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CANTABRIA CONVOCATORIA JUNIO 2008

S O L U C I Ó N D E L A P R U E B A D E A C C E S OAUTORA: María Purificación Hernández Nieves

Opción a)La biomolécula que aparece en la figura es un polisacáridoformado por moléculas de glucosa unidas mediante enlaceO-glucosídico � (1 �4) y � (1 �6).

Polímeros con enlaces O-glucosídicos en los animales sonel glucógeno y la quitina.

� El glucógeno es el polisacárido de reserva de los anima-les. Se moviliza en función de las necesidades de gluco-sa del organismo. Abunda en las células del hígado y delmúsculo estriado.

� La quitina es un polímero de N-acetilglucosamina en elque los enlaces O-glucosídicos son del tipo � (1 �4). Esuna molécula lineal, sin ramificar y con función estructu-ral que forma parte de la pared celular de los hongos ydel exoesqueleto de los artrópodos.

Dos polímeros con enlace O-glucosídico en el reino Plantasson el almidón y la celulosa.

� El almidón es el polisacárido de reserva de las plantas. Esla molécula que tienen estos organismos para almace-nar la glucosa. Se encuentra almacenado en los amilo-plastos en forma de granos de almidón. Está compuestopor la amilosa —polímero no ramificado formado por launión de moléculas de glucosa con enlaces � (1 �4)—y la amilopectina, —polímero ramificado de glucosas

unidas por enlaces � (1 �4) y � (1 �6), estos últimosen las ramificaciones—.

� La celulosa es el polisacárido estructural de las pare-des celulares de las plantas. Es un polímero lineal demoléculas de glucosa unidas por enlace O-glucosídico� (1 �4).

Opción b)Los lípidos, a excepción de los ácidos grasos y los jabones(sales sódicas o potásicas de los acilglicéridos), no formanmicelas. Más que a un problema de polaridad, esto sedebe a un problema de espacio. Los ácidos grasos, al estarformados por una cadena hidrocarbonada, se asocian detal forma que no dejan espacio interior para el agua yotros compuestos polares. Los fosfolípidos, en cambio,aunque son lípidos saponificables (contienen ácidos gra-sos), están formados por dos cadenas que, al intentar aso-ciarse, dejan espacios libres entre ellas, lo que provocaque en lugar de micelas formen bicapas, como en lasmembranas biológicas.

Las funciones biológicas más relevantes de los lípidos noformadores de micelas son el almacenamiento o reserva deenergía, la protección de órganos al formar parte de epider-mis y exoesqueletos, la constitución de membranas celula-res. Algunas presentan funciones vitamínica y hormonal.

Pregunta 1

Pregunta 2

Opción a)

En la gráfica se observa que las curvas de pH 5,2 y 3,5 estánbastante próximas. Por tanto, son los grupos de aminoáci-dos con pk aproximadamente igual a 4 los que están man-teniendo la estructura de la enzima. Cuando el pH es casineutro (7,6), esos grupos tienen un grado de protonizacióntal que impiden que la proteína enzimática mantenga laestructura necesaria para realizar la catálisis enzimática.Esto no ocurre, sin embargo, cuando el pH es ácido, lo queimplica que las cadenas laterales (R) de algunos aminoáci-dos del centro activo presentan función ácido, como la delos aminoácidos aspártico y glutámico.

Opción b)Manteniendo la temperatura y el pH constantes, sin aumen-tar la cantidad de enzima, es posible incrementar la veloci-dad de la reacción; basta con aumentar la concentración desustrato.

Este comportamiento enzimático tiene un límite que estádeterminado por la concentración de sustrato que es capazde recibir el centro activo de la enzima hasta saturarse enforma de [ES]. En este momento, la reacción adquiere lavelocidad máxima (Vmax). A partir de este punto de satura-ción, aunque se le añada más sustrato, la velocidad de lareacción no aumenta, sino que se mantiene constante.

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Pregunta 3

Opción a)La ingeniería genética consiste en la manipulación y modi-ficación del ADN, esto es, en la introducción de nuevosgenes en organismos con el fin de obtener productos deinterés para el ser humano (hormonas, anticuerpos de orga-nismos de características específicas, etcétera).

