Ejercicio resuelto de Biología · 2026

SEGUNDA PREGUNTA (2,0 puntos)
BIOMOLÉCULAS. METABOLISMO. INGENIERÍA GENÉTICA Y BIOTECNOLOGÍA
En las carreras de fondo como la Behobia-San Sebastián o la Maratón de Nueva York los músculos de los corredores utilizan principalmente rutas aeróbicas para obtener energía, mientras que en los velocistas que realizan carreras de alta velocidad y corto recorrido (por ejemplo, los 100 m lisos) el músculo utiliza dichas rutas con mucha menor intensidad. Teniendo en cuenta esta información, responde:

a) Los corredores de fondo cuentan a menudo con un nutricionista que les aconseja sobre qué alimentos deben ingerir antes de correr una maratón. Supón que en la cocina dispone de patatas y de huevos. Teniendo en cuenta la composición bioquímica mayoritaria de estos dos alimentos, ¿cuál de los dos (patatas o huevos) le recomendarías ingerir a un corredor de maratón seis horas antes de que empiece la carrera? Razona tu respuesta (1,0 p.).
b) Supón que un grupo de científicos pretende desarrollar una hipotética terapia génica para mejorar la eficiencia en carrera de un velocista, y para ello se proponen expresar en células musculares humanas una proteína de antílope. Disponen de los genes que codifican la miosina y la actina. Describe (con la ayuda de un esquema o dibujo) el proceso biotecnológico necesario para lograr dicho objetivo (1,0 p.).

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Los}}\mathbf{\text{corredores}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{fondo}}\mathbf{\text{cuentan}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{menudo}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{nutricionista}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{les}}\mathbf{\text{aconseja}}\mathbf{\text{sobre}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{alimentos}}\mathbf{\text{deben}}\mathbf{\text{ingerir}}\mathbf{\text{antes}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{correr}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{marat}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n.}}\mathbf{\text{Sup}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{cocina}}\mathbf{\text{dispone}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{patatas}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{huevos.}}\mathbf{\text{Teniendo}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{cuenta}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{composici}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{bioqu}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{mica}}\mathbf{\text{mayoritaria}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{estos}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{alimentos,}}\mathbf{\text{¿cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{(patatas}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{huevos)}}\mathbf{\text{le}}\mathbf{\text{recomendar}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{as}}\mathbf{\text{ingerir}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{corredor}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{marat}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{seis}}\mathbf{\text{horas}}\mathbf{\text{antes}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{empiece}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{carrera?}}\mathbf{\text{Razona}}\mathbf{\text{tu}}\mathbf{\text{respuesta}}\mathbf{\text{(1,0}}\mathbf{\text{p.).}}$

Para decidirlo hay que partir de la composición mayoritaria de cada alimento y ponerla en relación con la función biológica de esas biomoléculas y con la ruta metabólica que el enunciado dice que emplea el corredor de fondo.

La patata es fundamentalmente almidón, un polisacárido de reserva vegetal formado por amilosa y amilopectina, es decir, por cadenas de $\alpha$-glucosa. Los glúcidos tienen función energética: el almidón se hidroliza en el tubo digestivo por acción de las amilasas hasta glucosa, que se absorbe y se almacena en el músculo y en el hígado en forma de glucógeno.

El huevo es, en cambio, mayoritariamente proteína (la ovoalbúmina de la clara) junto con lípidos y colesterol en la yema. Las proteínas cumplen sobre todo funciones estructurales, enzimáticas y de transporte, no de reserva energética. Utilizarlas como combustible exige desaminar previamente los aminoácidos, y el grupo amino liberado obliga a la célula a sintetizar urea, un proceso que consume ATP y agua.

En una maratón la energía se obtiene por vía aerobia y de forma sostenida, y el combustible que limita el rendimiento es el glucógeno acumulado. Ingerir el alimento seis horas antes deja tiempo suficiente para digerir el almidón y rellenar esos depósitos sin que la digestión interfiera con la carrera.

Se le recomendarían las patatas, porque su almidón se convierte en la glucosa con la que el corredor repone el glucógeno muscular y hepático, mientras que las proteínas del huevo tienen una función plástica y su aprovechamiento energético es minoritario y costoso.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Sup}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{grupo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{cient}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{ficos}}\mathbf{\text{pretende}}\mathbf{\text{desarrollar}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{hipot}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tica}}\mathbf{\text{terapia}}\mathbf{\text{g}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{nica}}\mathbf{\text{para}}\mathbf{\text{mejorar}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{eficiencia}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{carrera}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{velocista,}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{para}}\mathbf{\text{ello}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{proponen}}\mathbf{\text{expresar}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lulas}}\mathbf{\text{musculares}}\mathbf{\text{humanas}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{prote}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{na}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ant}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{lope.}}\mathbf{\text{Disponen}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{genes}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{codifican}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{miosina}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{actina.}}\mathbf{\text{Describe}}\mathbf{\text{(con}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{ayuda}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{esquema}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{dibujo)}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{biotecnol}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{gico}}\mathbf{\text{necesario}}\mathbf{\text{para}}\mathbf{\text{lograr}}\mathbf{\text{dicho}}\mathbf{\text{objetivo}}\mathbf{\text{(1,0}}\mathbf{\text{p.).}}$

De los dos genes disponibles se elige el de la miosina: la actina forma el filamento fino, que es una estructura pasiva, mientras que la miosina es la proteína motora que hidroliza el ATP y arrastra ese filamento, de modo que es su isoforma la que determina la velocidad de contracción de la fibra muscular, que es lo que interesa a un velocista.

El procedimiento es el de la tecnología del ADN recombinante aplicada a terapia génica, y se desarrolla en las siguientes fases:

i) Aislamiento del gen. Se extrae el ADN de células de antílope y se corta con enzimas de restricción, que reconocen secuencias concretas y dejan extremos cohesivos. También puede partirse del ARNm de su músculo y obtener el ADN complementario con la transcriptasa inversa, lo que tiene la ventaja de no arrastrar los intrones.

ii) Preparación del vector. Se abre un plásmido bacteriano, o el genoma de un virus atenuado, con la misma enzima de restricción, de manera que sus extremos sean complementarios de los del gen.

iii) Ligación. La ADN ligasa suelda el gen dentro del vector formando los enlaces fosfodiéster que faltan. Se obtiene así una molécula de ADN recombinante, a la que se añade un promotor capaz de funcionar en células musculares humanas para que el gen llegue a expresarse.

iv) Clonación y selección. El vector recombinante se introduce en bacterias, que al multiplicarse producen millones de copias idénticas. Los marcadores de resistencia a antibióticos permiten seleccionar solo las colonias que han incorporado el gen.

v) Transferencia a la célula diana. El ADN recombinante purificado se introduce en las células musculares del velocista, por transducción si el vector es viral o por transfección si es un plásmido.

vi) Expresión. Ya dentro de la célula humana, el gen se transcribe a ARNm y este se traduce en los ribosomas, de modo que la fibra muscular sintetiza la miosina de antílope.



El proceso consiste, en resumen, en aislar el gen de la miosina del antílope con enzimas de restricción, insertarlo en un vector con ayuda de la ADN ligasa, multiplicarlo en bacterias y transferirlo a las células musculares humanas, donde se transcribe y se traduce para dar la proteína del antílope.