos de asociación entre glúcidos y otras biomoléculas. (0,5 puntos) Glucolípidos ( glúcidos + lípidos) : Gangliósidos Glucoproteidos ( glúcidos + proteínas): peptidoglucanos que forman las paredes bacterianas

c) Explica dos de las funciones que desempeñan los glúcidos en el organismo y pon un ejemplo de glúcido en cada una de ellas. (1 punto) Energéticas: los glúcidos actúan como fuente de energía, por ejemplo la glucosa, que constituye una fuente primaria de energía química para las células. La energía se obtiene mediante la respiración celular. Sin embargo; también actúan como reserva energética, como por ejemplo el almidón en los vegetales.

2.1.15. Con relación a la célula vegetal: (sep 01 – A1) a) Explica la composición química de la celulosa. (0,5 puntos) La celulosa presenta entre 10000 y 15000 unidades de glucosa unidas por enlaces β(1→4) (moléculas de β-Dglucopiranosa).( Ver 2.12).

b) Indica a qué grupo de biomoléculas pertenece la hemicelulosa. (0,5 puntos) Biomolécula orgánica, glúcido, ósido, holósido, heteropolisacárido, posee como componentes: glucosa, galactosa y fucosa.

c) Indica la localización de la celulosa en dicha célula. (0,5 puntos) La celulosa se encuentra principalmente en la pared celular de dicha célula.

Capítulo: Unidad 2: GLÚCIDOS

Estructurales: constituyen diversas estructuras en los seres vivos, tanto a nivel molecular, celular y orgánico. Un ejemplo es la ribosa que forma parte del ARN (ácido ribonucleico).

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d) Cita dos biomoléculas presentes en las células, vegetales o animales, con idénticas características químicas a las anteriores. (0,5 puntos).

El almidón y el glucógeno. Todas ellas están formadas por moléculas D-glucopiranosa aunque en el almidón y en el glucógeno los enlaces son α(1→4) y α(1→6).

2.1.16.- (mod 02 – B1) a) Explica la constitución de los disacáridos. (0,5 puntos) Están constituidos por dos monosacáridos unidos mediante un enlace O-glucosídico que, se produce por interacción del grupo -OH del carbono anomérico de la primera osa con cualquiera de los grupos -OH de la segunda osa, liberándose una molécula de agua.

Si en dicha unión participan los -OH de ambos carbonos anoméricos, en enlace O-glucosídico será dicarbonílico y el disacárido perderá el poder reductor. Ej :Sacarosa Si interviene un carbono anomérico de la primera osa y un carbono no anomérico cualquiera de la otra osa, el carbono anomérico de la segunda osa queda libre, y se mantiene el poder reductor. Ej: Maltosa

b) Indica si los compuestos que se citan a continuación son monosacáridos, disacáridos o polisacáridos: galactosa, celobiosa, glucógeno y sacarosa. (1 punto) Galactosa: Monosacárido Celobiosa: Disacárido Glucógeno: Polisacárido Sacarosa: Disacárido

c) Indica la composición química de la sacarosa y explica si se trata o no de un azúcar reductor.

(0.5 puntos) Su fórmula es C12H22O11. No contiene ningún átomo de carbono anomérico libre, puesto que los carbonos anoméricos de sus dos unidades monosacáridos constituyentes se hallan unidos entre sí, covalentemente mediante un enlace O-glucosídico( dicarbonílico) Por esta razón, la sacarosa no es un azúcar reductor.

2.1.17. En relación con los glúcidos: (jun 03 – B1) a) Cita una pentosa e indica su función biológica. (0,5 puntos) La ribosa por ejemplo. Su función consiste en constituir uno de los principales componentes del ácido ribonucleico en su forma cíclica.

b) Explica cómo se establece la unión entre los monosacáridos para formar un disacárido. (0,5) Condensación de los dos monosacáridos mediante un enlace O-glucosídico (con pérdida de una molécula de agua) pues se establece en forma de éter siendo un átomo de oxígeno el que une cada pareja de monosacáridos.

c) Cita un disacárido de interés biológico característico de la célula vegetal y otro de la célula animal e indica los componentes de cada uno de ellos. (1 punto) Celobiosa: No se encuentra libre en la naturaleza, está formada por dos moléculas de β-D-glucopiranosa..

Lactosa: Formada por galactosa y glucosa.

2.1.18. En relación con las biomoléculas, explique: (jun 04 – B1) a) La formación del enlace O-glucosídico (0,5 puntos).

Se forma mediante la unión del grupo hidroxilo del carbono anomérico de la primera osa con cualquiera de los grupos hidroxilo de la segunda osa, liberándose una molécula de agua.

b) Indique un homopolisacárido y un heteropolisacárido, ambos con función estructural. (0,5 puntos) 2.1.19.- Referente a las biomoléculas orgánicas: (sep 05 – B1) a) Indique a qué grupo de moléculas biológicas pertenece el ejemplo que se representa y cite la denominación del enlace señalado con la letra A (0,5 puntos).

Pertenece a los glúcidos. Enlace O-glucosídico.

b) A la vista del ejemplo anterior, indique si el enlace establecido y señalado con la letra A, es monocarbonílico o dicarbonífico. Razone la respuesta (0,75 puntos).

Capítulo: Unidad 2: GLÚCIDOS

Homoplisacárido: Celulosa Heteropolisacárido: Pectina

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Monocarbonílico, ya que el carbono anomérico de la primera osa interviene y el de la segunda osa interviene uno no anomérico. Se mantiene el poder reductor.

c) Cite tres moléculas que pertenezcan al mismo grupo general que el ejemplo del primer apartado (0,75 puntos).

Maltosa, lactosa y galactosa.

2.1.20.- ¿Puede un animal digerir y aprovechar la celulosa? ¿Y el almidón? Razona las respuestas.

El animal en sí no, pero por ejemplo los rumiantes presentan bacterias simbióticas que segregan celulasa, que descompone la celulosa y así el animal lo puede digerir. Igual con las termitas, en su intestino presentan protozoos con la misma función.

2.1.21- Defina qué son los monosacáridos (0,5 p) y explique su importancia biológica (0,6 p).Haga una clasificación de los mismos (0,5 p). Represente la fórmula desarrollada de la glucosa (0,4 p).

Capítulo: Unidad 2: GLÚCIDOS

Son glúcidos formados por una sola unidad aislada de polihidroxialdehído o polihidroxicetona. Presentan sabor dulce, poder reductor, solubles en agua, cristalizables. Con respecto a su función biológica, pueden actuar con función estructural o energética. Se pueden clasificar atendiendo a diferentes factores: -Según su grupo funcional: Aldosas o Cetosas -Según el número de carbonos: triosas, tetrosas, pentosas, hexosas, heptosas...

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Unidad 3: LÍPIDOS 3.1.- Defina qué son los esteroides [0,2]. Cite tres ejemplos de moléculas esteroideas [0,3]. Describa las funciones biológicas fundamentales de los esteroides [1].

Podemos definir los esteroides como lípidos insaponificables, derivados del esterano, y por tanto carecen de ácidos grasos en su molécula.

Ejemplos: colesterol, la vitamina D y los ácidos biliares.

En cuanto a las funciones biológicas de los esteroides, son: 1. Función estructural : El colesterol , forma parte de las membranas celulares , dado su carácter anfipático, que le proporciona el grupo -OH, presente en la posición 3, al tratarse de una molécula muy voluminosa y rígida, reduce su movilidad por lo que disminuye la fluidez de la membrana celulares.

2. Funciones reguladoras : a.

Vitamina D: regula el metabolismo del calcio y del fósforo y su absorción intestinal. b. Ácidos biliares: Emulsionar las grasas para facilitar su digestión. c.

Progesterona : hormona del embarazo.

3.2 Defina triacilglicérido [0,4] y explique dos de sus funciones biológicas [0,6]. Explique cómo obtendría jabón a partir de estas biomoléculas [0,4]. Cite dos biomoléculas hidrófobas insaponificables y una función de cada una de ellas [0,6].

-Triacilglicéridos: o grasa neutras, son ésteres de tres ácidos grasos y glicerina. Se forman al esterificarse tres moléculas de ácidos grasos con los tres grupos alcohólicos de la glicerina, liberándose tres moléculas de agua.

Las grasas desempeñan, principalmente, dos funciones: la de reserva energética: en los animales se acumulan en los adipocitos del tejido adiposo, y en los vegetales, en las vacuolas de las células de los frutos y las semillas; y la de proporcionar aislamiento térmico y protección mecánica, impiden que se produzcan daños en el organismo y que este se enfríe por el frío exterior.

Podríamos obtener jabón a partir de estas moléculas mediante el proceso de hidrólisis química o saponificación en caliente, donde el triacilglicérido se trata con una base (NaOH o KOH), los enlaces éster se rompen, se forman tres moléculas de las sales sódicas o potásicas de los correspondientes ácidos grasos y se libera una molécula de glicerina. Las sales formadas se denominan jabones.

Biomoléculas hidrófobas insaponificables: -Terpenos: sustancias coloreadas, pigmentos fotosintéticos.(xantofilas) -Esteroides: desempeñan funciones no estructurales. Ej: vitamina D, regula el metabolismo del calcio y del fósforo.

Se trata de un fosfoacilglicérido.

En el recuadro 1 se encuentra dos ácidos grasos: un ácido palmítico (ácido graso saturado) y un ácido oleico (ácido graso insaturado) , que compone la zona hidrófoba, mientras que el recuadro 2 se encuentra la glicerina.

Capítulo: Unidad 3: LÍPIDOS

3.3 En relación con la fórmula adjunta, conteste las siguientes cuestiones: a).- ¿Qué tipo de biomolécula representa? [0,25]. Indique el nombre de los compuestos incluidos en los recuadros 1 y 2 [0,25] e identifique el tipo de enlace que se establece entre ellos [0,25]. Explique cómo se forma dicho enlace [0,25].

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El enlace se forma por esterificación y se produce cuando un ácido orgánico, reacciona con un alcohol para formar un compuesto llamado éter. En el proceso se libera una molécula de agua.

b).- ¿Cuál es el comportamiento de este tipo de biomoléculas en un medio acuoso? [0,75]. ¿En qué estructuras celulares se encuentra? [0,25].

Se trata de una molécula anfipática. Presentan una parte hidrófoba y otra hidrófila, la parte hidrófila es el aminoalcohol y el ácido fosfórico, mientras que la parte hidrófoba corresponde a los recuadros 1 y 2: ácido graso saturado , insaturado y la glicerina.

3.4 Defina qué es un fosfolípido e indique cuáles son sus componentes moleculares. ¿Qué propiedades respecto al agua se derivan de la estructura de los fosfolípidos y cuáles son sus implicaciones biológicas?

Son lípidos que contienen en su molécula ácido fosfórico. Están formadas por uno o dos ácidos grasos, un alcohol ( glicerina o esfingosina), una molécula de ácido fosfórico y un compuesto polar (aminoalcohol: colina, serina, etanolamina,..). Pueden clasificarse en dos grandes grupos : 1. Fosfoacilglicéridos : Glicerina + 2 Ácidos grasos + Ácido fosfórico + Aminoalcohol 2. Esfingolípidos : Esfingosina + 1 Ácido graso + Ácido fosfórico + Aminoalcohol Son moléculas anfipáticas, es decir, presentan una parte hidrófila apolar y otra parte hidrófoba polar, lo que le permite tener un papel fundamental en la función estructural de las membranas celulares, donde las zonas hidrófobas se dispondrán hacia el interior de la misma, mientras que las zonas hidrófilas se sitúan hacia el exterior en contacto con el agua.

