Conceptos Clave en Biología: Metabolismo, Genética y Respuesta Inmune

1. Metabolismo Energético y Biotecnología

1.a. Identificación de Moléculas y Procesos Catabólicos

Las moléculas identificadas son:

• 1: Glucosa
• 2: Ácido graso
• 3: Acetil-CoA
• 4: NADH

Se trata de procesos catabólicos, ya que representan vías de degradación de moléculas complejas hasta moléculas más sencillas, con la consecuente producción de energía en forma de ATP y poder reductor.

1.b. Vías Metabólicas y Requerimientos de Oxígeno

Las vías metabólicas son:

• A: Glucólisis
• B: Beta-oxidación
• C: Ciclo de Krebs

La beta-oxidación y el Ciclo de Krebs son procesos que solo pueden realizarse en condiciones aeróbicas, es decir, en presencia de oxígeno. Este actúa como aceptor final de electrones, lo que permite la continuidad de la cadena de transporte electrónico y la fosforilación oxidativa. Por lo tanto, son predominantes en ejercicios de baja intensidad y larga duración.

En contraste, la glucólisis puede producirse tanto en condiciones anaeróbicas (sin oxígeno) como aeróbicas (con oxígeno), lo que la hace fundamental en ejercicios de alta y baja intensidad.

1.c. Tipos de Fermentación y Aplicaciones

Los principales tipos de fermentación son:

• Fermentación láctica: Utilizada en la producción de derivados lácteos como yogur, queso y cuajada.
• Fermentación alcohólica: Empleada en la elaboración de productos como pan, cerveza y vino.

1.d. Diabetes y Contribución de la Biotecnología

La enfermedad a la que se hace referencia es la diabetes. La biotecnología ha contribuido significativamente a su tratamiento mediante la obtención de insulina (hormona responsable de la captación de glucosa por las células) a partir de microorganismos modificados genéticamente. Esto se logra a través de técnicas de ingeniería genética y ADN recombinante.

2. Estructura y Propiedades del ADN

2.a. Componentes de un Nucleótido de ADN

Los componentes de un nucleótido (específicamente un desoxirribonucleótido) son:

• Desoxirribosa (un azúcar de cinco carbonos)
• Una base nitrogenada (adenina, timina, guanina o citosina)
• Un grupo fosfato (o ácido fosfórico)

2.b. Proporciones de Bases Nitrogenadas en el ADN

Aplicando las reglas de Chargaff, si el porcentaje de citosina es del 31%, entonces el de guanina también será del 31%. Si el porcentaje de adenina es del 19%, el de timina también será del 19%. Por lo tanto, las proporciones son:

• Citosina: 31%
• Guanina: 31%
• Adenina: 19%
• Timina: 19%

2.c. Temperatura de Desnaturalización del ADN

La temperatura de desnaturalización del ADN aumenta en relación directa con el porcentaje de guanina y citosina. Esto se debe a que entre estas bases nitrogenadas se establecen tres enlaces de hidrógeno, mientras que entre adenina y timina se forman solo dos enlaces de hidrógeno. A mayor número de enlaces de hidrógeno entre las cadenas de ADN, mayor energía y temperatura son necesarias para su separación.

3. Transcripción y Flujo de Información Genética

3.a. Emparejamiento de Conceptos

Los emparejamientos correctos son:

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

3.b. Proceso y Sentido Biológico de la Transcripción

El proceso de transcripción consiste en la síntesis de una molécula de ARN mensajero (ARNm). La secuencia de este ARNm es complementaria a la hebra molde del ADN de un gen e idéntica a la hebra codificante (sustituyendo la timina por uracilo).

El sentido biológico de la transcripción radica en la transmisión de la información genética contenida en el ADN al ARN. Esta información, una vez en forma de ARNm, puede ser posteriormente traducida por los ribosomas a una secuencia proteica específica, lo que constituye el dogma central de la biología molecular.

4. Estructuras Celulares y Variabilidad Genética

4.a. Identificación de Estructuras Celulares

Las estructuras identificadas son:

• 1: Microtúbulos
• 2: Mitocondria
• 3: Cloroplastos
• 4: Inclusión

4.b. Generación de Variabilidad Genética en la Meiosis

La variabilidad genética se genera en la meiosis a través de dos mecanismos principales:

• En la profase I meiótica, como consecuencia de la recombinación génica (también conocida como sobrecruzamiento), donde se intercambian segmentos de ADN entre cromosomas homólogos.
• En las anafases meióticas I y II, debido a la segregación cromosómica independiente, que implica la distribución aleatoria de los cromosomas homólogos y las cromátidas hermanas a las células hijas.

5. Inmunidad y Vacunas

5.a. Definición de Vacuna e Inmunidad Activa Artificial

Una vacuna es un preparado biológico que se introduce en un sujeto sano para estimular la producción de anticuerpos y generar inmunidad frente a un determinado agente patógeno, protegiendo así de la enfermedad. Esta inmunidad se denomina inmunidad activa artificial. Su finalidad principal es reforzar la memoria inmunitaria del organismo, manteniendo niveles adecuados de anticuerpos para una respuesta rápida ante futuras exposiciones.

5.b. Tipos de Vacunas: Vivas Atenuadas e Inactivadas

Existen diferencias clave entre los tipos de vacunas:

• Una vacuna viva atenuada se fabrica a partir de microorganismos vivos que han sido debilitados o han perdido su virulencia, pero conservan su capacidad inmunogénica. Estas vacunas pueden, en raras ocasiones, causar síntomas leves de la enfermedad.
• Una vacuna inactivada utiliza microorganismos muertos o solo partes de ellos (como proteínas o polisacáridos) que no pueden replicarse ni causar la enfermedad, pero sí inducen una respuesta inmune.

5.c. Inmunidad Pasiva: Tipos y Ejemplos

La inmunidad pasiva es aquella que se adquiere mediante la administración directa de anticuerpos preformados, sin que el sistema inmunitario del receptor tenga que producirlos. Se clasifica en dos tipos:

• Natural: Se produce cuando los anticuerpos son transferidos de la madre al feto a través de la placenta o al recién nacido mediante la leche materna.
• Artificial: Se logra mediante la sueroterapia, que consiste en la administración de anticuerpos (suero) obtenidos de otro organismo (humano o animal) para proporcionar protección inmediata.