Estructura de Proteínas, Metabolismo y Termodinámica: Preguntas y Respuestas

Estructura de Proteínas y Función

Pregunta: La siguiente figura muestra estructuras tridimensionales de una proteína: ¿es posible identificar en la molécula los cuatro niveles de organización?

Respuesta: No es posible identificar los cuatro niveles, solo se aprecia hasta el nivel terciario, pues la proteína está formada por una sola cadena polipeptídica.

Pregunta: ¿Qué nivel de estructura es estabilizado por los puentes de hidrógeno?

Respuesta: Los puentes de hidrógeno estabilizan el nivel secundario.

Pregunta: Nombre los tipos de enlace covalente que deben existir en la proteína representada en la figura:

Respuesta: Enlaces peptídicos y puentes de disulfuro.

Osteogénesis Imperfecta y la Importancia de la Secuencia de Aminoácidos

La osteogénesis imperfecta es un ejemplo de los efectos drásticos que puede tener la sustitución de un único residuo aminoacídico en la estructura y función de una proteína. En este caso, la sustitución del residuo Glicina por una Cisteína en la posición 988 de la cadena alfa 1 de la triple hélice de colágeno:

a) De acuerdo a la polaridad de su cadena lateral, clasificación estudiada en clases para los aminoácidos, ¿a qué grupo pertenece cada uno de estos?

Respuesta: Glicina = aminoácido apolar, Cisteína = aminoácido polar sin carga.

b) Dada la naturaleza química de la glicina y de la cisteína, prediga y sugiera por qué la sustitución es perjudicial:

Respuesta: La glicina es apolar, mientras que la cisteína es polar, por ello la sustitución de glicina por cisteína es perjudicial, ya que modifica las interacciones entre los aminoácidos que conforman la cadena alfa de la hélice de colágeno, modificando su estructura y alterando así su función biológica.

c) Proponga un aminoácido cuya sustitución tendrá menos probabilidad de alterar la función del colágeno, explique por qué de su elección:

Respuesta: El aminoácido propuesto podría ser cualquiera de los aminoácidos apolares: alanina, prolina, valina, leucina, isoleucina o metionina, ya que presentan similares características químicas que la glicina.

d) ¿Qué función cumple el colágeno en nuestro organismo?

Respuesta: Función estructural, tendones, hueso, cartílago.

Efecto del BPG en la Hemoglobina

Pregunta: Indique qué efecto tiene el BPG sobre la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno:

Respuesta: El BPG disminuye la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno.

Pregunta: Se ha descrito que la concentración de BPG aumenta en los eritrocitos en respuesta a una situación de hipoxia, como la que se presenta en elevadas altitudes. Explique qué relación tiene el aumento de la concentración de BPG con la capacidad de transportar oxígeno a altitudes sobre los 4500 metros de altura:

Respuesta: El aumento de la concentración de BPG hace que disminuya la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno, lo que permite una liberación de oxígeno más eficiente cuando este escasea a mayor altura.

Homeostasis y Metabolismo

Pregunta: La mantención de un estado estacionario dinámico es clave para el correcto funcionamiento a nivel celular y en una ruta metabólica. Aunque la velocidad del flujo metabólico o flujo a través de un paso de la ruta puede ser alto y variable, la concentración del sustrato S puede permanecer constante. Este es el funcionamiento del concepto conocido como:

Respuesta: Homeostasis.

Propiedades del Agua como Solvente

Pregunta: Un excelente solvente universal debe tener como propiedad principal:

Respuesta: El elevado momento dipolar y facilidad para formar puentes de hidrógeno.

Identificación de Grupos Funcionales

Pregunta: Grupos funcionales que presenta esta molécula:

Respuesta: Amino, fenol, carboxilo.

Termodinámica y Reacciones Químicas

Pregunta: ¿Cuál de las siguientes afirmaciones deriva de la segunda ley de la termodinámica?

Respuesta: Una reacción espontánea cursa con un aumento en la entropía.

Pregunta: ¿Cuántas moléculas de agua se liberan durante la formación del siguiente pentapéptido?

Respuesta: 4

Pregunta: ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta respecto de la variación de la (ΔH) en una reacción?

Respuesta: Si el valor de ΔH es negativo, la reacción es de carácter exotérmico.

pH y Equilibrio Ácido-Base

Pregunta: En relación al pH en la sangre, es correcto indicar que:

Respuesta: Un aumento de CO₂ se traduce en una disminución del pH.

Desnaturalización de Proteínas

Pregunta: ¿Cuál de los siguientes enunciados en relación a la desnaturalización de proteínas es correcto?

Respuesta: Cambia la conformación nativa sin rotura de los enlaces peptídicos.

Transporte a través de Membranas

Pregunta: En general, la difusión por la membrana lipídica es baja, pero se favorece cuando un soluto es:

Respuesta: Pequeño y/o sin carga.