Comprendiendo los Procesos Celulares: Mitosis, Metabolismo y Respuesta Inmunitaria

1. Proceso de Mitosis

a) Identifique el proceso representado en el esquema adjunto. Indique cuál es la función biológica de este proceso. Es el proceso de mitosis (y citocinesis). El significado biológico de la mitosis es obtener células hijas con idéntica información genética que la célula madre (reproducción asexual en organismos unicelulares), así como permitir en los organismos pluricelulares el crecimiento y el recambio celular.

b) Identifique los elementos señalados con los números 1, 2 y 3 y razone en qué tipo de células eucarióticas tiene lugar el proceso del esquema. 1. Membrana plasmática; 2. Centrosoma (centriolos); 3. Anillo contráctil. El proceso tiene lugar en una célula eucariótica animal, dado que la célula carece de pared celular, tiene centriolos (centrosoma y áster, mitosis astral) y la división se produce por estrangulamiento mediante un anillo contráctil.

c) Nombre y describa brevemente los procesos que tienen lugar en las fases A y C. A. Profase y C. Anafase. La profase se caracteriza por que los cromosomas condensados empiezan a ser visibles, cada cromosoma está formado por dos cromátidas hermanas idénticas, desaparece la envoltura nuclear y el/los nucleolos. La anafase se define como el momento en que se produce la separación simultánea de las cromátidas hermanas de cada cromosoma hacia los polos del huso de división (por acortamiento de los microtúbulos cinetocóricos).

2. Monosacáridos

A.2.- En relación con los monosacáridos:

a) Defina brevemente e indique a qué son debidas las siguientes características: estereoisomería: se refiere a moléculas que tienen la misma composición química pero diferente ordenación tridimensional debido a que tienen carbonos asimétricos; isomería óptica: es la capacidad de desviar la luz polarizada a la derecha (dextrógiro +) o izquierda (levógiro -) debido a la existencia de carbonos asimétricos. Carbono anomérico: el carbono anomérico es el carbono asimétrico resultante de la ciclación de monosacáridos (pentosas y hexosas) mediante enlace (hemiacetal/hemicetal) entre grupo aldehído/cetona y grupo alcohol de un monosacárido.

b) Indique dos características de la molécula β D (+) glucopiranosa con conformación cis. Dos características son: estereoisómero D (OH del carbono 5 a la derecha); desvía el plano de luz polarizada a la derecha (dextrógira).

3. Biotecnología

A.3.- En relación con la Biotecnología:

a) Explique brevemente la tecnología del ADN recombinante: esta tecnología trata de insertar un gen seleccionado en un vector de clonación, para introducirlo en una célula que actúa como huésped y en la que se fabrica una proteína codificada por el ADN del gen insertado.

b) Defina vector de clonación: molécula de ADN capaz de replicación autónoma dentro de una célula huésped, que se utiliza para insertar la secuencia de ADN exógeno.

c) Explique qué son los organismos modificados genéticamente. Indique dos de sus aplicaciones y uno de sus posibles inconvenientes: OMG, organismos cuyo material genético se ha alterado artificialmente. Dos aplicaciones son: producción de insulina humana en bacterias recombinantes, o de hormona del crecimiento o de interferón. Un inconveniente es: problemas éticos en la manipulación del genoma humano (selección de embriones, entre otros).

4. Replicación del ADN

A.4.- En relación con la replicación del ADN:

a) Defina los modelos conservativo y semiconservativo de la replicación, e indique cuál de ellos se demostró experimentalmente como cierto: modelo conservativo: las dos hebras recién sintetizadas tras la replicación se unen entre sí para formar el nuevo ADN bicatenario, quedando las dos hebras antiguas (molde) formando parte del ADN bicatenario original. Modelo semiconservativo: una hebra antigua y una hebra recién sintetizada constituyen cada molécula de ADN bicatenario. El modelo semiconservativo fue demostrado como cierto experimentalmente.

b) ¿Son sinónimos los términos “replicación semicontinua” y “replicación semiconservativa”? Justifique la respuesta: no son sinónimos, ya que el modelo semicontinuo hace referencia a la síntesis continua de la hebra conductora y discontinua (mediante fragmentos de Okazaki) de la hebra retrasada del ADN bicatenario, mientras que la replicación semiconservativa hace referencia al origen de cada hebra en el ADN replicado (ver respuesta anterior).

c) Indique tres enzimas clave que participen en el mecanismo molecular de la replicación del ADN: ADN polimerasa (I, II y III), ADN primasa (ARN primasa), ADN ligasa, ADN helicasa, ADN topoisomerasa, etc.

5. Procesos Metabólicos

A.5.- Con relación a los procesos metabólicos:

a) Con respecto a las cadenas de transporte electrónico, relacione cada proceso metabólico de la columna de la izquierda con uno o más de los procesos de la columna de la derecha:

• 1-B
• 2-A
• 2-C
• 3-D
• 4-D
• 5-A
• 5-C
• 6-B

1. Cadena cíclica fotosintética A. Fotólisis del agua 2. Cadena acíclica fotosintética B. Síntesis únicamente de ATP 3. Quimiosíntesis C. Obtención de NADPH y ATP 4. Fotosíntesis bacteriana D. Obtención de NADH y ATP 5. Fotosíntesis de cianobacterias 6. Cadena electrónica mitocondrial

b) Explique la diferencia entre fotosíntesis oxigénica y anoxigénica. Indique qué organismos realizan cada una: fotosíntesis oxigénica: el dador de electrones es la molécula de agua gracias a la fotólisis de ésta, liberándose oxígeno molecular, mientras que en la anoxigénica el dador de electrones es otra molécula distinta al agua y por lo tanto no hay fotólisis del agua ni liberación de O2. La primera la realizan las plantas, las algas y las cianobacterias, y la segunda la realizan bacterias (sulfúreas, verdes y púrpuras).

6. Membranas Celulares

B.1.- En relación con las membranas celulares:

a) Indique el tipo al cual pertenecen las siguientes biomoléculas y su función en relación con las membranas celulares:

• Colesterol: un lípido (esteroide) que aporta estabilidad y regula la fluidez en las membranas celulares (animales).
• Gangliósidos: son lípidos (esfingolípidos) y tienen función estructural (especialmente en células del sistema nervioso).
• Inmunoglobulinas D: son proteínas y intervienen en el reconocimiento de antígenos en las membranas celulares de los linfocitos B (función defensiva).
• Citocromos: son proteínas y tienen función transportadora en reacciones de oxidación-reducción en procesos metabólicos (cadena respiratoria o fotosintética).