3.5 Referente a los lípidos: (mod 06 – B1) Si se ponen en proporciones, adecuadas: grasas (triacilglicéridos), agua y una base (NaOH o KOH), explique la reacción que tendría lugar, cite su nombre e indique el producto que se obtendría (0,75 puntos). Explique cómo se formaría un triacilglicérido (0,5 puntos). Cite tres tipos de lípidos e indique la función de cada uno de ellos (0,75 puntos).

Se produce una reacción llamada hidrólisis química, denominada saponificación, en esta reacción los enlaces éster se rompen y se forman tres moléculas de sales sódicas llamadas jabones de los correspondientes ácidos grasos y una molécula de glicerina.

Un triacilglicerido se forma por la unión de tres ácidos grasos con con cada uno de los grupos alcohólicos de la glicerina mediante la esterificación liberando tres moléculas de agua.

Como algún ejemplo del lípido:  Acilglicéridos cuya función es de reserva energética, aunque también tiene una función aislante y protectora.  Los fosfolípidos su función es estructural, forma membranas mediante bicapas lipídicas.  Los esteroides que son lípidos que mayoritariamente no desempeñan funciones estructurales (como el colesterol), sino que actúan mayoritariamente con funciones reguladoras (Ej: Vitamina D, Progesterona,..).

a. Los fosfolípidos: Son moléculas anfipáticas ya que poseen dos polos: uno polar constituido por un grupo fosfato y un compuesto polar, normalmente un aminoalcohol y el otro polo es una zona apolar constituido por un ácido grasos y la esfingosina, en los esfingolípidos; o dos ácidos grasos, en los fosfoglicéridos. b. Los acilglicéridos: Son ésteres de ácidos grasos y glicerina, se forman esterificandose uno, dos o tres ácidos grasos con uno ,dos o tres alcoholes de la glicerina.  Función estructural formando membranas : Fosfolípidos y Esfingolípidos  Función de reserva energética : Triacilglicéridos.  Función aislante térmica y protectora mecánica. Ceras y triacilglicéridos.  Función biocatalizadora y pigmentos captadores de luz en la visión y en la fotosíntesis: Esteroides y terpenos, respectivamente.

Capítulo: Unidad 3: LÍPIDOS

3.6.- Los lípidos constituyen un grupo de biomoléculas estructural y funcionalmente muy heterogéneo. (jun 00) a) Describe la estructura general de dos tipos diferentes de lípidos. (1 p) b) Indica cuatro funciones que desempeñan los lípidos en el organismo. (1 p)

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3.7.- FORMULAR ESQUEMÁTICAMENTE UN ÁCIDO GRASO. Indicar cómo se unen a alcoholes como la glicerina.

Las grasas son moléculas orgánicas presentes en todos los seres vivos con una gran heterogeneidad: la obtención del jabón se basa en una reacción en la que intervienen algunos lípidos; explique esta reacción e indique cómo se denomina. Justifique si el aceite de oliva empleado en la cocina podría utilizarse para la obtención de jabón (1 p). Ácido láurico→ Símbolo: 12:0

Fórmula molecular: CH3-(CH2)10-COOH

Fórmula general de un ácido graso:

CH3- (CH2) n- COOH

La unión de un ácido graso a la glicerina se produce mediante una reacción de esterificación, ésta se produce entre el grupo hidroxilo de la glicerina y el grupo carboxilo del ácido graso, quedando un éster y se libera una molécula de agua. El resultado es un acilglicérido.

Reacción de saponificación o hidrólisis química en caliente: un triacilglicérido se trata con una base fuerte (NaOH O KOH). En la reacción los enlaces éster se rompen, se forman moléculas de las sales sódicas o potásicas de los correspondientes ácidos grasos y se libera una molécula de glicerina. Las sales formadas se denominan jabones.

El aceite de oliva podría utilizarse para obtener jabón ya que está compuesto mayoritariamente por ácidos grasos (que pueden formar jabones mediante la reacción de saponificación), el ácido oleico, que es insaturado.

3.8.- Exponga dos de las ventajas que supone para los animales el hecho de tener abundantes reservas de grasas y escasas reservas de polisacáridos. Razone la respuesta [1]. ( EX 4A,2012) 1- Mayor poder energético en menor espacio: las grasas son moléculas muy energéticas, están muy reducidas.

Los animales almacenan los excedentes energéticos en forma de grasa ya que mediante su oxidación se obtienen 9kcal/g en cambio, los glúcidos y proteínas originan, respectivamente, 3,75 y 4 kcal/g. En consecuencia, el almacenamiento en forma de lípidos supone la acumulación de la misma cantidad de energía en menos de la mitad de masa. Esto facilita la movilidad de los animales, característica esencial de ellos.

2- Función protectora: las grasas actúan como amortiguadores térmicos, ayudan a mantener estable la temperatura del organismo frente a cambios bruscos de temperatura. Además, proporcionan protección ante los golpes bruscos. También facilitan la impermeabilización de estructuras anatómicas, tales como la piel, las plumas y el pelo.

a)La molécula presenta un extremo polar (1) y un extremo apolar (2). La naturaleza química del número 1 se correspondería con una molécula de ácido ortofosfórico esterificado con un aminoalcohol, mientras que el número 2 podría tratarse de: -Alcohol (glicerina) esterificado con dos ácidos grasos: saturado e insaturado, superior e inferior respectivamente, tratándose en este caso de un fosfoacilglicérido.

-Alcohol (esfingosina) esterificado con un único ácido graso insaturado, correspondiendo a la cadena superior.

Se trataría de un esfingolípido. b) Son las membranas celulares. Se organizan formando una bicapa lipídica. Al tratarse de moléculas anfipáticas, moléculas que poseen en sus extremos un grupo polar hidrófilo y otro grupo apolar hidrófobo, orientarán sus grupos polares hacia el exterior e interior de la membrana y los grupos apolares quedarán hacia el interior de la misma.

Capítulo: Unidad 3: LÍPIDOS

3.9.- El dibujo muestra la forma común de representar esquemáticamente a un tipo de biomolécula. a).- Indique de qué biomolécula se trata [0,2]. ¿Qué representa y cuál es la naturaleza química de los componentes señalados con los números 1 y 2?

[0,8]. b).- Las biomoléculas en cuestión son uno de los principales componentes de una importante estructura celular. Cite cuál es esta estructura [0,2], indique cómo se organizan en ella estas biomoléculas [0,4] y justifique por qué lo hacen de esa manera [0,4]. ( Ex 3A, 2012)

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3.10.- Con relación a los lípidos: a) Nombre un tipo de lípido con función estructural. Indique su localización celular (0,5 puntos). b) Nombre un lípido con función hormonal. Escriba la glándula hormonal que lo segrega (0,5 puntos). c) Nombre un ejemplo de lípido con función energética o de reserva. Indique su localización en un ser vivo (0,5p).d) Nombre un ejemplo de lípido con función vitamínica. Indique un proceso biológico en el que intervenga (0,5p).

Capítulo: Unidad 3: LÍPIDOS

a.

Fosfolípidos: según sean fosfoglicéridos o esfingolípidos se encuentran enlas membranas celulares, en el cerebro y las vainas mielínicas, respectivamente. b.

Esteroides: se encuentran las hormonas sexuales, segregadas por los ovarios (Estrógenos, progesterona) y los testículos (testosterona); los ácidos biliares, segregados por el hígado; y las hormonas esteroideas, que pueden ser adrenocorticales producidas en la corteza de las glándulas suprarrenales: aldosterona y cortisol. c.

Triacilglicéridos o grasas neutras que, constituyen la fuente de reserva secundaria en animales. Se acumulan en las vacuolas de las células del tejido adiposo ( adipocitos).

Vitamina D, es un esteroide que deriva del colesterol ( vit D3), o se puede obtener a partir del ergosterol vegetal ( vit D2) . Regula el metabolismo del calcio y del fósforo y su absorción intestinal.

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Unidad 4.1: PROTEINAS 4.1.1.- Si se conociese la secuencia de aminoácidos de una proteína, ¿podría determinarse exactamente la secuencia de nucleótidos del ADN que la codifica? [0,5] ¿Ha aportado el descubrimiento del código genético alguna evidencia a favor de la teoría que considera que todos los seres vivos tienen un origen común? [0,5] Razone ambas respuestas.

En el caso de conocerse la secuencia de aminoácidos de una proteína no podría determinarse la secuencia de nucleótidos del ADN que la codifica puesto que el código genético es degenerado, es decir, al estar compuesto por 64 codones, varios tripletes codifican para un mismo aminoácido. Casi todos ellos tienen en común los dos primeros nucleótidos, ofreciendo la variabilidad en el tercero.

El código genético es universal, todos los organismos conocidos lo comparten, incluidos los virus. Este hecho pone de manifiesto que el código ha tenido un único origen evolutivo y por tanto, su descubrimiento es una evidencia a favor de la teoría que considera que todos los seres vivos tienen un origen común.

4.1.2.- Defina proteína [0,4]. Explique mediante un ejemplo las funciones estructural, de transporte, protectora y contráctil de las proteínas [1,6]. a) Las proteínas son macromoléculas compuestas por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre y formadas por una o varias cadenas de aminoácidos, con una masa de más de 5000 u.m.a, unidos por enlaces peptídicos. b.

La función estructural, se explicará mediante un ejemplo, y este es el de las proteínas fibrosas que proporcionan soporte mecánico a las células animales y vegetales; y glucoproteínas de la membrana; histonas de los cromosomas; tubulina de los microtúbulos del citoesqueleto; colágeno de los tendones; etc.

La función de transporte con el ejemplo de las lipoproteínas del plasma sanguíneo (transporta lípidos); citocromos de bacterias, mitocondrias y cloroplastos (transportan electrones); hemoglobina (transporta el oxígeno desde el aparato respiratorio a las células), etc.

La función protectora como la trombina y fibrinógeno (proteínas que intervienen en la coagulación de la sangre); inmunoglobulinas o anticuerpos (intervienen en la defensa a organismos patógenos); etc.

La función contráctil que confiere a los organismos la capacidad de desplazarse o de cambiar de forma como por ejemplo la actina y la miosina que forman las miofibrillas responsables de la contracción muscular.

4.1.3.- Características de los aminoácidos; el enlace peptídico. La estructura primaria de las proteínas.

Los aminoácidos (Aas) son los monómeros que constituyen los péptidos y las proteínas, se caracterizan por poseer un grupo amino (-NH ) y un grupo ácido (-COOH). Se conocen unos doscientos de los cuales veinte forman las proteínas y se les conoce como aminoácidos proteicos, estos son iguales en todos los seres vivos.

Sus características es que presentan:  Estereoisomería: Esto es debido a la presencia de un carbono asimétrico, cada aminoácido puede tener dos estereoisómeros, uno D y otro L. Todos los Aas proteicos tienen configuración L.  Actividad óptica: Esto ocurre también por la presencia de un carbono asimétrico, si se hace pasar un rayo de luz polarizada a través de una disolución de aminoácidos y desvían el plano de polarización  Comportamiento anfótero: Se pueden comportar como ácidos o como bases en disoluciones acuosas según el pH de la disolución.

En cuanto al enlace peptídico es el enlace que une a los aminoácidos, se forma entre el grupo amino de uno de ellos y el grupo carboxilo de otro librando una molécula de agua. Entre sus característicass destacamos: Es un enlace covalente de tipo amida; tiene carácter parcial de doble enlace, por resonancia, que hace que sea rígido y que se impidan las rotaciones entre los átomos; los enlaces del C sí se pueden girar y presenta isomería trans (el O del grupo carboxilo y el H del grupo amino) α

Las proteínas adoptan una determinada configuración espacial de la que depende en gran medida su función, hay cuatro niveles estructurales, entre ellos la estructura primaria.