Actualmente, la tecnología del ADN recombinante permitemanipular, aislar y multiplicar genes y obtener fragmentosde ADN en cantidades ilimitadas. Estos fragmentos de ADNse transfieren a células en cultivo o a embriones, lo que ori-gina organismos transgénicos en los que puede «expresar-se» la información de dichos genes. Esta moderna tecnolo-gía incluye las siguientes etapas básicas:

1. Corte específico del ADN mediante endonucleasas derestricción.

2. Inserción de los fragmentos de ADN en los llamadosvectores de clonación (bacteriófagos y plásmidos).

3. Clonado del ADN. Para ello, el plásmido se introduce enla bacteria mediante el mecanismo de transformación(ver procesos parasexuales en bacterias) —transducciónen el caso de los virus—. Una vez en el interior de estascélulas, el ADN se multiplica.

4. Técnicas de hibridación que consisten en la detecciónde secuencias específicas mediante sondas. Para estecometido se emplea la autorradiografía.

En la actualidad, una técnica de gran interés es la reacción encadena de la polimerasa (PCR). Consiste en duplicar en untubo de ensayo, un número ilimitado de veces, un fragmentode ADN. Se consiguen así, en pocas horas, millones de molé-culas de ADN idénticas a la primera. Esta técnica se aplica enestudios evolutivos o huellas dactilares del ADN; permitecomparar muestras diferentes de ADN para verificar si perte-necen o no al mismo individuo, o el grado de parentescoentre ellas. Actualmente es una técnica aplicada en investiga-ciones policiales, en medicina forense y en pruebas de pater-nidad. Se está empleando asimismo en la obtención de orga-nismos transgénicos (organismos que se desarrollan a partirde una célula en la que se han introducido fragmentos deADN). De esta manera se han conseguido plantas resistentesa plagas o herbicidas, ratones con genes que fabrican la hor-mona humana del crecimiento, etcétera.

Otra de las aplicaciones actuales de la ingeniería genéticatiene lugar en la denominada terapia génica, esto es, laintroducción de genes en el organismo para tratar el cáncery otras enfermedades hereditarias. Para ello, hay que intro-ducir el gen deseado en células del paciente mediante vec-tores y controlar la expresión de estos genes en el lugar y ala intensidad indicados. Como estos genes pueden introdu-cirse tanto en células somáticas como en células germina-les, la terapia génica puede emplearse para eliminar defec-tos congénitos heredables.

Todas estas técnicas han provocado polémicas en la socie-dad, motivo por el cual se ha creado un Comité Internacio-

nal de Bioética que intenta resolver dilemas acerca de laapropiación y el uso del material genético. A este respecto,la ONU ha aprobado la Declaración Universal sobre elGenoma Humano y los Derechos Humanos, en la que sedeclara el genoma humano patrimonio de la humanidad, almismo tiempo que protege la libertad, la dignidad y lasalud de las personas frente al afán de lucro que puedesuponer la comercialización de este genoma, prohibiendola clonación de seres humanos con fines reproductivos yadmitiendo la clonación de tejidos con fines terapéuticos.

Opción b)La defensa inmune innata es aquella que presenta todo ani-mal ante cualquier invasión microbiana (bacteria patóge-na). Es una inmunidad activa, puesto que son los propiosmecanismos inmunológicos del animal los que han logradola inmunidad. El feto de los mamíferos también adquiereinmunidad natural, pero es de tipo pasivo, pues la recibe através de la placenta de la madre hasta que se desarrollancompletamente sus mecanismos inmunológicos.

La respuesta innata está constituida por un conjunto debarreras defensivas naturales y de mecanismos defensivos(celulares y moleculares) que combaten estas bacteriaspatógenas. Estas barreras y mecanismos defensivos son lossiguientes:

� Barreras físicas y químicas. Es la primera línea defensivacon la que se encuentran los organismos patógenos.Está formada por la piel, las mucosas, el estómago eintestino delgado, la temperatura corporal y el hierro enla sangre.

� La flora bacteriana autóctona. Se encuentra en la piel yen las mucosas y segrega proteínas de carácter antibió-tico (bactericinas) que son letales para otras especiesbacterianas.

� El sistema de complemento. Está formado por unaserie de proteínas séricas que complementan la funciónde los anticuerpos. Estas proteínas están inactivas enausencia de antígenos, pero se activan en presencia debacterias patógenas y, como consecuencia, este sistemadesarrolla una reacción inflamatoria que atrae hacia ellugar de infección gran número de fagocitos. Esto pro-voca la opsonización de los patógenos y la lisis de labacteria patógena.

� La reacción inflamatoria. En esta reacción intervienen,además de los macrófagos y neutrófilos, las plaquetas,los mastocitos y los leucocitos basófilos.

