Ejercicio resuelto de Biomoléculas · Biología · Galicia · 2025

PREGUNTA 2. LA BASE MOLECULAR DE LA MATERIA VIVA. METABOLISMO CELULAR. (2,5 puntos).

2.1. La hidrogenación de las grasas es uno de los procesos habituales en la industria alimentaria. A) ¿Cómo afecta la hidrogenación de las grasas a la estructura química de sus ácidos grasos? B) ¿Qué ocurre con el punto de fusión de un aceite tras someterlo a un proceso de hidrogenación? C) Un gran número de alimentos procesados contienen grasas hidrogenadas, muchas de ellas de tipo trans. ¿Considera saludable el consumo de este tipo de alimentos? Explique, brevemente, la respuesta. (1 punto).

2.2. Responda uno de los dos apartados siguientes. (1,5 puntos).

2.2.1. La fenilcetonuria es una afección poco frecuente en la cual un bebé nace sin la capacidad de descomponer apropiadamente la fenilalanina, ya que carece de la enzima fenilalanina hidroxilasa (PHA), que transforma la fenilalanina en tirosina.



A) Tanto la fenilalanina como la tirosina son aminoácidos, cuyas fórmulas estructurales están representadas en la figura. Copie las fórmulas en su examen e indique cuál corresponde a cada uno de ellos. Razone la respuesta.
B) Señale en la fórmula cuáles son los grupos funcionales que permiten reconocer que se trata de aminoácidos, e indique el nombre de esos grupos.
C) ¿A qué tipo de biomoléculas pertenecen la mayor parte de los enzimas? Señale cuatro propiedades que posean los enzimas.

2.2.2.



A) Identifique las moléculas marcadas como A y B en la figura, e indique su función en los seres vivos.
B) ¿Cómo se llaman los enlaces que unen los monómeros de la figura B? ¿Son enlaces monocarbonílicos o dicarbonílicos? Explique la respuesta.
C) Explique por qué los seres humanos no pueden utilizar la molécula B como fuente de energía.

$\mathbf{\text{2.1.}}\mathbf{\text{La}}\mathbf{\text{hidrogenaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{grasas}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{uno}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{procesos}}\mathbf{\text{habituales}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{industria}}\mathbf{\text{alimentaria.}}\mathbf{\text{A)}}\mathbf{\text{¿C}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{afecta}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{hidrogenaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{grasas}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{estructura}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{mica}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{sus}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cidos}}\mathbf{\text{grasos?}}\mathbf{\text{(1}}\mathbf{\text{punto)}}$

La hidrogenación consiste en añadir hidrógeno a los dobles enlaces carbono-carbono de los ácidos grasos insaturados. Cada doble enlace que capta dos átomos de hidrógeno pasa a ser un enlace sencillo, de modo que el ácido graso insaturado se convierte en saturado.

El cambio estructural que importa es geométrico. Un doble enlace en configuración cis obliga a la cadena hidrocarbonada a formar un codo; al desaparecer el doble enlace, la cadena queda recta y puede girar libremente en torno a los enlaces simples.

$\mathbf{\text{2.1.}}\mathbf{\text{B)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{ocurre}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{punto}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{fusi}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{aceite}}\mathbf{\text{tras}}\mathbf{\text{someterlo}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{hidrogenaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n?}}$

El punto de fusión aumenta.

Al quedar rectas, las cadenas de los ácidos grasos pueden acercarse y empaquetarse de forma ordenada, con lo que se multiplican los puntos de contacto y las fuerzas de Van der Waals entre ellas. Hace falta más energía, y por tanto más temperatura, para separarlas.

El resultado práctico es que un aceite, líquido a temperatura ambiente por su alto contenido en insaturados, pasa a ser una grasa sólida o semisólida. Es lo que ocurre al fabricar margarina a partir de aceites vegetales.

$\mathbf{\text{2.1.}}\mathbf{\text{C)}}\mathbf{\text{Un}}\mathbf{\text{gran}}\mathbf{\text{n}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{mero}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{alimentos}}\mathbf{\text{procesados}}\mathbf{\text{contienen}}\mathbf{\text{grasas}}\mathbf{\text{hidrogenadas,}}\mathbf{\text{muchas}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ellas}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{trans.}}\mathbf{\text{¿Considera}}\mathbf{\text{saludable}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{consumo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{este}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{alimentos?}}\mathbf{\text{Explique,}}\mathbf{\text{brevemente,}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{respuesta.}}$

No es saludable, y conviene reducir su consumo al mínimo.