La estructura primaria es la secuencia lineal que forman los aminoácidos, de ella dependen las demás. Todas ellas llevan en un extremo un aminoácido con el grupo amino libre N-terminal y otro extremo con el grupo carboxilo libre C- terminal, viene determinada genéticamente.

Capítulo: Unidad 4.1: PROTEINAS

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4.1.4.- Describa los dos modelos más comunes de estructura secundaria de las proteínas [1].

Describa la estructura terciaria de las proteínas [0,5]. Explique dos enlaces débiles que intervengan en el mantenimiento de estas estructuras [0,5].

La estructura secundaria es la disposición espacial de la estructura primaria, se debe a la capacidad de rotación de los Cα de cada aminoácido. Las estructuras más frecuentes son: ɑ-hélice y lámina-ß.  La estructura ɑ-hélice, se produce al enrollarse helicoidalmente la cadena peptídica sobre sí misma, en sentido dextrógiro. Los giros tienen lugar a nivel del Cɑ de cada aminoácido, en cada vuelta de hélice entran 6,3 Aas. En esta estructura, las cadenas laterales de los aminoácidos se sitúan hacia el exterior de la hélice y se mantienen gracias a los enlaces que se establecen entre ellos por puentes de hidrógeno intracatenarios. Estos se establecen entre los grupos NH y grupos CO de enlaces peptídicos diferentes, que, en consecuencia del enrollamiento se encuentran enfrentados.( Ej. proteínas globulares y/o fibrosas.)  La estructura de lámina-Β o lámina plegada. Se produce cuando varios fragmentos polipeptídicos se disponen paralelos o antiparalelos unos a otros en zigzag, estos fragmentos se disponen paralelos o antiparalelos según tengan el mismo o distinto sentido. La estructura se mantiene gracias a enlaces por puentes de hidrógeno que se establecen entre los grupos NH y los CO de enlaces peptídicos distintos que quedan enfrentados y como consecuencia se produce la formación de una lámina en zigzag o lámina plegada. En ella, los restos de los aminoácidos se disponen alternativamente a uno y otro lado de la lámina.( Ej. fibroína de la seda.)  La estructura terciaria es la disposición que adopta la estructura secundaria en el espacio, esta configuración es tridimensional y se denomina conformación. Existe la conformación de dos tipos: Conformación globular: la estructura secundaria se pliega y adopta una forma tridimensional compacta más o menos esférica . Las proteínas globulares son solubles y desempeñan funciones dinámicas. (mioglobina) Conformación fibrosa: la estructura secundaria no se pliega y por tanto la proteína tiene forma alargada, estas, son insolubles en agua y su función es estructural. (colágeno) Dos de los enlaces de carácter débil que intervienen en el mantenimiento de estas estructuras son:  Las interacciones electrostáticas: cuando el pH varía en el medio provoca cambios en los Aas debido a su carácter anfótero, se producen atracciones entre cargas de signo contrario. a pequeña distancia, los átomos establecen interacciones débiles, que reciben el nombre de fuerzas de Van Der Waals.  Las interacciones hidrofóbicas: los restos hidrófobos tienden a alejarse, lo que produce cambios en la estructura, que se doblará a fin de crear zonas alejadas del agua que las rodea.

4.1.5.- La figura 1 corresponde a una hormona constituida por la unión de 51 unidades representadas por bolas blancas (Cys, Cisteína) y oscuras. La figura 2 corresponde a la estructura básica de cada una de estas unidades. a).- ¿A qué grupo de macromoléculas pertenece esta hormona? [0,25]. Escriba la fórmula del compuesto que se formará al unirse dos de estas unidades como la de la figura 2 [0,25]. ¿Qué tipo de enlace se establece entre ellas? [0,2]. Cite dos características de dicho enlace [0,3].

Pertenece al grupo de moléculas orgánicas, las proteínas, en concreto una hormona (insulina)

El enlace que se establece entre ellas se denomina enlace peptídico.

Dos de las características del enlace peptídico son:

Capítulo: Unidad 4.1: PROTEINAS

Fórmula del compuesto que se formará al unirse dos moléculas de aminoácido:

21

 

Es un enlace covalente de tipo amida.

Tiene carácter parcial de doble enlace, debido a la resonancia, ya que una pareja de electrones se desplaza continuamente desde el grupo carbonilo al enlace peptídico. Ademas este carácter impide que se produzca rotaciones entre los átomos que lo forman.

b).- ¿Qué tipo de enlace se establece entre las moléculas indicadas como Cys? [0,5]. Explique por qué las macromoléculas como las de la figura 1 presentan una gran variedad a pesar de estar todas constituidas por las mismas unidades [0,5]. (EX 3ª, 2011) Se establecen puentes disulfuro entre las cisteínas (Cys) vecinas, se produce una interacción entre los grupos sulfidrílos de las cadenas laterales, posibilitando la creación de un enlace covalente, los puentes disulfuro.

La macromolécula de la figura uno representa a una proteína. Debido a que las proteínas no son más que un conjunto de aminoácidos, la estructura de esta depende de la combinación de aminoácidos, en orden y número, por lo que la variedad de proteínas que se pueden formar es infinita. A esta estructura, se le denomina estructura primaria y viene determinada genéticamente.

4.1.6 Cuando se fríe o se cuece un huevo la clara cambia su aspecto y consistencia. Proponga una explicación razonada para dichos cambios [0,5]. Explique por qué se podrían desencadenar cambios semejantes con unas gotas de ácido clorhídrico [0,5]. ( EX 5B, 2012) Este fenómeno se debe a una de las características que dependen de la naturaleza de los aminoácidos que forman las proteínas, en concreto; la desnaturalización, que es un proceso mediante el cual la proteína pierde su configuración espacial característica, en este caso este cambio se debe a un aumento de la temperatura que rompa los enlaces de la estructura secundaria, terciaria y cuaternaria, pero no la primaria.

Si se le añaden unas gotas de ácido clorhídrico se produciría el mismo proceso de desnaturalización, ya que las gotas de ácido clorhídrico hacen que el pH disminuya y se rompan los enlaces que mantienen a todas las estructuras excepto a la primaria.

4.1.7.- Describa los dos modelos más comunes de estructura secundaria de las proteínas [1].

Describa la estructura terciaria de las proteínas [0,5]. Explique dos enlaces débiles que intervengan en el mantenimiento de estas estructuras [0,5].

La estructura secundaria surge de la disposición en el espacio de la estructura primaria, estructura determinada genéticamente y que determina el orden riguroso de los aminoácidos que la compondrán . Las estructuras secundarias más comunes son dos: -La estructura α-hélice. Se produce al enrollarse helicoidalmente la cadena peptídica sobre sí misma, en sentido dextrógiro. Los giros ocurren a nivel del C de cada aminoácido. Entran 3’6 aminoácidos en cada vuelta de hélice. En esta estructura, las cadenas laterales de los aminoácidos se sitúan hacia el exterior de la hélice. Esta estructura puede encontrarse tanto en proteínas globulares como en en fibrosas. α

-La estructura lámina-β. Se produce cuando varios fragmentos polipeptídicos (procedentes de la misma o de diferentes cadenas) se disponen paralelos o antiparalelos unos a otros en zigzag (debido al plegamiento que ocurre a nivel del C ). Los fragmentos se disponen paralelos o antiparalelos, según tengan el mismo o distinto sentido. Este tipo de estructura aparece en muchas regiones de proteínas globulares y también en proteínas estructurales.

Estructura Terciaria : Es la disposición que adopta la estructura secundaria en el espacio; por tanto, nos indica la configuración tridimensional de toda la molécula. Esta configuración se denomina conformación, la molécula resultante ya es funcional. Puede tener : Conformación globular: La estructura secundaria se pliega y adopta una forma tridimensional compacta más o menos esférica. Las proteínas globulares son solubles y desempeñan funciones dinámicas. Un ejemplo es la mioglobina.

Conformación fibrosa: La estructura secundaria no se pliega, la proteína tiene forma alargada. Estas proteínas son insolubles y realizan funciones estructurales, por ejemplo, la fibroína de la seda o el colágeno. 

Dos de los enlaces de carácter débil que intervienen en el mantenimiento de estas estructuras son: Las interacciones electrostáticas: cuando el pH varía en el medio provoca cambios en los Aas debido a su carácter anfótero, se producen atracciones entre cargas de signo contrario. a pequeña distancia, los átomos establecen interacciones débiles, que reciben el nombre de fuerzas de Van Der Waals.

Capítulo: Unidad 4.1: PROTEINAS

α

22

Las interacciones hidrofóbicas: los restos hidrófobos tienden a alejarse, lo que produce cambios en la estructura, que se doblará a fin de crear zonas alejadas del agua que las rodea.

4.1.8



En la primera parte se representan unos aminoácidos.

Tienen en común un grupo amino -NH libre, que tiene carácter básico, y un grupo carboxilo -COOH libre, que tiene carácter ácido, son moléculas anfóteras. El carbono α, es un carbono asimétrico, salvo en la glicina (Gly), lo que le permite tener estereoisomería, forma D y forma L, con respecto a la posición del grupo amino, aunque todos los Aas proteicos tienen configuración L. Además la presencia del carbono asimétrico, le permite también tener isomería optica, pudiendo ser dextrogiros (+) o levogiros (-), según desplaza un haz de luz polarizada hacia la derecha o la izquierda, respectivamente. Quimicamente, al carbono α, se le une además del grupo amino, el grupo ácido, un hidrógeno y una cadena lateral ( R ).

Se llama enlace peptídico. Dos de las características del enlace peptídico son:  Es un enlace covalente de tipo amida.  Tiene carácter parcial de doble enlace, debido a la resonancia, ya que una pareja de electrones se desplaza continuamente desde el grupo carbonilo al enlace peptídico. Ademas este carácter impide que se produzca rotaciones entre los átomos que lo forman.

2

Se trata de un dipéptido. Son proteínas. Entre sus funciones podemos enumerar:  Función estructural. Ej: Colágeno.  Función contráctil. Ej: Acina y miosina.  Función hormonal. Ej: Insulina.  Función catalizadora. Ej: Enzimas  Función de transporte. Ej: Hemoglogina.

R y R , representan las cadenas laterales que permiten diferenciar y clasificar a todos los aminoácidos y en especial a los 20 aminoácidos proteicos. En la formación del enlace peptídico, se producirá el desprendimiento de una molécula de agua (H O), un oxigeno y un hidrógeno procederá del grupo carboxilo, mientras que el hidrógeno restante procederá de uno de los hidrógenos del grupo amino.

1

2

2

4.1.9

.-

Podemos establecer cuatro niveles estructurales : La estructura primaria , es la secuencia lineal de aminoácidos que forman una proteína, por lo que nos indica los aminoacidos que la componen.Esta estructura viene determinada genéticamente y de ella dependen las demás.

La estructura secundaria surge de la disposición en el espacio de la estructura primaria, Las estructuras secundarias más comunes son dos: -La estructura α-hélice. Se produce al enrollarse helicoidalmente la cadena peptídica sobre sí misma, en sentido dextrógiro. Los giros ocurren a nivel del C de cada aminoácido. Entran 3’6 aminoácidos en cada vuelta de hélice. En esta estructura, las cadenas laterales de los aminoácidos se sitúan hacia el exterior de la hélice. Esta estructura puede α

Capítulo: Unidad 4.1: PROTEINAS



23

encontrarse tanto en proteínas globulares como en en fibrosas. Se establecen puentes de hidrógeno intracatenarios, entre las cadenas laterales que estabilizan su estructura.