� Linfocitos NK. Al tener actividad citotóxica, estos linfoci-tos suelen destruir células tumorales y otras células queresultan infectadas por agentes víricos.

� Fagocitos. Destruyen las partículas extrañas, a las querodean con sus pseudópodos para luego digerirlas en elcitoplasma. Entre este tipo de células se encuentran losleucocitos (eosinófilos, neutrófilos y los monocitos y susderivados los macrófagos).

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Opción a)Efectivamente, puede padecerse obesidad aunque se dismi-nuyan las grasas en la dieta, siempre que se mantenga alta laingesta de hidratos de carbono. Este comportamiento, a nivelmetabólico, se debe al aumento de los niveles de acetil-CoApor vía glucídica (glucosa � ácido pirúvico � acetil-CoA).Cuando esto ocurre, el ciclo de Krebs no puede asumir tan-ta concentración de acetil-CoA y las moléculas sobrantes sedirigen a la biosíntesis lipídica. Las moléculas de acetil-CoA,de dos en dos, van a realizar las reacciones inversas a la �-oxidación de los ácidos grasos (biosíntesis de ácidos gra-sos) y formarán las largas cadenas de estos ácidos en lamatriz mitocondrial. Luego abandonan la mitocondria paradirigirse al retículo endoplásmico liso, donde se unen a laglicerina y forman las grasas, que posteriormente se alma-cenarán en el panículo adiposo.

Opción b)A: Grana de la membrana tilacoidal de un cloroplasto.

B: Ciclo de Calvin.

El ATP (energía química) y el NADPH (poder reductor) sonmoléculas generadas en la fase lumínica de la fotosíntesis yvan a ser utilizadas en el ciclo de Calvin; en concreto, en lafase reductora de este ciclo, en la que el ácido 3-fosfoglicéri-co se convierte en aldehído 3-fosfoglicérico.

NADPH NADP

ácido 3-fosfoglicérico aldehído 3-fosfoglicérico

ATP ADP�P

Pregunta 4

Pregunta 5

Opción a)Entendemos que entre las cromátidas de los cromosomashomólogos existe recombinación genética en la profase I.

a) Las dos células resultantes de la primera división meióti-ca son:

b) Las cuatro células resultantes en la segunda divisiónmeiótica serán estas:

Opción b)Se entiende por ciclo celular el tiempo que transcurre des-de que una célula se forma, por división de una preexisten-te, hasta que se divide y da origen a dos células hijas. Suduración depende del tipo de célula y de los factoresambientales.

El ciclo celular se divide en dos fases: interfase y divisióncelular o mitosis (M).

La interfase es la fase más larga del ciclo celular (ocupa casiun 94 % del ciclo). Transcurre entre dos mitosis y consta, asu vez, de tres fases:

� Fase G1. Se encuentra entre el final de la mitosis (M) y elcomienzo de la síntesis del ADN (S). En ella, la célulaaumenta de volumen. La célula puede entrar en un esta-do de reposo o fase G0 y puede volver más tarde a lafase G1.

� Fase S. En ella se autoduplica el ADN del núcleo. Cadacromosoma hijo obtenido en la mitosis está formadopor una cromátida. En esta fase, cada cromátida forma lacromátida hermana que le falta para constituir cromo-somas completos.

� Fase G2. Se sitúa entre la fase S y la M. Esta fase terminacuando el ADN (cromatina) comienza a condensarsepara iniciar la mitosis.

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La mitosis es el proceso por el que una célula madre se divi-de (después de sufrir la citocinesis) en dos células hijasidénticas a ella. Fundamentalmente, se trata de cambiosacaecidos en el núcleo. Es un proceso continuo desde elcomienzo hasta el fin, pero que con fines didácticos se divi-de en cuatro fases:

� Profase. Los centriolos duplicados se dirigen a polosopuestos y de los filamentos del áster se forma el husoacromático (en las células vegetales, que no tienen cen-trosoma, se forma a partir del centro organizador demicrotúbulos). El nucléolo desaparece. La cromatina secompacta formando los cromosomas (cada cromosomaestá formado por dos cromátidas). La envoltura nucleardesaparece al final de la profase.

� Metafase. El huso acromático está unido a los centró-meros de los cromosomas, los cuales se desplazan hastasituarse en el plano central formando la denominadaplaca ecuatorial. Los cromosomas reciben el nombre decromosomas metafásicos.