En la hidrogenación industrial, que casi siempre es parcial, no todos los dobles enlaces se saturan: parte de los que quedan cambian su configuración natural cis por la configuración trans, que apenas existe en los alimentos naturales. En un doble enlace trans la cadena no forma codo y se comporta, físicamente, casi como si fuese saturada.

En el organismo, las grasas trans elevan la concentración de colesterol asociado a lipoproteínas de baja densidad, el llamado colesterol LDL, y a la vez disminuyen el asociado a lipoproteínas de alta densidad, el HDL. Esa combinación favorece el depósito de placas de ateroma en las paredes arteriales y aumenta el riesgo de aterosclerosis y de enfermedad cardiovascular. Por eso las recomendaciones nutricionales aconsejan sustituirlas por grasas insaturadas cis, como las del aceite de oliva o las del pescado azul.

$\mathbf{\text{2.2.1.}}\mathbf{\text{A)}}\mathbf{\text{Tanto}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{fenilalanina}}\mathbf{\text{como}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{tirosina}}\mathbf{\text{son}}\mathbf{\text{amino}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cidos,}}\mathbf{\text{cuyas}}\mathbf{\text{f}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{rmulas}}\mathbf{\text{estructurales}}\mathbf{\text{est}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{representadas}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{figura.}}\mathbf{\text{Copie}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{f}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{rmulas}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{examen}}\mathbf{\text{e}}\mathbf{\text{indique}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{corresponde}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{cada}}\mathbf{\text{uno}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ellos.}}\mathbf{\text{Razone}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{respuesta.}}$

La fórmula superior corresponde a la fenilalanina y la inferior a la tirosina.

Las dos moléculas son idénticas salvo en un detalle: comparten el mismo carbono alfa con su grupo amino y su grupo carboxilo, y el mismo radical formado por un grupo metileno unido a un anillo aromático. La única diferencia es que en la fórmula inferior el anillo lleva un grupo hidroxilo en la posición opuesta al punto de unión con la cadena.

El razonamiento se apoya en el propio enunciado: la fenilalanina hidroxilasa transforma la fenilalanina en tirosina, y una hidroxilasa lo que hace es introducir un grupo hidroxilo. Por tanto el sustrato, la fenilalanina, es el que no lo tiene, y el producto, la tirosina, es el que sí lo lleva.

$\mathbf{\text{2.2.1.}}\mathbf{\text{B)}}\mathbf{\text{Se}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{ale}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{f}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{rmula}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{les}}\mathbf{\text{son}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{grupos}}\mathbf{\text{funcionales}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{permiten}}\mathbf{\text{reconocer}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{trata}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{amino}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cidos,}}\mathbf{\text{e}}\mathbf{\text{indique}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{nombre}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{esos}}\mathbf{\text{grupos.}}$

Los dos grupos que identifican a un aminoácido están unidos al mismo carbono, el carbono alfa, y en las dos fórmulas aparecen a la derecha, junto al vértice de la cadena.

Uno es el grupo carboxilo, dibujado en su forma ionizada como carboxilato, que da a la molécula su carácter ácido.

El otro es el grupo amino, dibujado en su forma protonada como grupo amonio, que le da su carácter básico.

Que aparezcan ionizados y con cargas opuestas es lo normal a pH fisiológico: el aminoácido se encuentra entonces como ion dipolar o zwitterión, con carga neta nula. Tener a la vez un grupo ácido y uno básico es lo que hace anfóteros a los aminoácidos.

$\mathbf{\text{2.2.1.}}\mathbf{\text{C)}}\mathbf{\text{¿A}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{biomol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{pertenecen}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{parte}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{enzimas?}}\mathbf{\text{Se}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{ale}}\mathbf{\text{cuatro}}\mathbf{\text{propiedades}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{posean}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{enzimas.}}$

La mayor parte de las enzimas son proteínas, es decir, biomoléculas orgánicas formadas por cadenas de aminoácidos. Su actividad depende de la conformación tridimensional de la cadena, que crea el centro activo. La excepción son las ribozimas, unas pocas moléculas de ARN con actividad catalítica.

Cuatro propiedades de las enzimas son:

• Son catalizadores biológicos: aceleran las reacciones disminuyendo la energía de activación, pero no modifican el equilibrio ni permiten reacciones que sean termodinámicamente imposibles.