-La estructura lámina-β. Se produce cuando varios fragmentos polipeptídicos (procedentes de la misma o de diferentes cadenas) se disponen paralelos o antiparalelos unos a otros en zigzag (debido al plegamiento que ocurre a nivel del C ). Los fragmentos se disponen paralelos o antiparalelos, según tengan el mismo o distinto sentido, se establecen puentes de hidrógeno entre estos segmentos que posibilitan su estabilización. Este tipo de estructura aparece en muchas regiones de proteínas globulares y también en proteínas estructurales. α

Estructura Terciaria : Es la disposición que adopta la estructura secundaria en el espacio; por tanto, nos indica la configuración tridimensional de toda la molécula. Esta configuración se denomina conformación, la molécula resultante ya es funcional. Puede tener : Conformación globular: La estructura secundaria se pliega y adopta una forma tridimensional compacta más o menos esférica. Las proteínas globulares son solubles y desempeñan funciones dinámicas. Un ejemplo es la mioglobina.

Conformación fibrosa: La estructura secundaria no se pliega, la proteína tiene forma alargada. Estas proteínas son insolubles y realizan funciones estructurales, por ejemplo, la fibroína de la seda o el colágeno .

Entre los enlaces que intervienen en el mantenimiento de esta estructura se encuentran:  Las interacciones electrostáticas: cuando el pH varía en el medio provoca cambios en los Aas debido a su carácter anfótero, se producen atracciones entre cargas de signo contrario. a pequeña distancia, los átomos establecen interacciones débiles, que reciben el nombre de fuerzas de Van Der Waals.  Las interacciones hidrofóbicas: los restos hidrófobos tienden a alejarse, lo que produce cambios en la estructura, que se doblará a fin de crear zonas alejadas del agua que las rodea.  Puentes disulfuro: Se establecen entre las cisteínas (Cys) vecinas, se produce una interacción entre los grupos sulfidrílos de las cadenas laterales, posibilitando la creación de un enlace covalente, los puentes disulfuro.  Puentes de hidrógeno, que se establecen entre cadenas laterales.

Estructura cuaternaria : Sólo la presentan aquellas proteínas formadas por varias cadenas polipeptídicas o protómeros que, pueden ser iguales o diferentes. Un ejemplo de proteína con esta estructura, es la hemoglobina. Las distintas subunidades se estabilizan mediante enlaces similares a los que mantienen la estructura terciaria. b. La desnaturalización es el proceso por el que la proteina pierde su configuración y/o conformación característica y como consecuencia pierde sus propiedades y deja de realizar actividad biológica alguna. Este proceso se puede producir por incremento de temperatura, variaciones de pH, radiación ultravioleta,....Estos factores rompen los enlaces que estabilizan dichas estructuras, salvo la estructura primaria.

Si el factor inductor de la desnaturalización es poco intenso o de corta duración, se puede recuperar la conformación nativa, a este proceso se le denomina renaturalización.

Capítulo: Unidad 4.1: PROTEINAS

4.1.10.-

24

a) La imagen representa la configuración espacial de una proteína, en la que se diferencian cuatro niveles estructurales: estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria.

1- Estructura primaria, no es más que es la secuencia lineal de aminoácidos que forman una proteína, por lo que nos indica los aminoacidos que la componen.Esta estructura viene determinada genéticamente y de ella dependen las demás.Los aminoacidos se unen por enlace peptídico. Dicho enlace se produce entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente, liberándose una molécula de agua.

2- Estructura secundaria (α-hélice). 3- Estructura secundaria (lámina-β). 4- Estructura terciaria. 5- Estructura cuaternaria. b) Partimos desde la estructura primaria de una proteína, formada por una cadena lineal de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. La cadena presenta un eje formado por el carbono α, el carbono carboxílico y el nitrógeno amino.

Este eje se repite un número variable de veces y se dispone en zigzag debido a la capacidad de rotación de los enlaces del carbono α.

La estructura secundaria surge de la disposición en el espacio de la estructura primaria, Las estructuras secundarias más comunes son dos: -La estructura α-hélice. Se produce al enrollarse helicoidalmente la cadena peptídica sobre sí misma, en sentido dextrógiro. Los giros ocurren a nivel del C de cada aminoácido. Entran 3’6 aminoácidos en cada vuelta de hélice. En esta estructura, las cadenas laterales de los aminoácidos se sitúan hacia el exterior de la hélice. Esta estructura puede encontrarse tanto en proteínas globulares como en en fibrosas. Se establecen puentes de hidrógeno intracatenarios, entre las cadenas laterales que estabilizan su estructura. α

-La estructura lámina-β. Se produce cuando varios fragmentos polipeptídicos (procedentes de la misma o de diferentes cadenas) se disponen paralelos o antiparalelos unos a otros en zigzag (debido al plegamiento que ocurre a nivel del C ). Los fragmentos se disponen paralelos o antiparalelos, según tengan el mismo o distinto sentido, se establecen puentes de hidrógeno entre estos segmentos que posibilitan su estabilización. Este tipo de estructura aparece en muchas regiones de proteínas globulares y también en proteínas estructurales. α

Estructura Terciaria : Es la disposición que adopta la estructura secundaria en el espacio; por tanto, nos indica la configuración tridimensional de toda la molécula. Esta configuración se denomina conformación, la molécula resultante ya es funcional. Puede tener : Conformación globular: La estructura secundaria se pliega y adopta una forma tridimensional compacta más o menos esférica. Las proteínas globulares son solubles y desempeñan funciones dinámicas. Un ejemplo es la mioglobina.

Conformación fibrosa: La estructura secundaria no se pliega, la proteína tiene forma alargada. Estas proteínas son insolubles y realizan funciones estructurales, por ejemplo, la fibroína de la seda o el colágeno .

  

Entre los enlaces que intervienen en el mantenimiento de esta estructura se encuentran: Las interacciones electrostáticas: cuando el pH varía en el medio provoca cambios en los Aas debido a su carácter anfótero, se producen atracciones entre cargas de signo contrario. a pequeña distancia, los átomos establecen interacciones débiles, que reciben el nombre de fuerzas de Van Der Waals.

Las interacciones hidrofóbicas: los restos hidrófobos tienden a alejarse, lo que produce cambios en la estructura, que se doblará a fin de crear zonas alejadas del agua que las rodea.

Puentes disulfuro: Se establecen entre las cisteínas (Cys) vecinas, se produce una interacción entre los grupos sulfidrílos de las cadenas laterales, posibilitando la creación de un enlace covalente, los puentes disulfuro.

Puentes de hidrógeno, que se establecen entre cadenas laterales.

Estructura cuaternaria : Sólo la presentan aquellas proteínas formadas por varias cadenas polipeptídicas o protómeros que, pueden ser iguales o diferentes. Un ejemplo de proteína con esta estructura, es la hemoglobina. Las distintas subunidades se estabilizan mediante enlaces similares a los que mantienen la estructura terciaria.

Los cambios bruscos de pH y/o temperatura originan un proceso denominado desnaturalización, que provoca que la proteína pierda su configuración espacial característica (se rompen los enlaces que mantienen las estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria) y con ello, pierde sus propiedades y deja de realizar su actividad biológica. Si los cambios ambientales son poco intensos y actúan durante poco tiempo, la desnaturalización es revesible (renaturalización).

Capítulo: Unidad 4.1: PROTEINAS



25

***4.1.11 .- Describa la estructura terciaria y cuaternaria de las proteínas indicando tres tipos de enlaces o fuerzas que lo estabilizan. ( Paegs 2014).

Estructura Terciaria : Es la disposición que adopta la estructura secundaria en el espacio; por tanto, nos indica la configuración tridimensional de toda la molécula. Esta configuración se denomina conformación, la molécula resultante ya es funcional. Puede tener : Conformación globular: La estructura secundaria se pliega y adopta una forma tridimensional compacta más o menos esférica. Las proteínas globulares son solubles y desempeñan funciones dinámicas. Un ejemplo es la mioglobina.

Conformación fibrosa: La estructura secundaria no se pliega, la proteína tiene forma alargada. Estas proteínas son insolubles y realizan funciones estructurales, por ejemplo, la fibroína de la seda o el colágeno .

Entre los enlaces que intervienen en el mantenimiento de esta estructura se encuentran:  Las interacciones electrostáticas: cuando el pH varía en el medio provoca cambios en los Aas debido a su carácter anfótero, se producen atracciones entre cargas de signo contrario. a pequeña distancia, los átomos establecen interacciones débiles, que reciben el nombre de fuerzas de Van Der Waals.  Las interacciones hidrofóbicas: los restos hidrófobos tienden a alejarse, lo que produce cambios en la estructura, que se doblará a fin de crear zonas alejadas del agua que las rodea.  Puentes disulfuro: Se establecen entre las cisteínas (Cys) vecinas, se produce una interacción entre los grupos sulfidrílos de las cadenas laterales, posibilitando la creación de un enlace covalente, los puentes disulfuro.  Puentes de hidrógeno, que se establecen entre cadenas laterales.

Estructura cuaternaria : Sólo la presentan aquellas proteínas formadas por varias cadenas polipeptídicas o protómeros que, pueden ser iguales o diferentes. Un ejemplo de proteína con esta estructura, es la hemoglobina. Las distintas subunidades se estabilizan mediante enlaces similares a los que mantienen la estructura terciaria

4.1.12 .- Indique cuáles son los monómeros de las proteínas [0,2 ]. Escriba su fórmula general [0,2 p]. Atendiendo a la variedad de los radicales cite cuatro tipos de dichos monómeros. [0,6]. Enumere cinco funciones de las proteínas y ponga un ejemplo de cada una de ellas [1]. SEP 2014 Los monómeros o sillares estructurales de las proteínas son los aminoácidos.

Su formula general muestra : Un carbono α , al cual se une un grupo amino ( NH ), un grupo carboxilo ( -COOH), un hidrógeno ( -H) y un radical (-R) que, es específico para cada aminoácido. Existen más de 200 Aas, pero sólo 20 forman parte de las proteínas, son los llamados aminoácidos proteicos.

Según el radical del aminoácido distinguimos: -Aminoácidos neutros polares: a pH=7 su carga neta es 0 y el radical es hidrófobo.Ej: Ser, Thr,...

-Aminoácidos neutros apolares: a pH=7 su carga neta es 0, el radical es hidrófilo.Ej: Ala, Val,...

-Aminoácidos ácidos: a pH=7 tienen carga negativa. Ej: Glu, Asp. -Aminoácidos básico: a pH=7 tienen carga positiva.Ej: Gln, Asn. Funciones de las proteínas: Función estructural, se explicará mediante un ejemplo, y este es el de las proteínas fibrosas que proporcionan soporte mecánico a las células animales y vegetales; y glucoproteínas de la membrana; histonas de los cromosomas; tubulina de los microtúbulos del citoesqueleto; colágeno de los tendones; etc.

Función de transporte con el ejemplo de las lipoproteínas del plasma sanguíneo ( transporta lípidos); citocromos de bacterias, mitocondrias y cloroplastos (tansportan electrones); hemoglobina (transporta el oxígeno desde el aparato respiratorio a las células), etc.

Función protectora como la trombina y fibrinógeno (proteínas que intervienen en la coagulación de la sangre); inmunoglobulinas o anticuerpos (intervienen en la defensa a organismos patógenos); etc.

