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PROGRAMA PREUNIVERSITARIO BIOLOGÍA TALLER No 2.1
BIOMOLÉCULAS
CONTEXTUALIZACIÓN Las principales biomoléculas de la vida están representadas en seis grupos bioquímicos tales como ácidos nucleícos, proteínas, glúcidos, lípidos, vitaminas y minerales. De estos, los ácidos nucleicos son importantes porque contienen toda la información genética de los seres vivos, sus monómeros son los nucleótidos y sus polimeros el ADN y ARN. Las proteínas son importantes porque brindan estructura ó catalizan reacciones y así se clasifican en dos tipos estructurales (transporte de sustancias, formación de tejidos) y enzimáticas respectivamente, sus monómeros son los aminoácidos que forman los polímeros llamados péptidos. Los glúcidos son los azucares que proveen energía a los sistemas biológicos mediante la obtención de ATP por glucolisis y respiración celular, sus monómeros son los monosacáridos y sus polimeros los oligo y polisacáridos. Los lipidos son químicamente dificiles de definir como mono o polimeros debido a su heterogeneidad. Según el tipo de lípido se definen cuatro funciones principales como: componentes estructurales de las membranas celulares, depósito y almacenamiento intracelular de energía metabólica, transporte de dicha energía metabólica y, protección y aislamiento del organismo. Las vitaminas son compuestos heterogeneos fundamentales para la vida porque funcionan como cofactores enzimáticos o precursores de coenzimas. Finalmente los minerales incluye las sales e iones que activan los sistemas biológicos ya que los proveen de impulsos electricos vitales para el funcionamiento celular, también algunos son cofactores enzimáticos y otros permiten el transporte eficiente de gases en la sangre (hierro). EJERCICIOS 1. Clasifique los siguientes glúcidos según tipo (monosacárido, oligosacárido y polisacárido), número de carbonos si es monosacárido, unidades de monómeros para oligo y polisacáridos, monómeros que los conforman para oligo y polisacáridos, presencia en la naturaleza y función fisiológica: Gliceraldehido, dihidroxiacetona, D-‐eritrosa, D-‐arabinosa, L-‐arabinosa, D-‐ribosa, 2-‐desoxirribosa, D-‐xilosa, L-‐xilulosa, D-‐galactosa, L-‐galactosa, D-‐glucosa, D-‐ manosa, D-‐ fructosa, D-‐sedoheptulosa, sacarosa, lactosa, maltosa, trehalosa, celobiosa, rafinosa, almidón, glucógeno, inulina, celulosa y quitina. 2. ¿Cuáles son los factores que regulan la actividad y velocidad enzimática?, ¿Qué pasa con una reacción química si no hay enzimas? 3. Una enzima x fue aislada de un hombre. Según sus conocimientos básicos ¿cómo sería el efecto de la temperatura sobre la actividad enzimática si se pusiera a prueba la enzima en el laboratorio?
4. En un experimento se tomó saliva de un estudiante y se usó como fuente enzimática para evaluar la acción catalítica de la α-‐amilasa presente en la saliva. Se tenía tres tubos de ensayo. A todos los tubos se les agregó la misma concentración y volumen de solución de almidón. Al tubo 1 se le adicionó un buffer de pH 5, al tubo 2 un buffer de pH 7 y al tubo 3 un buffer de pH 9. Seguido a esto se agregó 2 gotas de lugol a cada tubo. Por último se agregaron 4mL de saliva a todos los tubos y se pusieron en una incubadora a 37°C. Con base en la información anterior y la imagen a la izquierda que ilustra los resultados, diga: ¿Para qué se agregó el lugol?, ¿En cuál de los tres tubos parece que la enzima no actúa eficientemente?, ¿Por qué? Suponga que el tubo experimental que en menor tiempo viró de negro a transparente fue el de pH 9. ¿Cómo explica este resultado si se sabe que el rango de pH óptimo para la α-‐amilasa es entre 6.7 y 7.2? Justifique.
5. ¿Qué tienen en común los aminoácidos isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, triptófano, treonina y valina?, ¿Cuál es su función? 6. ¿Cómo se mantienen unidos los nucleótidos en los ácidos nucleícos?, ¿Qué caracteriza a las dos hebras de ADN? 7. ¿Qué enlaces químicos están presentes en los ácidos nucleícos dentro de una misma hebra y entre hebras diferentes?, ¿Qué enlace químico mantiene unidos los aminoácidos en las proteínas?, ¿Qué enlace químico mantiene unidos dos o más monosacáridos? 8. A continuación se presenta un proceso electroforético en donde se ha separado diferentes muestras desconocidas y un control normal según los tipos y concentraciones de lipoproteínas.
También se llevaron a cabo lecturas densitométricas de los corridos electroforéticos evaluados:
LECTURA QUILOMICRONES LDL VLDL HDL M-‐1 0% 90% ** 10% M-‐2 0% 65% 29% 6% M-‐3 10% 40% 40% 10% M-‐4 0% 85% 10% 5% CN 0% 50% 16% 34%
VALORES NORMALES 0 -‐ 6 % 40 -‐ 55% 10 -‐ 20% 20 -‐ 40%
a. ¿Cuál de las lipoproteínas parece tiene mayor peso molecular y menor peso molecular? Justifique, ¿Qué factores determinan la migración de las lipoproteínas a través del soporte? ¿Cómo es la carga de la proteína que más migra ? b. La muestra No.1 corresponde a una cepa de animales de experimentación, donde se ha detectado una mutación puntual, que afecta la estructura de la Apoproteína E. El proceso electroforético que usted observa, presenta una banda ancha en la región beta (a la que se le denomina técnicamente una Pre-‐beta lenta), estudios por ultracentrifugación muestran que estas lipoproteínas son VLDL parcialmente degradadas. Explique el efecto que produce esta anormalidad, realice una revisión del transporte de lípidos. c. En la muestra No.2 se tiene a un individuo que proviene de una línea familiar a la cual se le ha hecho seguimiento durante varias generaciones por presentar un defecto de herencia autosómica dominante. Consistente con un aumento en la síntesis de VLDL. Explique el comportamiento electroforético, de acuerdo a la alteración bioquímica que se reporta. d. Explique el comportamiento electroforético que se observa en la muestra no. 3, teniendo en cuenta que el efecto que se produce en el corrido electroforético se debe a un elevado consumo de alcohol.
