Examen de Biología: Lípidos y Membranas

Opción A - Pregunta 1 (Caso práctico y análisis químico) [2,0 PUNTOS]

Un laboratorio sintetiza tres muestras lipídicas puras (A, B y C). Se analiza el grado de insaturación y longitud de cadena de sus ácidos grasos constituyentes obteniendo los siguientes datos: Muestra A: Ácido lignocérico (24:0); Muestra B: Ácido oleico (18:1Δ9- cis); Muestra C: Ácido elaídico (18:1Δ9- trans).

a.

Ordene razonadamente de menor a mayor punto de fusión las tres muestras lipídicas. Justifique la diferencia entre B y C atendiendo a su isomería espacial y al empaquetamiento molecular por fuerzas de Van der Waals. (1,0 pto)

b.

Si se somete la muestra B a un proceso industrial de hidrogenación catalítica parcial, ¿qué cambio experimentará su punto de fusión y cuál es el riesgo metabólico cardiovascular del consumo de grasas trans resultantes? (1,0 pto)

Opción A - Pregunta 2 (Interpretación de diagrama SVG) [2,0 PUNTOS]

Observe los esquemas supramoleculares A, B y C que se forman de forma espontánea al dispersar diferentes tipos de lípidos en un medio acuoso celular:

a.

Identifique las estructuras A, B y C. Razone la diferencia de geometría molecular (sección transversal) entre los componentes que originan la estructura A frente a los de la B. (1,0 pto)

Estructura A:

Estructura B:

Estructura C:

b.

¿Por qué la estructura C (liposoma) es empleada como vector nanotecnológico prioritario para transportar fármacos hidrofílicos en quimioterapia? Indique dónde se alojaría un fármaco lipofílico. (1,0 pto)

Opción A - Pregunta 3 (Experimento de adaptación homeoviscoelástica) [2,0 PUNTOS]

Se cultiva una cepa de Escherichia coli a 37 °C. Súbitamente, el cultivo se transfiere a una incubadora a 12 °C. Tras 4 horas de aclimatación, se extraen los lípidos de membrana y se analizan por cromatografía.

a.

Prediga qué modificaciones cuantitativas se observarán en la razón ácidos grasos insaturados / ácidos grasos saturados y en la longitud media de la cadena hidrocarbonada de sus fosfolípidos. (1,0 pto)

b.

Explique el fundamento fisicoquímico (efecto sobre la temperatura de transición de fase crystal-gel) por el cual la bacteria moriría si no realizara este ajuste homeostático de fluidez. (1,0 pto)

Opción A - Pregunta 4 (Interpretación de reacción biológica) [2,0 PUNTOS]

Examine la siguiente reacción de transformación lipídica que ocurre en el tubo digestivo y en la industria:

a.

Indique el nombre específico de este tipo de reacción química e identifique las moléculas X e Y producidas. (1,0 pto)

Molécula X:

Molécula Y:

b.

Explique la naturaleza anfipática de la molécula Y y describa el mecanismo por el cual actúa como agente emulsionante o detergente frente a las grasas en medio acuoso. (1,0 pto)

Pregunta 6 (Análisis de gráfica/diagrama SVG) [2,0 PUNTOS]

Analice el siguiente modelo de lipoproteína plasmática implicada en la homeostasis del colesterol sanguíneo:

a.

Razone por qué la cubierta exterior de la lipoproteína está formada por una monocapa de fosfolípidos y colesterol no esterificado, mientras que el núcleo contiene triacilgliceroles y ésteres de colesterol. (1,0 pto)

b.

Diferencie la función metabólica de las partículas LDL y HDL. ¿Por qué el depósito de LDL aterogénico en la íntima arterial provoca placas de ateroma? (1,0 pto)

Pregunta 7 (Análisis molecular de esteroides) [2,0 PUNTOS]

El esquema adjunto muestra la estructura química esquelética del colesterol (núcleo esteroideo):

a.

Nombre la estructura hidrocarbonada tetracíclica de base (anillos A, B, C, D). Indique qué grupo funcional confiere la escasa polaridad a la molécula de colesterol y en qué posición se orienta dentro de la bicapa lipídica. (1,0 pto)

b.

Cite tres moléculas biológicas esenciales sintetizadas en el cuerpo humano a partir del colesterol, especificando la función reguladora o digestiva de cada una. (1,0 pto)

Pregunta 8 (Farmacología y respuesta inflamatoria) [2,0 PUNTOS]

El ácido acetilsalicílico (aspirina) inhibe irreversiblemente la enzima cyclooxigenasa-1 (COX-1), bloqueando la síntesis de tromboxanos y prostaglandinas a partir del ácido araquidónico ($20:4^{\Delta 5,8,11,14}$).

a.

¿A qué familia de lípidos pertenecen las prostaglandinas y los tromboxanos? Describa su función como mediadores de la respuesta inflamatoria y la agregación plaquetaria. (1,0 pto)

b.

Un paciente con dolor muscular consume aspirina. Explique el mecanismo molecular por el cual este fármaco alivia la fiebre y la inflamación, y por qué se recomienda a dosis bajas para prevenir trombosis vasculares. (1,0 pto)

Pregunta 9 (Biología vegetal y adaptación protectora) [2,0 PUNTOS]

Las hojas de las plantas xerófitas de clima árido (como el olivo o el cactus) presentan una epidermis cubierta por una gruesa capa brillante denominada cutícula, rica en céridos (ceras).

a.

Describa la estructura química general de una cera (tipo de enlace y naturaleza de los dos reactivos orgánicos que la constituyen). (1,0 pto)

b.

Explique el fundamento hidrofóbico por el cual la cutícula rica en céridos evita la desecación vegetal y protege contra infecciones de patógenos fúngicos. (1,0 pto)

Pregunta 10 (Caso de Biología evolutiva y organular) [2,0 PUNTOS]

Analice el siguiente fenómeno evolutivo celular: las membranas de las arqueas termófilas de fuentes hidrotermales a 90 °C contienen lípidos de tipo tetraéter unidos por enlaces éter a cadenas isoprenoides ramificadas, formando una monocapa lipídica continua.

a.

Compare la estabilidad térmica del enlace éter frente al enlace éster presente en las bacterias y eucariotas. ¿Por qué una monocapa de tetraéteres evita la desintegración de la membrana a altas temperaturas frente a una bicapa? (1,0 pto)

b.

¿A qué grupo de lípidos insaponificables pertenecen los polímeros isoprenoides de la membrana de las arqueas? Indique la ventaja adaptativa que confieren estas cadenas ramificadas frente a los ácidos grasos lineales a altas temperaturas. (1,0 pto)