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El alumno deberá contestar a cuatro bloques elegidos entre los seis que se proponen En cada bloque, la valoración máxima de los apartados a y b será 1 punto y la del apartado c, 0.5 puntos
Bloque 1
a) El esquema representa una célula eucariótica. Identifique las estructuras indicadas por los números 1 a 8.
b) Explique muy brevemente (no más de 25 palabras en cada caso) en qué consisten las siguientes actividades y, para cada una de ellas, indique una estructura u orgánulo eucariótico en donde pueden producirse:
1.- Fosforilación oxidativa; 2.- Transcripción; 3.- Transporte activo; 4.- Glucolisis.
c) Las células de los vegetales superiores, como la que aparece en la figura, tienen tres tipos de ribosomas. ¿En qué orgánulos o estructuras se forman? Indique un aspecto en el que se parezcan o diferencien.
Bloque 2
Los esquemas representan el ciclo de división celular y la meiosis en una especie diplonte en la que los gametos tienen 23 cromátidas y su cantidad de DNA es 3 pg.
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a) Indique el número de cromosomas (especifique si se trata de cromosomas o cromátidas) y la cantidad de DNA presente en cada una de las células numeradas de la figura (1 a 5).
b) Utilizando un esquema, indique la diferencia más importante entre la anafase de la 1ª división meiótica y la anafase de la 2ª división meiótica.
c) ¿En qué periodo del ciclo de división celular se produce la replicación del DNA? Indique, mediante un esquema, qué se entiende por replicación semiconservativa del DNA.
Bloque 3
a) ¿Cómo se denominan las unidades moleculares que componen los polipéptidos? Dibuje la fórmula química (simplificada) de una de tales unidades indicando los nombres de los principales grupos químicos que contiene.
b) Indique, mediante ejemplos, tres funciones diferentes de las proteínas, explicando muy brevemente en qué consisten tales funciones.
c) ¿Qué significa el término ‘desnaturalización’ referido a una proteína?
Bloque 4
a) La figura representa esquemáticamente un fragmento de membrana plasmática. Indique las características moleculares de los elementos señalados 1 a 3.
b) Indique una posible función de los elementos señalados con el número 3 y dos posibles funciones de los elementos señalados con el número 2.
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Bloque 6
La figura representa el virus VIH, responsable del SIDA.
a) Identifique la naturaleza molecular de los elementos indicados con números (1 a 3) e indique qué tipo de ácido nucleico contiene este virus.
b) ¿Qué tipo de células pueden ser infectadas por este virus?
c) ¿Qué función cumple la transcriptasa inversa (o retrotrancriptasa) en el ciclo biológico de este virus?
Bloque 1. Solución:
a) Las estructuras celulares señaladas con números en el esquema son las siguientes:
- Aparato de Golgi.
- Cloroplasto.
- Núcleo.
- Nucleolo.
- Poro nuclear.
- Retículo endoplásmico.
- Pared celular.
- Mitocondria.
b) La fosforilación oxidativa está asociada a la cadena respiratoria y consiste en la producción de ATP en la mitocondria gracias a la energía liberada durante el proceso de transporte electrónico que tiene lugar desde los coenzimas reducidos hasta el oxígeno molecular.
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La transcripción es la primera fase de la síntesis proteica y consiste en la síntesis de un ARN, tomando como molde una de las dos cadenas del ADN. La síntesis de ARN o transcripción tiene lugar en el núcleo de las células eucariotas.
El transporte activo es un mecanismo que permite, mediante moléculas transportadoras, el paso de sustancias a través de las me mbranas celulares en contra de gradiente electroquímico, por lo que es un proceso que requiere aporte energético que procede de la desfosforilación del ATP.