� Anafase. Cada cromátida de un cromosoma emigra, através del huso acromático, a uno de los polos (unacromátida a un polo y la cromátida hermana al poloopuesto). En este momento se denominan cromoso-mas hijos.

� Telofase. Cada conjunto de cromosomas hijos (con unasola cromátida) se desorganiza y reconstruye la cromati-na. Reaparece el nucléolo y la membrana nuclear.

Se produce ahora la citocinesis, cuyo resultado son doscélulas hijas con la misma dotación cromosómica que la célula madre, esto es, con el mismo número de cromo-somas (formados por una sola cromátida). En el período Sde la interfase se autoduplican las cromátidas hermanas.

Ciclo celular.

Por tanto, partiendo de una célula 2n, el número de moléculasde ADN en las fases antes citadas serán las siguientes:

Si no hubiese interfase, el ciclo se alteraría y, tras una mito-sis, se sucederían otras muchas sin período de interfaseentre ellas. Esta proliferación anómala de células constitui-ría una metástasis y el resultado de ella sería un tumor.

fase G1

mit

osis

fase S

fase G2

interfasedivisióncelular

citocinesis

punto derestricciónG0

síntesis de proteínasy ARN

replicación del ADN

cambios en la estructura celular

Opción a)La enfermedad se transmite por genes dominantes en cro-mosomas autosómicos, donde el gen A es el transmisor dela enfermedad y dominante sobre a. Si se transmitiera porgenes recesivos ligados al sexo, no podrían nacer enfermas(xaxa) de madres enfermas (xaxa) y padres sanos (XY), comoocurre en el esquema.

Por tanto, la enfermedad se transmite por un gen autosómi-co dominante y los genotipos de los individuos que sepiden son los siguientes:

Genotipo A: aa

Genotipo B: Aa

Genotipo C: aa

Genotipo D: Aa

Opción b)Según el problema, «g» es el alelo normal que codifica paraun polipéptido formado por 100 aminoácidos y «gm» es elalelo que por mutación, al añadirle un nucleótido, codificapara un polipéptido de 80 aminoácidos, el cual produce laenfermedad.

Como sabemos, según el código genético, cada aminoácidoes codificado por un triplete de nucleótidos. ¿Cómo, enton-ces, la cadena polipeptídica de 80 aminoácidos es codifica-da por un fragmento de ADN que tiene un nucleótido másque el fragmento de ADN que codifica 100 aminoácidos? Laexplicación está en que la mutación que se produce es unamutación sin sentido. Esta tiene lugar cuando la insercióndel nucleótido forma un triplete de terminación que haceque cese prematuramente la síntesis de la cadena polipep-tídica y la hace más corta de lo normal (80 aminoácidos enlugar de 100), lo que afecta gravemente a la estructura y ala función de dicha cadena y produce la enfermedad en elindividuo que la contiene.

Fase Moléculas de ADN

G1 n

G0 n

S 2n

G2 2n

Profase 2n

Metafase 2n

Anafase 2n (n�n)

Telofase n�n

Pregunta 6

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Opción a)El orgánulo corresponde a un cloroplasto. Su función es rea-lizar la fotosíntesis.

Las partes más importantes de esta estructura las indica-mos en el siguiente esquema:

Opción b)Los solutos polares atraviesan las membranas por tresmecanismos:

� Difusión facilitada por permeasas. Las sustancias pola-res, como los azúcares, aminoácidos o nucleótidos, atra-viesan la membrana desde la zona de mayor concentra-ción a la de menor concentración ayudadas de unasproteínas transportadoras (permeasas). Son proteínastransmembranales que provocan un cambio de confi-guración, lo cual permite al soluto polar el paso al otrolado de la membrana.

� Difusión facilitada por proteínas de canal. Son proteínastransmembranales que forman en su interior un canalque permite el paso de iones Na�, Cl–, Ca2� de un lado aotro de la membrana. El canal generalmente está cerradohasta que recibe una señal dependiente de un ligando odel voltaje.

� Transporte activo. Es el transporte utilizado por ciertosiones que atraviesan la membrana en contra de un gra-diente de concentración (desde la zona de menor con-centración a la de mayor concentración), con el consi-guiente gasto de energía (ATP).

proteínade canal

proteínastransportadorasuniporte simporte antiporte

cotransporte

difusión facilitada

membrana plastidial externa

espaciointermembranoso

membrana tilacoidal

tilacoide de los grana

estroma

ADN tilacoideintergrana

membrana plastidial interna

espaciotilacoidal

granum

ribosomas 70 S

� �

��

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Pregunta 7