• No se consumen ni se alteran durante la reacción: se recuperan intactas al final de cada ciclo, por lo que actúan repetidamente y basta con cantidades muy pequeñas.

• Son muy específicas. La especificidad es de sustrato, porque solo actúan sobre la molécula que encaja en su centro activo, y de acción, porque catalizan un único tipo de transformación.

• Su actividad es regulable y depende de las condiciones del medio. Tienen una temperatura y un pH óptimos, y fuera de ellos se desnaturalizan y pierden la función; además pueden ser activadas o inhibidas por otras moléculas.

$\mathbf{\text{2.2.2.}}\mathbf{\text{A)}}\mathbf{\text{Identifique}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{marcadas}}\mathbf{\text{como}}\mathbf{\text{A}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{B}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{figura,}}\mathbf{\text{e}}\mathbf{\text{indique}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{funci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{seres}}\mathbf{\text{vivos.}}$

La molécula A es un polisacárido ramificado formado por glucosas unidas mediante enlaces alfa entre el carbono 1 y el carbono 4, con ramificaciones en las que el enlace se establece entre el carbono 1 y el carbono 6. Con esa estructura se corresponden el glucógeno y la amilopectina del almidón. Su función es de reserva energética: el glucógeno es la reserva de glucosa de los animales, almacenada sobre todo en el hígado y en el músculo, y el almidón es la reserva de los vegetales.

La molécula B es la celulosa, un polisacárido no ramificado de glucosas unidas mediante enlaces beta entre el carbono 1 y el carbono 4, lo que obliga a que cada glucosa aparezca girada media vuelta respecto a la anterior. Su función es estructural: sus cadenas se disponen paralelas y se unen entre sí por puentes de hidrógeno formando microfibrillas de gran resistencia, que constituyen el componente principal de la pared celular de las células vegetales.

$\mathbf{\text{2.2.2.}}\mathbf{\text{B)}}\mathbf{\text{¿C}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{llaman}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{enlaces}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{unen}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{mon}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{meros}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{figura}}\mathbf{\text{B?}}\mathbf{\text{¿Son}}\mathbf{\text{enlaces}}\mathbf{\text{monocarbon}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{licos}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{dicarbon}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{licos?}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{respuesta.}}$

Los enlaces se llaman enlaces O-glucosídicos, y en concreto son enlaces beta entre el carbono 1 de una glucosa y el carbono 4 de la siguiente. Se forman por reacción entre dos grupos hidroxilo con pérdida de una molécula de agua.

Son enlaces monocarbonílicos. En la unión participan el carbono anomérico o carbonílico de la primera glucosa, que es el carbono 1, y el carbono 4 de la segunda, que no es anomérico. Como solo uno de los dos carbonos implicados es carbonílico, el enlace es monocarbonílico.

La consecuencia es que en el extremo de la cadena queda un carbono anomérico libre, capaz de abrirse y presentar su grupo carbonilo, de modo que la molécula conserva carácter reductor en ese extremo. Habría sido dicarbonílico si se hubieran unido los carbonos anoméricos de las dos glucosas, como ocurre en la sacarosa, que por eso no es reductora.

$\mathbf{\text{2.2.2.}}\mathbf{\text{C)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{seres}}\mathbf{\text{humanos}}\mathbf{\text{no}}\mathbf{\text{pueden}}\mathbf{\text{utilizar}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{cula}}\mathbf{\text{B}}\mathbf{\text{como}}\mathbf{\text{fuente}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{energ}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a.}}$

Porque el ser humano no fabrica celulasa, la enzima capaz de hidrolizar los enlaces beta entre el carbono 1 y el carbono 4.

Las enzimas digestivas humanas, como la amilasa salival y pancreática o la maltasa intestinal, son específicas de los enlaces alfa. Por eso digerimos sin problema el almidón y el glucógeno, que son también polímeros de glucosa, y no la celulosa, que solo se diferencia de ellos en el tipo de enlace. Es un buen ejemplo de la especificidad de las enzimas: un cambio en la configuración del enlace basta para que no lo reconozcan.

La celulosa atraviesa por tanto el tubo digestivo sin degradarse y constituye la fibra alimentaria, que no aporta energía pero regula el tránsito intestinal. Los rumiantes y las termitas sí la aprovechan, pero no porque la digieran ellos, sino porque albergan microorganismos simbiontes que producen celulasa.