Función contráctil que confiere a los organismos la capacidad de desplazarse o de cambiar de forma como por ejemplo la actina y la miosina que forman las miofibrillas responsables de la contracción muscular.

Función catalizadora, todos los enzimas, salvo los ribozimas, tienen naturaleza proteica y por tanto acutan como biocatalizadores de los sistemas biológicos.Ej: Ureasa, Tripsina,Amilasa,....

Capítulo: Unidad 4.1: PROTEINAS

2

26

4.1.13.- (MIXTA) Definir disacárido, triacilglicérido, proteína y nucleótido . SEP 2014 Disacárido: molécula formada por la unión de dos monosacáridos u osas, iguales o diferentes, por enlace O-Glucosídico (este se establece entre dos grupos hidroxilos de dos osas y pueden ser monocarbonílico (se establece entre un carbono anomérico de la primera osa y uno no anomérico de la otra osa) o dicarbonílico (entre carbonos anoméricos de las dos osas), con pérdida de una molécula de H O. Triacilglicérido: también llamados grasas neutras, porque son apolares e insolubles. Se forman cuando se esterifican tres ácidos grasos con los tres grupos alcohólicos de la glicerina, liberándose tres moléculas de agua.

Proteína: Son las moléculas orgánicas más abundantes, debido a la gran cantidad de funciones que desempeñan. Están constituidos por C,H,O y N y en menor proporción de S y P. Son polímeros formados por la unión de aminoácidos a través de enlaces peptídicos, cuando superan las 5000 u.m.a.

2

Nucleótido: formado por la unión de un nucleósido con un ácido fosfórico. El nucleósido está formado por una base nitrogenada, que puede ser púrica (Adenina, Guanina) o pirimidínica (Timina, Citosina o Uracilo) y por una pentosa que puede ser la ribosa o la desoxirribosa.

4.1.14 .-(CMM) Clasificar los siguientes aminoácidos entre : Polar básico (1 ) , polar ácido (2) , No polar (3) y polar sin carga ( 4)

Polar básico: Arginina.

Polar ácido: ácido aspártico, ácido glutámico.

No polar: Alanina, Fenilalanina, Leucina, Metionina, Valina.

Polar sin carga: Glutamina, Serina, Tirosina, Treonina.

(Ordenados de derecha a izquierda y de arriba a abajo)

a) Las unidades moleculares básicas que componen los polipéptidos se denominan aminoácidos

Capítulo: Unidad 4.1: PROTEINAS

4.1.15

27

b) Función estructural: destacan las proteínas con conformación fibrosas. Las glucoproteínas, por ejemplo, forman las membranas celulares.

Función de reserva: Algunas proteínas actúan almacenando aminoácidos, que serán utilizados como alimentos nutritivos, como la ovoalbúmina Función hormonal: algunas proteínas son hormonas que regulan procesos fisiológicos, como la insulina, que regula el metabolismo de la glucosa

Capítulo: Unidad 4.1: PROTEINAS

c) La desnaturalización se produce cuando las condiciones ambientales del medio son desfavorables y la proteína deja de realizar sus funciones, es decir, pierde su configuración espacial característica. Se pueden romper todas las estructuras menos la primaria y puede ser reversible (renaturalización).

28

Unidad 4.2: ENZIMAS 4.1.- Defina el concepto de enzima [0,4] y describa el papel que desempeñan los cofactores y coenzimas en su actividad [0,5]. Indique cómo afecta la acción del enzima a la energía de activación en el mecanismo de acción enzimática [0,5]. Defina centro activo [0,3] y explique a qué se debe la especificidad enzimática [0,3].

Los enzimas son moléculas de naturaleza proteica con una actividad biocatalizadora ya que llevan a cabo las reacciones de los sistemas biológicos.

Los cofactores son la parte no proteica de un determinado enzima, los holoenzimas. Los coenzimas son moléculas orgánicas complejas y en su composición aparece en muchos casos una vitamina. Ej : NAD+ ( vitamina B ),....

Además los cofactores pueden ser iones metálicos, como Fe , Mg , Cu ,... como en la citocromo oxidasa. Ambos tienen función catalizadora, y son los responsables de la actividad transformadora que va a producir el enzima.

3

++

++

++

La energía de activación es la energía mínima necesaria para que se lleve a cabo una reacción. Esta energía se consigue por medio de procesos físicos, como un aumento de temperatura o por procesos químicos. Como en los seres vivos no se pueden producir procesos físicos, estos disminuyen la energía de activación necesaria, formando una asociación con el sustrato de la reacción, que es menos energético que el que se produciría sin el enzima. Como resultado la reacción se produce más rápidamente y el enzima no sufre ninguna alteración y este se podrá volver a utilizar repetidamente.

El centro activo es el espacio tridimensional en el que el sustrato se une al enzima, esto tiene una gran especificidad a dos niveles: -De acción: Un solo enzima realiza solo una transformación de todas las que puede sufrir un sustrato.

-De sustrato: Cada enzima actúa sobre un único sustrato o un número reducido de sustratos, esta puede ser:   

Absoluta: el enzima actúa sobre un único sustrato.

De grupo: el enzima actúa sobre sustratos que presentan un determinado tipo de enlace Estereoquímica: el enzima actúa sobre uno de los isómeros ópticos.

4.2.- Observe la figura adjunta y responda razonadamente a las siguientes cuestiones. a) ¿Qué proceso bioquímico representa el dibujo? ¿Cuál es la naturaleza química y la estructura de la molécula B?

a. Se trata de una interacción enzima - sustrato , y por tanto de una reacción química mediada o catalizada por un enzima.

La estructura B que es un enzima. Un enzima es una molécula de naturaleza proteica con actividad catalítica. b. Las moléculas B son enzimas y la sustancia C podría ser un inhibidores competitivo dado su parecido estructural con el sustrato A u otro sustrato. Las moléculas como las B, disminuyen la energía de activación al crear un complejo activo [E-S] que, precisa de una energía menor para que se produzca la transformación del sustrato B en un producto. . La segunda afirmación hace referencia a la especificidad de los enzimas, que se establece a dos niveles: de acción( solo realiza una transformación de todas las que puede sufrir un sustrato) y de sustrato( cada enzima solo actúa sobre un sustrato o un número reducido), esta especificidad viene determinada por la complementaridad de una zona específica de los enzimas , el centro activo. c. Centro activo, es una estructura tridimensional donde se lleva a cabo la unión del sustrato con el enzima. En dicha zona , cabe diferenciar una zona de unión, en la que abundan los grupos hidrófobos o con carga que, posibilitarán

Capítulo: Unidad 4.2: ENZIMAS

b) De las sustancias como la molécula B se dice que "disminuyen la energía de activación" y que muestran "especificidad de acción y de sustrato". Explique qué significan estas afirmaciones. c) ¿Qué nombre recibe la región B que interacciona con A? Explique sus características.

29

de forma correcta la unión del sustrato al enzima, como una llave- cerradura ( según Fisher) o como un guante a la mano ( según Khosland) y un sitio catalítico que, serán los responsables de la transformación y en ellos se encuentra los cofactores enzimáticos.

4.3 .- Al investigar el efecto de la temperatura sobre la velocidad de una reacción enzimática se obtuvo la siguiente tabla:

Represente gráficamente los resultados [0,5]. Proponga una explicación razonada a los resultados registrados en la misma [0,5]. (Ex 6A, 2012) Gráfica Como se observa en la gráfica, en general, un aumento de la temperatura implica un aumento en la velocidad de las reacciones químicas. Sin embargo, cuando alcanza un valor máximo entorno a los 40 C, a partir de esta temperatura, la actividad catalítica disminuye rápidamente por la pérdida de la estructura terciaria del enzima (desnaturalización) ya que al perder su estructura pierde su actividad fisiológica. o

a.

figura A : sustrato ; la figura B : enzima y la figura C : Productos En la figura 2 , se observa el complejo enzima-sustrato: los enzimas son biocatalizadores, por lo que disminuyen la energía de activación, alcanzando un grado de activación al crear una asociación pasajera [E-S], para conseguir esta unión es necesario que el sustrato se una a una zona especifica del enzima, el centro activo, en esta zona se encuentra un sitio de unión , con gran cantidad de grupos hidrofóbicos, lugar que determina la especifidad y un sitio de transformación, donde se localizaran los cofactores (holoenzinas) que, transformarán el sustrato en producto.

En el área 3 : podemos observar que se ha producido la reacción enzimática y, tras la creación del complejo activado, complejo [E-S], se producirá la liberación del enzima libre y los productos ( representados con la letra C).

Capítulo: Unidad 4.2: ENZIMAS

4.4.- La imagen representa el mecanismo de acción de una enzima en una célula de mamífero. En relación con ella responda las siguientes preguntas: a).- ¿Qué representan las figuras señaladas con las letras A, B yC? [0,3]. Explique qué sucede en la figura señalada con el número 2 [0,4]. Indique lo que ocurre en el área señalada con el número 3 [0,3]. b).- Explique cómo se realiza la reacción a las siguientes temperaturas: 25 ºC, 37 ºC y 60 ºC [0,6].

Defina pH óptimo para una enzima [0,4].

30

Como podemos ver los enzimas no alteran el equilibrio de una reacción, únicamente aumentan la velocidad a la que la reacción se produce. b.

Los enzimas son moléculas de naturaleza proteica y, como tales, se ven afectadas por la temperatura.

Como norma general, al ir aumentando la Tª, aumenta la velocidad de las reacciones químicas, hasta un determinada Tª , que es específica para cada enzima , Tª optima, fuera de la cuál su velocidad es menor. Por regla general, la Tª óptima ronda los 40ºC, por encima de la cual se inicia la desnaturalización de las proteínas (enzimas).

Por tanto, a 25 ºC la velocidad será moderada, a 37ºC la velocidad estará próxima a la velocidad máxima, mientras que a 60º C, al sobrepasar la Tª óptima, la velocidad será menor o nula. Hemos de hacer constar que estas valoraciones están referidas a valores generales.

El pH óptimo de un enzima, es aquel valor de pH, para el que su actividad es máxima, su K M mínima y su velocidad máxima.

4.5.- Defina energía de activación de las reacciones enzimáticas [0,2]. Cite tres factores cuya variación pueda modificar la velocidad de las reacciones enzimáticas [0,3] y explique el fundamento de su acción [1,5]. ( Ex 1A, 2012) Se trata de la energía mínima necesaria para relajar o romper los enlaces y que así se produzca la reacción.

La temperatura, el pH, y la aparición de inhibidores.

Los enzimas presentan un pH óptimo para que su actividad es máxima; por tanto, su K es mínima y su velocidad es máxima. Pequeñas variaciones de pH en torno al valor óptimo provocan el descenso brusco de la actividad, porque se alteran las cargas del centro activo y del sustrato de tal modo que se ve afectada su capacidad de unión. Si la variación de pH es muy elevada, el enzima se desnaturaliza y deja de ser funcional. En general, un incremento de la temperatura aumenta la velocidad de las reacciones químicas. En el caso de las reacciones catalizadas por enzimas, la actividad se duplica por cada 10º de incremento de temperatura, hasta alcanzar un valor máximo de actividad alrededor de los 40 ºC. A partir de este valor, la actividad disminuye rápidamente por la pérdida de la estructura terciaria del enzima (desnaturalización).