La glucólisis o ruta de Embden-Meyerhof-Parnas es una ruta catabólica y oxidativa que convierte una molécula de glucosa en dos de ácido pirúvico. Es la ruta central del catabolismo de la glucosa en animales, plantas y microorganismos y tiene lugar en el hialoplasma celular.
c) Los ribosomas son orgánulos celulares presentes en el hialoplasma de todas las células. Están constituidos por ARNr y proteínas.
Los ribosomas constan de dos subunidades desiguales, una mayor y otra menor que se caracterizan por poseer un coeficiente de sedimentación diferente. En las células eucariotas los ribosomas son 80 S y pueden encontrarse libres, unidos entre sí formando polirribosomas , o adosados a la membrana del retículo endoplásmico.
En el nucléolo se realiza la síntesis de ARNr, que junto con determinadas proteínas, constituye los ribosomas.
La función de los ribosomas es la misma en todas las células y consiste en la síntesis proteica. Para que tenga lugar la formación de proteínas los ribosomas deben estar constituidos por ambas subunidades aunque el inicio de la traducción sólo requiere de la subunidad meno r para unir el ARNm.
Bloque 2. Solución:
a) En la siguiente tabla está indicada la respuesta:
Célula Número de cromosomas/cromátidas Cantidad de ADN 1 46 cromosomas 12 pg 2 23 cromosomas 6 pg 3 46 cromosomas 12 pg 4 23 cromosomas 6 pg 5 23 cromátidas 3 pg
b) Si partimos de una célula con una dotación cromosómica diploide 2n= 6, la diferencia más importante entre la anafase de la 1ª división meiótica y la anafase de la 2ª división meiótica es en que mientras que en la primera son cromosomas los que se desplazan hacia los polos, en la segunda son cromátidas. Esta diferencia queda representada en el siguiente esquema:
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Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas , es decir, poseen una región polar hidrofílica constituida por el grupo fosfato y los sustituyentes polares unidos a él, y otra región apolar hidrofóbica formada por los ácidos grasos que se esterifican con la glicerina. El carácter anfipático de los fosfolípidos los hace especialmente idóneos para formar parte de la estructura de las membranas celulares.
Las proteínas (del griego proteios , primario) son las macromoléculas más abundantes de las células, están presentes en todas ellas y en todas las partes de las mismas. Son mo léculas compuestas por carbono (C), nitrógeno (N), oxígeno (O), hidrógeno (H) y en algunos casos, azufre (S). Están constituidas por subunidades monoméricas relativamente sencillas, los aminoácidos , cuya conjugación proporciona la clave para que existan miles de proteínas diferentes. Los aminoácidos están unidos entre sí covalentemente mediante enlaces peptídicos, constituyendo largas cadenas de elevado peso molecular.
Los glúcidos , también denominados hidratos de carbono, son biomoléculas constituidas por átomos de C, H y O en la proporción que indica la fórmula empírica CnH2nOn. Pueden contener excepcionalmente átomos de otros elementos, como nitrógeno, azufre o fósforo. Químicamente, los son polihidroxialdehídos y polihidroxicetonas y, por tanto, pueden considerarse como sustancias resultantes de sustituir uno de los grupos funcionales de un polialcohol por un grupo funcional aldehídico o cetónico. Los más complejos contienen además otros grupos funcionales orgánicos.
b) Las funciones que desempeñan los glúcidos en los seres vivos son de tipo energético (son la principal fuente de energía) y de tipo estructural (forman parte de las membranas celulares).
Las proteínas desempeñan funciones muy variadas en los seres vivos, las hay estructurales, transportadoras, defensoras, reguladoras, catalíticas, etc.
c) Las mitocondrias son orgánulos energéticos limitados por una doble membrana: la membrana mitocondrial externa es lisa, mientras que la membrana mitocondrial interna forma unas invaginaciones o repliegues denominadas crestas mitocondriales.
