Ejercicio resuelto de Glucólisis · Biología · Navarra · 2025

La Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular (SEBBM) publica una sección llamada "Rincón del aula" donde encontramos el siguiente texto (adaptado):

Típicamente, las células tumorales se caracterizan por un aumento de la captación de glucosa para generar mayoritariamente lactato aún en presencia de oxígeno, fenómeno conocido como efecto Warburg o glicolisis aerobia (Figura 2). En este efecto se ha implicado a reguladores de la expresión génica como el factor inducible por hipoxia HIF-1. Este factor incrementa la expresión de los transportadores GLUT1 y GLUT3, la síntesis de enzimas glicolíticos como la hexoquinasa y la isoforma M2 de piruvato quinasa, así como la producción de lactato y su transporte al espacio extracelular por inducción de la expresión del enzima lactato deshidrogenasa y del transportador MCT4. Estas alteraciones conllevan, entre otras, una deficiencia en la función mitocondrial. La consecuente reducción en la respiración celular, junto a la inactivación de la piruvato deshidrogenasa mitocondrial, reforzarían la mayor dependencia en la glicolisis de estas células para la obtención de energía, dando una ventaja selectiva para la proliferación tumoral.




Una isoforma es cada una de las distintas formas de la misma proteína. Las distintas formas de una proteína podrían ser generadas por genes relacionados, o podrían generarse por el mismo gen.

a) ¿Cuál es la ventaja evolutiva de que existan múltiples isoformas de una misma enzima en un organismo? (0,5 puntos)
b) Considerando isoformas derivadas del mismo gen, indica un proceso que pueda dar lugar a las distintas formas de una misma proteína. (0,5 puntos)

$\textbf{a) ¿Cuál es la ventaja evolutiva de que existan múltiples isoformas de una misma enzima en un organismo? (0,5 puntos)}$

La ventaja es que permite ajustar la misma actividad catalítica a condiciones y necesidades distintas sin tener que renunciar a ella.

Cada isoforma tiene propiedades ligeramente diferentes —afinidad por el sustrato, regulación, estabilidad, pH o temperatura óptimos— y puede expresarse en un tejido, en un compartimento celular o en una etapa del desarrollo determinados. Así, un organismo pluricelular puede tener una versión de la enzima adaptada al músculo y otra al hígado, y regularlas de manera independiente.

Eso amplía la capacidad de respuesta ante cambios del ambiente y hace posible la especialización de los tejidos, que es la base de la complejidad de los organismos pluricelulares. En el propio texto se ve un ejemplo: la célula tumoral expresa la isoforma M2 de la piruvato quinasa, distinta de la habitual, y esa diferencia le da una ventaja selectiva para proliferar.

$\textbf{b) Considerando isoformas derivadas del mismo gen, indica un proceso que pueda dar lugar a las distintas formas de una misma proteína. (0,5 puntos)}$

El splicing alternativo o maduración alternativa del pre-mRNA.

A partir del mismo transcrito primario, la célula puede empalmar los exones en combinaciones distintas, incluyendo unos y excluyendo otros. Cada combinación da un mRNA maduro diferente y, al traducirse, una proteína con una secuencia de aminoácidos algo distinta, es decir, una isoforma.

Es el mecanismo que explica que el genoma humano, con unos veinte mil genes, pueda producir un número de proteínas muy superior. También pueden generarse isoformas por modificaciones postraduccionales o por el uso de promotores alternativos, pero el splicing alternativo es el caso característico.