Los inhibidores son sustancias químicas que disminuyen o bloquean la actividad de los enzimas. Según cuál sea su acción, se distinguen dos tipos de inhibiciones:  Irreversible, cuando el efecto del inhibidor es permanente, ya que se une de forma covalente al enzima, a estos inhibidores se les denomina envenenadores,  Reversible, si es temporal y no destruye la actividad catalítica del enzima. En este caso se distinguen dos tipos:  la inhibición competitiva, en la que la forma tridimensional del inhibidor y del sustrato son muy parecidas, por lo que compiten por unirse al centro activo del enzima. Puede determinarse fácilmente, ya que si aumentamos la concentración de sustrato, aumentará la catálisis enzimática.  y la no competitiva , el sustrato y el inhibidor se unen a dos sitios diferentes de la enzima por lo que en este caso aunque aumentemos la concentración de sustrato, no aumentará la catálisis enzimática.

M

4.6.- Un investigador ha descubierto que una reacción enzimática en la que interviene una enzima (A) no se produce porque la solución que utiliza como sustrato está contaminada con una enzima proteolítica (B) que hidroliza la enzima (A). Calentando previamente la solución de sustrato a más de 60ºC la reacción se desarrolló sin problemas. Explique razonadamente por qué tras calentar la solución de sustrato se produce la reacción enzimática [1]. (EX 2A, 2011)

4.7 .- Explique cuál es la función de las enzimas [0,4]. ¿Qué se entiende por cofactor enzimático [0,4], coenzima [0,4], inhibidor enzimático [0,4] y centro activo [0,4]? (EX 2B, 2012) Función: actuar como catalizadores de los sistemas biológicos, es decir, aceleran una reacción química sin alterar su equilibrio. Por ello reciben el nombre de biocatalizadores.

Cofactor enzimático: parte no proteica de un holoenzima (proteína conjugada) que puede ser de naturaleza orgánica o inorgánica y que permite la transformación del sustrato en la reacción enzimática. Ejemplo: Fe .

Coenzima: cofactor orgánico de un holoenzima, en su composición aparece en muchos casos una vitamina.

Ejemplo: NAD Inhibidor enzimático: sustancia química que disminuye o bloquea la actividad de las enzimas. La inhibición puede ser de dos tipo: irreversible o reversible, ésta puede ser, a su vez, competitiva o no competitiva.

2+

+

Capítulo: Unidad 4.2: ENZIMAS

Una enzima proteolítica (B) es una molécula que hidroliza (destruye) a otra de naturaleza proteica. Como el enzima (A) posee esta naturaleza, será destruida por la enzima B. No obstante, al calentar previamente la solución, la enzima hidrolítica (B) será desnaturalizada a esa temperatura (60ºC), perdiendo su estructura y por tanto su funcionalidad, permitiendo que posteriormente la enzima (A) pueda realizar su acción.

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Centro activo: estructura tridimensional del enzima en la que tiene lugar la unión de éste con el sustrato. Está constituido por un número reducido de aminoácidos. En él se localizan dos tipos de residuos de aminoácidos: de unión (permiten la un enzima-sustrato) o catalíticos (responsables de la transformación del sustrato).

4.8.- En una reacción química en la que la sustancia A se transforma en la sustancia B, se liberan 10 kcal por mol de sustrato. ¿Cuánta energía se liberaría si la reacción estuviese catalizada por una enzima? [1]. Razone la respuesta. ( Ex 3A, 2012) En caso de que la reacción estuviera catalizada por una enzima, se liberaría exactamente la misma cantidad de energía, 10 kcal por mol de sustrato. Esto se debe a las propiedades de las enzimas, en concreto, a su gran actividad catalítica: elevan la velocidad de la reacción entre 10 y 10 veces pero no alteran el equilibrio de la reacción y quedan libres después de la transformación para actuar sobre otro sustrato; por tanto, no dejan subproductos.

6

14

4.9.- Se tiene una disolución de una enzima que es activa en los seres humanos. a) Defina el concepto de enzima e indique la composición química fundamental de las enzimas (0,75 p). b) ¿Qué pasaría si se calentara la disolución a 90 ºC? Razone la respuesta (0,5 puntos). c) Defina y ponga un ejemplo de cofactor y de coenzima (0,75 puntos). a.

Enzima: molécula de naturaleza proteica que actúa como catalizador de los sistemas biológicos, es decir, aceleran una reacción química sin alterar su equilibrio. Por ello reciben el nombre de biocatalizadores.

En cuanto a su composición química, todas las enzimas son de naturaleza proteica, aunque dependiendo de su tipo pueden presentar únicamente cadenas de aminoácidos (holoproteínas) o por el contrario, pueden presentar una parte proteica y otra no proteica (holoenzimas), que puede ser de naturaleza inorgánica (ión metálico) u orgánica (coenzima). b.

Si la disolución se calentase a 90ºC el resultado sería que dicha disolución dejaría de ser activa. Este hecho se debe a la naturaleza química de las enzimas. Al ser moléculas de naturaleza proteica, si las enzimas se ven sometidas a condiciones ambientales desfavorables (el aumento de temperatura en este caso), se produce su desnaturalización. Esto es, se rompen los enlaces que mantienen las estructuras secundarias, terciarias y cuaternarias por lo que la enzima pierde su configuración espacial característica (conformación) y como consecuencia pierde sus propiedades y deja de realizar su actividad biológica. c.

Cofactor : parte no proteica de un holoenzima, puede ser de naturaleza orgánica o inorgánica, que permite la transformación del sustrato en la catálisis enzimática. Ejemplo: Fe Coenzima: tipo de cofactor constituido por una molécula orgánica compleja, en cuya composición aparece en muchos casos una vitamina, que forman parte de un holoenzima. Ejemplo: NAD 2+

+

Cuando la concentración de sustrato aumenta y se mantiene constante la concentración del enzima, se observa que la velocidad de la reacción aumenta progresivamente. Este aumento de velocidad es exponencial para concentraciones bajas de sustrato, y a medida que éste aumenta, se va haciendo más lento, hasta que la concentración alcanza cierto valor, a partir del cual aunque aumente la concentración, no aumenta la velocidad de la reacción, ya que todo el enzima se encuentra combinado con el sustrato [E-S], se dice que se ha alcanzado la velocidad máxima.

Si se deja de suministrar sustrato, como consecuencia, la reacción se producirá lentamente ya que el producto es menor y la cantidad de enzima es mayor que la de sustrato, por lo que sobra enzima y falta sustrato.

***4.11.- Tras incubar a 37oC una patata cruda con enzimas extraídas de la saliva, se aprecia que la patata adquiere un sabor dulce. Explique por qué aparece este sabor (0,5).Si la incubación se realiza a 60oC no es posible detectar el sabor dulce. ¿Por qué? (0,5) Razone ambas respuestas.

En la saliva existen enzimas hidrolíticos como la amilasa, que rompen los enlaces O- glucosídicos que mantienen unidos los monómeros de glucosa del almidón, el polisacárido de reserva energética presente en la patata.

Al liberarse las moléculas de maltosa se aprecia el sabor dulce característico de los disacáridos.

Capítulo: Unidad 4.2: ENZIMAS

4.10

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A esta temperatura se desnaturalizan los enzimas, y con ello la amilasa, que rompen los enlaces Oglucosídicos y por lo tanto el polisacárido almidón no es hidrolizado. Al no liberarse la maltosa, no se aprecia el sabor dulce.

*** 4.12.- La Tripsina es una enzima proteolítica que solamente cataliza la hidrólisis de los enlaces peptídicos en los que el grupo carboxilo es aportado por la lisina o la arginina. Con estos datos escriba los péptidos que se obtienen [0,5], indicando los grupos funcionales [0,5], como resultado de la acción de la tripsina, sobre el siguiente polipéptido : NH2-Ala-Gly-Val-Trp-Ile-GlyArg-Cys-Cys-Met-Trp-COOH. Razona tu respuesta.

La tripsina es una enzima proteolítica, es decir, que actúa destruyendo a las proteínas. En este caso rompe los enlaces en los que el grupo carboxilo es aportado por la Lys (lisina) y la Arg (arginina), ya que en la cadena no hay presencia de Lys, la tripsina actuará en el grupo carboxilo de la arginina rompiendo la cadena justamente por ahí, debido a la estructura de los enzimas y del enlace peptídico: Tendrá lugar la formación de estos dos péptidos:

NH - Ala-Gly-Val-Trp-Ile-Gly-Arg-COOH NH -Cys-Cys-Met-Trp-COOH 2

Capítulo: Unidad 4.2: ENZIMAS

2

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Unidad 5: ÁCIDOS NUCLEICOS 5.1. - A la vista del esquema, que representa una reacción biológica, conteste las siguientes cuestiones: a).- ¿Qué tipo de biomoléculas están implicadas en la reacción? [0,1] ¿Cuáles son sus componentes principales? [0,6] ¿Qué nombre recibe el enlace que se produce? [0,1] ¿Indique cómo se produce ese enlace? [0,2].

b).- ¿Qué nombre reciben las moléculas biológicas formadas por gran cantidad de monómeros unidos por enlaces de este tipo? [0,2]. Cite la función de estas moléculas [0,4]. Indique dos funciones que pueden desempeñar estas moléculas cuando no están polimerizadas, es decir, en forma de monómeros [0,4]. a. Se trata de nucleótidos.

Los nucleótidos están constituidos por una base nitrogenada, que puede ser púrica (A, G) o pirimidínica (T, C, U), una pentosa, que puede ser la ribosa (ARN) o la desoxirribosa (ADN) y un ácido fosfórico.

Es un enlace fosfodiéster.

Este enlace se produce entre el grupo hidroxilo (-OH) del carbono 3’ de un nucleótido y un -OH del grupo fosfato del carbono 5’ de otro nucleótido, liberándose una molécula de agua, formándose así un doble enlace fosfodiéster y un dinucleótido. b. En la pentosa se observa un hidrógeno (-H), en el carbono 2´, lo que me indica que se trata de la desoxirribosa, por lo que la molécula resultante es, el ADN (ácido desoxirribonucleico) y sus bases nitrogenadas son: adenina, citosina, guanina y timina.

Es el portador de la información genética, que será transmitida de generación en generación, contiene instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos y de algunos virus.

Cuando se encuentran en forma de monómeros y se le adhieren 3 fosfatos, es la fuente más utilizada de energía en la célula. De ellos, el ATP (Adenosin- trifosfato), el GTP (Guanosin trifosfato),.., son los ejes centrales de las reacciones para transferencia de energía demandada. También pueden actuar como cofactores enzimáticos, participando en reacciones redox, o como transportadores de grupos acilo, como el NAD ( nicotin-adenin- dinucleótido) y el Coenzima-A ( CoA), respectivamente.

5.2.- Dibuje un esquema de la molécula de ADN [0,3], señale sus componentes [0,3] e indique los enlaces que presentan entre sí los nucleótidos [0,4]. Explique la estructura y los niveles de empaquetamiento de esta molécula hasta formar los cromosomas

Capítulo: Unidad 5: ÁCIDOS NUCLEICOS

+

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5.3.- Indique los tipos de moléculas que se pueden obtener por hidrólisis de un nucleósido y de un nucleótido [0,5]. Indique el nombre de tres nucleótidos [0,3]. Describa las funciones estructural, energética y coenzimática de los nucleótidos [1,2].

De un nucleósido obtenemos una pentosa (ribosa o desoxirribosa) y una base nitrogenada (adenina, timina, guanina o citosina).

De la hidrólisis de un nucleótido obtenemos una pentosa (ribosa o desoxirribosa), una base nitrogenada y una molécula de ácido fosfórico.