La membrana mitocondrial interna posee una gran superficie gracias a las cretas itocondriales. Es más rica en proteínas (80 %) que las otras membranas celulares y entre sus lípidos (20 %) no se encuentra el colesterol. La ausencia de colesterol es también típica de la membrana bacteriana. Entre las proteínas cabe distinguir 3 grupos:
- Las proteínas que forman la cadena que transporta los electrones hasta el oxígeno molecular.
- Un complejo enzimático, la ATP-sintetasa, que cataliza la síntesis de ATP
- Las proteínas transportadoras, que permiten el paso de iones y moléculas a través de la membrana mitocondrial interna, bastante impermeable al paso de iones.
Por su parte, la membrana mitocondrial externa se asemeja más a otras membranas celulares, en particular a las del RE. Entre sus proteínas cabe destacar:
- Proteínas, que forman grandes "canales acuosos", lo que la hace muy permeable, al contrario de lo que ocurre con la membrana mitocondrial interna.
- Enzimas, como las que activan los ácidos grasos para ser oxidados en la matriz.
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Bloque 5. Solución:
a) La transcripción es la primera fase de la síntesis proteica y consiste en la síntesis de un ARNm, tomando como molde una de las dos cadenas del ADN.
La transcripción está catalizada por las ARN-polimerasas; estas enzimas se desplazan a lo largo de la cadena de ADN “leyéndola” en sentido 3´-5´, mientras que el sentido de síntesis del ARN es 5´-3´.
Para poder averiguar la secuencia del de ARNm transcrito a partir de la secuencia de ADN de la figura hay que tener en cuenta lo siguiente:
- La ley de complementaridad de bases. La timina es una base nitrogenada exclusiva del ADN y el uracilo del ARN.
- El sentido de síntesis de las ARN polimerasas.
La secuencia del ARNm a transcrito será la siguiente:
ADN 3´ CCG GAT GTA GGC GTC TGT CGG 5´ 5´ GGC CTA CAT CCG CAG ACA GCC 3´
ARNm 5´ GGC CUA CAU CCG CAG ACA GCC 3´
La traducción es la segunda fase del proceso de síntesis proteica. En esta etapa se traduce en proteínas la información genética transferida desde el ADN al ARNm durante la transcripción. Los aminoácidos dispersos en el citoplasma deben unirse para formar los polipéptidos según una secuencia lineal, que no es otra que la ordenada por el ADN y transportada por el ARNm.
Para poder averiguar la secuencia de aminoácidos a partir de la secuencia de ARNm transcrito de la figura hay que tener en cuenta:
- el código genético,
- la translocación del ribosoma para la lectura del ARNm implica el desplazamiento del ribosoma a lo largo del ARNm en sentido 5´→3´,
- el grupo carboxilo del aminoácido iniciado se une al grupo amino del segundo aminoácido y, por tanto, el primer aminoácido presenta el grupo amino libre y el último el grupo carboxilo como terminal.
Basándonos en estas condiciones, la secuencia de aminoácidos codificada a partir del ARNm es la siguiente:
ARNm 5´ GGC CUA CAU CCG CAG ACA GCC 3´
Secuencia de Nt- Gly – Leu – His – Pro – Gln – Thr –Ala –Ct aminoácidos
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c) El ciclo del VIH comienza cuando el retrovirus interacciona con una glucoproteína de membrana de la célula hospedadora. Esta interacción provoca la fusión de membranas del virus y de la célula con la consiguiente entrada del retrovirus al interior celular. Tras la pérdida de la cubierta proteica se inicia la retrotranscripción del ARN vírico gracias a la retrotrancriptasa , que sintetiza un ADN bicatenario. Una enzima denominada integrasa induce la integración del ADN viral en el cromosoma de la célula hospedadora. El siguiente paso es la expresión del ADN viral que conduce a la formación de ARN víricos, que se traducen para originar las proteínas estructurales y enzimáticas del virus. Tras el ensamblaje de los viriones, éstos pueden liberarse para reiniciar un nuevo ciclo retrovírico infectando nuevas células diana.