Tres nucleótidos: ATP (adenosín-trifosfato), FMN (flavín-mononucleótido) y NAD (nicotín-adenín-dinucleótido).

Capítulo: Unidad 5: ÁCIDOS NUCLEICOS

Cada nucleótido está unido con otro por enlace fosfodiéster entre el grupo carboxilo del carbono 3’ y el grupo fosfato del carbono 5’ de otro nucleótido. Las bases nitrogenadas están unidas entre sí por puentes de hidrógeno (3 enlaces entre citosina y guanina y 2 enlaces entre timina y adenina) En las células eucariotas, el ADN, con carga negativa, se asocia con las histonas para formar los nucleosomas.

Un nucleosoma está formado por un octámero de cuatro tipos diferentes de histonas (H2a,H2b,H3 y H4) y un fragmento de doble hélice de ADN que da 1,75 vueltas sobre el octámero. Los dos extremos de la fibra coinciden en el mismo lugar de salida y allí se asocian a otra histona (H1). Entre nucleosoma y nucleosoma hay un filamento de ADN llamado linker. Esta estructura se conoce como collar de perlas. Las fibras de 10 nm se enrrolla y da lugar a una forma más condensada, denominada solenoide o fibra de 30 nm. Esta supone un grado de empaquetamiento cuarenta veces superior al de la hélice original de ADN. La fibra de 30 nm se pliega en forma de grande bucles de 70 nm. Estas estructuras se compactan formando rosetones para dar lugar a las cromátidas de los cromosomas. La compactación a la que se llega es 10000 veces mayor que la fibra de ADN desnudo.

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Los nucleótidos tienen como función formar el ADN y el ARN, responsables del transporte del material genético. Además, proporcionan energía a las células, uniendo sus enlaces covalentemente a una, dos o tres ácidos fosfóricos. Estos enlaces, pueden romperse y liberarse energía cuando la célula la necesita durante el metabolismo, como en el caso del ATP,UTP,GTP,….

Por último, hay nucleótidos que actúan como coenzimas de procesos metabólicos, como los flavín nucleótidos,(FMN y FAD ), los piridín-nucleótidos (NAD,NADP) y el coenzima A. Los dos primeros actúan como cofactores en las reacciones de óxido-reducción y el coenzima A desempeña el papel de transportador de grupos acilo procedentes de los ácidos orgánicos en el metabolismo.

5.4.- En relación con los ácidos nucleicos indique: ¿cuáles son los componentes de un nucleótido?

[0,25]; ¿cuáles son las bases nitrogenadas derivadas de la purina [0,2] y de la pirimidina [0,3]?; ¿qué bases nitrogenadas entran a formar parte de la composición del ADN y del ARN? [0,25]; ¿qué tipos de enlaces soportan la estructura de los ácidos nucleicos? [0,4] Dibuje la estructura de un ribonucleótido [0,2] y un desoxirribonucleótido [0,2] indicando la diferencia fundamental entre ambos [0,2].

Una pentosa, un ácido fosfórico y una base nitrogenada.

De la purina: la adenina y guanina.

De la pirimidína: la timina, uracilo y citosina.

Con respecto al ADN, timina, guanina, citosina y adenina.

Y con respecto al ARN, guanina, citosina, adenina, uracilo.

Los enlaces son puentes de hidrógeno, que establecen entre las bases complementarias ; A=T y G≡C.

La diferencia se encuentra la pentosa que en el ADN es la desoxirribosa ( C2´→ H) y en el ARN la ribosa ( C2´→ OH) El ADN presenta como bases nitrogenadas: citosina, guanina, adenina y timina, mientras que el ARN presenta adenina, uracilo, guanina y citosina. El ADN como pentosa, la desoxirribosa y el ARN, la ribosa.

Hay nucleótidos que se encuentran libres en la célula y no forman ácidos nucléicos. Estos realizan diversas funciones: proporcionar energía, actuar como cofactores en la actividad enzimática y ser mediadores en el proceso de la comunicación celular.

Nucleótidos ricos en energía: Algunos nucleótidos se unen covalentemente a una, dos o tres moléculas de ácido fosfórico. Estos enlaces, ricos en energía, pueden romperse y liberar cuando la célula necesita durante el metabolismo, entre los que podemos destacar el ADP, el ATP… Nucleótidos que actúan como cofactores de procesos metabólicos como los flavín nucleótidos (FMN y FAD), los piridín nucleótidos (NAD) y el coenzima A. Los flavín nucleótidos, son nucleótidos de una base nitrogenada llamada flavina, que llevan como pentosa un derivado de la ribosa denominado ribitol. La unión de la flavina con la pentosa constituye la riboflavina. Actúan como cofactores en las reacciones de óxido reducción.

Capítulo: Unidad 5: ÁCIDOS NUCLEICOS

5.5.- Los nucleótidos son monómeros cuya función más conocida es la de formar los ácidos nucleicos. Sin embargo, un déficit de alguno de ellos puede provocar problemas en el metabolismo. Justifique la afirmación anterior [1].

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Los piridín nucleótidos, están formados por dos nucleótidos unidos por enlace fosfodiéster: en uno, la base nitrogenada es la nicotinamida, y en el otro, lo es la adenina. Estos nucleótidos son nicotín-adenín-dinicleótidos o NAD y nicotín-adenín-dinucleótido fosfato o NADP. Actúan como cofactores en las reacciones de óxido reducción.

El coenzima A, formado por ADP, el ácido pantoténico y Β-amino-etanol con un grupo tiol (-SH) terminal. Actúa como transportador de grupos acilo.

Nucleótidos mediadores, como el AMPc ( adenosin-monofosfato cíclico) que, actúa como mediador en muchos procesos hormonales y controla la velocidad de muchas reacciones intracelulares.

5.6.- En la doble hélice del ADN se produce el emparejamiento de una base púrica con otra pirimidínica. Exponga un argumento que justifique el hecho anterior [1]. (EX3A , 2011) Esto se debe a la complementariedad de las bases nitrogenadas, que se establece entre adenina(A) 〓 timina (T) y guanina(G) ☰ citosina(C).Las bases púricas A y G (se encuentran en todos los ácidos nucléicos) y las pirimidínicas C, G, y uracilo(U). El uracilo sólo se encuentra en el ARN. Este emparejamiento fue confirmado por Chargaff, conocido como “Regla de Chargaff”, según la cual, la relación de bases púricas y pirimidínicas, en la cadena doble de ADN es 1.

5.7.-. En relación con los ácidos nucleicos indique: ¿cuáles son los componentes de un nucleótido? [0,25]; ¿cuáles son las bases nitrogenadas derivadas de la purina [0,2] y de la pirimidina [0,3]?; ¿qué bases nitrogenadas entran a formar parte de la composición del ADN y del ARN? [0,25]; ¿qué tipos de enlaces soportan la estructura de los ácidos nucleicos? [0,4]. Dibuje la estructura de un ribonucleótido [0,2] y un desoxirribonucleótido [0,2] indicando la diferencia fundamental entre ambos [0,2]. ( Ex 2011,1A) a.

Un nucleótido está formado por un ácido fosfórico, una base nitrogenada (Púrica o pirimidínica) y por una pentosa (ribosa o desoxirribosa). b. Las bases de la purina son: adenina (A) y guanina (G).

Las bases de la pirimidina son: Timina (T), citosina ( C) y Uracilo (U) c. Las bases nitrogenadas del ADN son: adenina, timina, guanina y citosina Las bases nitrogenadas del ARN son: adenina uracilo citosina y guanina d. Se forma un enlace N-glucosídico entre la pentosa y la base nitrogenada, este enlace se lleva a cabo entre el C 1’ de la pentosa y el N que ocupa la posición 1 en la base pirimidínica y la posición 9 en la base púrica. Además se forma un enlace fosfoester entre la pentosa y el ácido fosfórico.

Por último el enlace fosfodiéster hace que se unan un grupo hidroxilo de la pentosa con un OH del ácido fosfórico de otro nucleótido, desprendiendo una molécula de agua, esto permite la unión de los nucleótidos entre sí, para ir conformando las cadenas de ADN o ARN. No obstante para soportar la estructura del ADN, aparece un cuarto tipo de enlace, los puentes de hidrógeno que , mantienen unidas dichas cadenas, y que se establecen según la siguiente complementaridad : A= T y G ☰ C. Está complementaridad no se presenta de forma general en el ARN, salvo en ARN bicatenarios o en las horquillas de algunos ARN, como el ARN , en este caso la complementaridad sería : A= U y G ☰ C.

5.8 En relación con la figura adjunta, conteste las siguientes cuestiones: a).- ¿Qué macromolécula representa la figura? [0,3]. ¿Qué tipos de monómeros la forman [0,1] y cuáles son los componentes de los mismos [0,3]. Nombre los enlaces que se establecen entre los monómeros [0,3]. b).- Describa cuatro características de la estructura secundaria de esta macromolécula [1]. ( Ex 6A, 2012). a.

Representa una molécula de ADN. Está formada por desoxirribonucleótidos, y estos a sus vez están formados por un ácido fosfórico, una base nitrogenada ( adenina, guanina, citosina y timina) y una pentosa ( desoxirribosa o β-Ddesoxirribofuranosa).

Los monómeros se unen mediante enlaces fosfodiester que se forman entre un grupo hidroxilo de la pentosa (carbono 3´) con un -OH del ácido

Capítulo: Unidad 5: ÁCIDOS NUCLEICOS

t

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fosfórico de otro nucleótido, en el carbono 5´, en el que se desprende una molécula de agua. b)Algunas características de la estructura secundaria del ADN son: -Existe una equivalencia de bases, es decir, a proporción de guanina es igual a la de citosina y la de timina igual a la de adenina, dada su complementaridad, es decir, sus bases nitrogenadas están enfrentadas formando enlaces por puentes de hidrógeno de forma que la adenina con la timina se unen mediante dos enlaces y la citosina y la guanina mediante tren enlaces de hidrógeno -En la molécula hay estructuras que se repiten cada 0,34 ( apareamiento de bases) y 3,4 nm ( vuelta de hélice) -Está formado por dos cadenas de polinucleótidos enrollados, formando una doble hélice de 2 nm de forma que el enrollamiento es dextrógiro , su giro se realiza siguiendo las agujas del reloj y plectonémico, es decir no se pueden separar ambas cadenas ,sin desenrollarse.

5.9

a) Cuadro 1: ribonucleótido. Cuadro 2: desoxirribonucleótido. Ambos se tratan de los sillares estructurales de los ácidos nucleicos (ARN y ADN respectivamente).

A: Base nitrogenada púrica (adenina o guanina) que se une a la pentosa mediante un enlace N-glucosídico a nivel del C 1’.

B: Molécula de ácido fosfórico (o grupo fosfato) que se une a la pentosa mediante un enlace fosfoéster a nivel del C 5’.

C: Pentosa, en este caso, la α-D-ribofuranosa.

D: Pentosa, la α-D-desoxirribofuranosa.

Posición A: adenina, guanina, citosina o uracilo. Posición E: adenina, guanina, citosina o timina.

Cuando muchos ribonucleótidos se unen forman el ácido ribonucleico (ARN).

La función de la macromolécula formada por monómeros del tipo 2, el ácido desoxirribonucleico (ADN), es la transmisión de la información genética y el control de la actividad celular.

Ambas macromoléculas no están presentes en todos los seres celulares y acelulares; por ejemplo, los priones (seres acelulares) no presentan ninguno de estos tipos de macromoléculas.

Capítulo: Unidad 5: ÁCIDOS NUCLEICOS

b) Enlace fosfodiéster, que se produce entre el -OH del grupo fosfato del C 5’ y el grupo hidroxilo del C 3’ del siguiente ribonucleótido.

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5.10 .- Características fundamentales y diferenciables entre el ADN y el ARN.

*** 5.11 .- Indique la estructura del ARN ( 0,2 ).Cite los diferentes tipos de ARN (0,3 ) y explique la función de cada uno (0,9). Defina la transcripción e indique en qué parte de la célula eucariota se realiza (0,6 ). ………………………………………………..SE COMPLETARÁ CON EL BLQ GENÉTICA MOLECULAR…. a.

El ARN generalmente es monocatenario , con estructura primaria, la misma hebra, en algunas zonas de su molécula puede formar horquillas, mediante complementaridad de bases, se espiraliza sobre sí misma y da lugar a la estructura secundaria en doble hélice, en aquellos lugares donde no hay complementaridad, se forman los bucles. Está formada por nucleótidos cuya pentosa es la ribosa y bases nitrogenadas adenina(A)-uracilo (U) y guanina(G)-citosina(C). b. ARN mensajero (ARNm): su función principal es copiar la información genética del ADN y llevarlas a las ribosomas donde se realiza la síntesis de proteínas o la traducción.

ARN transferente (ARNt): actúa como portador de los aminoácidos específicos hasta los ribosomas.

ARN nucleolar (ARNn): se encuentra unido a diferentes proteínas formando el nucleolo y una vez formado, se fragmenta y da origen a los diferentes tipos de ARNr. c. La transcripción es el proceso por el cual se pasa de una secuencia de bases nitrogenadas de un gen (ADN) a una secuencia de bases nitrogenadas complementarias pertenecientes al ARNm. Con la información que se obtiene del ARNm se puede sintetizar una cadena polipeptídica durante el proceso de traducción. Se lleva a cabo en el interior del núcleo celular.

Capítulo: Unidad 5: ÁCIDOS NUCLEICOS

ARN ribosómico (ARNr): está unido a proteínas básicas para formar los ribosomas.

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CUESTIONES DE RAZONAMIENTO *1ª) El cultivo de bacterias estomacales en medios de agar-agar requiere unas condiciones de concentración salina, temperatura y pH controladas. Justifique la necesidad de controlar dichos parámetros e indique qué efectos tendría sobre las bacterias: a) una concentración salina muy alta. b) un pH = 7,5 La justificación de la necesidad de controlar los parámetros se basa en que tales parámetros tienen una incidencia muy importante en la actividad enzimática, de forma que el óptimo de actividad enzimática y por tanto de actividad vital y crecimiento de las bacterias se produce en las concentraciones salinas, temperaturas y pH a los que están adaptadas. a) Una concentración salina muy alta produciría la muerte de las bacterias estomacales, que están adaptadas a concentraciones propias de un animal. Esta muerte sería resultado de procesos osmóticos, pues se produciría la salida masiva de agua de la bacteria hacia un medio hipertónico, dando lugar a una plasmolisis. b) Un pH =7,5 tendría un efecto negativo sobre el crecimiento de las bacterias, pues las bacterias estomacales están adaptadas a pH ácido (dada la presencia de ácido clorhídrico en el estómago) por lo que la actividad de sus enzimas sería muy bajo.

*2ª) Cuando se produce una herida resulta conveniente lavarla con suero salino (de igual composición salina que el plasma sanguíneo), resultando perjudicial lavarla con agua destilada.

Explique razonadamente este hecho.

Al lavar un herida (células vivas) con suero salino, no se altera el equilibrio osmótico de las células, por lo que no sufrirán daño; en cambio, si se lava con agua destilada, se las somete a un medio muy hipotónico, por lo que sufrirán una entrada masiva de agua por procesos osmóticos, que las perjudica, pudiendo llegar a destruirlas en un fenómeno de turgescencia.

*3ª) Las carencias vitamínicas en la dieta tiene como consecuencia el inadecuado desarrollo de reacciones metabólicas, lo que conduce a la aparición de enfermedades. Explique la relación entre estos hechos.

Muchas vitaminas ejercen su acción como coenzimas ,tal es el caso del NAD , NADP, FAD etc. por lo que su déficit en la dieta reduce la eficacia de ciertas reacciones metabólicas, lo que da lugar a enfermedades. Éstos coenzimas participan en reacciones de óxido-reducción (redox), en los que actúan como aceptores o dadores de protones y electrones, según se encuentren en estado oxidado ( NAD , NADP o FAD ) o en estado reducido (NADH +H , NADPH + H , FADH ) participando en procesos catabólicos o anabólicos. En el caso del NADP, he de indicar que sólo participa en el metabolismo autótrofo, como la fotosíntesis . +

+

+

+

+

2

4ª) Dé una explicación razonada a este hecho: Al añadir 1 ml. de HCl 0,1 N a un litro de suero fisiológico (agua y NaCl 0,15 M) con un pH=7, el pH desciende hasta un valor de 2; si se añade 1 ml. de HCl 10 N a un litro de plasma sanguíneo, el descenso de pH será de 7,4 a 7,2 únicamente.

En el plasma sanguíneo desciende muy poco el pH al añadir un ácido pues contiene sistemas amortiguadores o tampón, formados por sales minerales que compensan las posibles variaciones de pH. Estos sistemas no están presentes en el suero fisiológico por lo que se produce una intensa disminución de pH. Los sistemas amortiguadores son muy importantes en las células evitando cambios bruscos de pH, y se basan en la transformación de los ácidos o bases en sustancias fácilmente eliminables por la célula, como el CO y el H O. 2

En el plasma sanguíneo, el tampón fundamental es el tampón bicarbonato, muy útil para neutralizar ácidos, ya que la relación de bicarbonato /ácido carbónico es de 20:1. S reacción global es :

Capítulo: CUESTIONES DE RAZONAMIENTO

2

40

Al aumentar la cantidad de ácido, la reacción se desplazará hacia la derecha, formando ácido carbónico y este a su vez se transformará en CO que, será expulsado por el intercambio de gases y H 0 ( molécula neutra), de esta forma se neutraliza el pH, manteniendo sus niveles entre 7,2 y 7,4.

2

2

M

5ª) ¿Por qué la celulosa no es un nutriente para la mayoría de los animales? ¿Cuál es su importancia en la alimentación?

No actúa de nutriente pues las moléculas de glucosa que forman la celulosa están dispuestas en forma fibrilar, con numerosos enlaces que las unen entre sí, no disponiendo los animales de las enzimas necesarias para disgregar la celulosa y liberar las moléculas de glucosa que la forman.

Su papel en la alimentación radica en su capacidad de aumentar el volumen y capacidad de hidratación del bolo alimenticio, lo que favorece la digestión química y mecánica de los alimentos, el tránsito intestinal y la defecación.

*6ª) Las truchas de piscifactoría sufren en ocasiones la llamada “ enfermedad del punto blanco”. Los ejemplares que padecen esta patología presentan sobre escamas y aletas puntos blancos observables a simple vista. Estos puntos corresponden a un protozoo ciliado , parásito externo de las truchas.

Los piscicultores sumergen a los ejemplares de trucha afectados en una solución salina de cloruro sódico al 1520 por mil de concentración durante 8-10 minutos y la enfermedad suele desaparecer.

¿en qué fenómeno se basa este tratamiento?

Se trata de un proceso osmótico. Al sumergir la trucha infectada en una disolución hipertónica, los parásitos externos se verán afectados por un proceso osmótico de plasmolisis, que les provoca la muerte. La trucha no se ve afectada pues presenta escamas protectoras y mecanismos de compensación osmótica eficaces en el breve tiempo de exposición.

7ª) ¿Por qué no se descomponen los alimentos como carne y pescado cuando se hallan fuera del frigorífico si están cubiertos de sal? ¿Qué dificultades pueden tener los organismos descomponedores para destruirlos?

No se descomponen pues están rodeados de un medio muy hipertónico que imposibilita el crecimiento de microorganismos descomponedores. Las dificultades son consecuencia de un medio muy hipertónico que provoca un fenómeno osmótico de plasmolisis: las células pierden agua y acaban muriendo.

*8ª) ¿Por qué no se descomponen tan fácilmente la carne y el pescado en el interior del frigorífico, si las bacterias se hallan por todas partes?

En el interior del frigorífico las bajas temperaturas reducen notablemente la actividad enzimática de las bacterias, por lo que su actividad y proliferación es muy reducida.

9ª) Se ha demostrado que en un medio con proteasas (enzimas que destruyen las proteínas) el ADN no llega a adquirir ningún nivel de condensación. Se una explicación justificada a este hecho.

La condensación del ADN se realiza mediante el enrollamiento sobre proteínas histonas, adquiriendo así los diversos grados de cromatina y el de cromosoma. Al destruirse las histonas el ADN no podrá condensarse.

La primera conclusión es que se trata de ADN pues contiene la base Timina (exclusiva del ADN) y no contiene Uracilo (exclusiva del ARN) Otra conclusión es que se trata de ADN monocatenario pues no se aprecia la complementariedad de bases propia del ADN bicatenario en el que la cantidad de A =T Y la de C=G.

*11ª) ¿Por qué las hojas de lechuga se ponen turgentes cuando se dejan en agua y luego al aliñar la ensalada se arrugan?

Al dejarlas en agua se están colocando en un medio hipotónico, por lo que mediante un procesos osmótico entrará agua al interior de las células de la lechuga, atravesando sus membranas celulares que son semipermeables; se producirá por tanto el proceso de turgescencia.

Al añadirle la sal del aliño, el medio se convierte en hipertónico y ocurre el proceso inverso: las hojas pierden agua pues esta se desplaza al medio externo ( de mayor concentración salina) por ósmosis, lo que da lugar a que se arruguen las hojas.

*12ª) ¿Por qué la ósmosis permite la absorción de agua en las plantas?

Capítulo: CUESTIONES DE RAZONAMIENTO

10ª El análisis del ácido nucleico de un virus ha reportado los siguientes resultados: A: 24% G:31% T: 33% C: 12 % ¿Qué conclusiones se pueden obtener acerca del tipo de ácido nucleico del virus?

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Las células de los pelos absorbentes radiculares tienen una concentración salina(y de otras sustancias osmóticamente activas) superior al agua del suelo; por tanto su citoplasma es hipertónico respecto al medio acuoso que las rodea y por ósmosis el agua entra en las células. Hay por tanto una presión osmótica dirigida hacia las células de la raíz.

Si se añadiese sal al agua de riego, esta presión decrecería, reduciendo e incluso invirtiendo la presión osmótica, lo que reduciría la capacidad de absorción de agua por la planta, e incluso llegaría a secarla si se invierte el sentido de la presión osmótica (si el agua del suelo llega a ser hipertónico respecto a las células de la raíz).

*13ª) ¿Por qué las soluciones que se administran vía venosa deben ser isotónicas para los eritrocitos ? ¿Qué podría ocurrir si no fuera así?

Capítulo: CUESTIONES DE RAZONAMIENTO

Un medio isotónico, indica que su concentración salina es similar al medio interno ( sangre), en esta situación la cantidad y salida de agua que se produce está equilibrada por lo que no se producirán fenómenos osmóticos. En el caso de administrarse una solucione hipertónicas, se produciría una salida de agua del glóbulo rojo, plasmólisis del mismo; en caso de administrarse una solución hipotónica, se producirá la entrada de agua al glóbulo rojo, turgente ; en el caso de que la solución fuese muy hipotónica, podría entrar tanta cantidad que podría estallar ( hemolisis).

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