Ejercicio resuelto de Metabolismo celular · Biología · 2025

Conteste a las siguientes cuestiones relacionadas con la figura adjunta:



a) En un cultivo celular se ha puesto de manifiesto que hay una ruta catabólica, la número 1, que se desarrolla en el interior de un orgánulo. ¿De qué ruta se trata? [0,1 puntos]

b) Indique qué tipo de organización tienen las células de dicho cultivo [0,2 puntos]. ¿Cuál es el nombre del orgánulo y del compartimento de dicho orgánulo donde se desarrolla la ruta 1? [0,4 puntos]

c) Indique la naturaleza química del GTP y su composición. [0,4 puntos]

d) En un proceso biotecnológico tradicional, que tiene lugar en las células representadas con 2, se lleva a cabo una ruta alternativa a la 1. Indique el nombre de la ruta y sus productos finales. [0,4 puntos]

e) Una ruta del mismo tipo que la anterior ocurre en el órgano representado con el número 3. Indique el nombre de la ruta y en qué condiciones se lleva a cabo dicha reacción. [0,5 puntos]

$\textbf{a) En un cultivo celular se ha puesto de manifiesto que hay una ruta catabólica, la número 1, que se desarrolla en el interior de un orgánulo. ¿De qué ruta se trata? [0,1 puntos]}$

La ruta 1 es el ciclo de Krebs, también llamado ciclo del ácido cítrico o de los ácidos tricarboxílicos.

Se reconoce por dos rasgos que la figura recoge: es un ciclo —de ahí el dibujo circular—, recibe el acetil-CoA procedente de la descarboxilación del ácido pirúvico y produce $\mathrm{FADH_2}$, NADH y GTP.

$\textbf{b) Indique qué tipo de organización tienen las células de dicho cultivo [0,2 puntos]. ¿Cuál es el nombre del orgánulo y del compartimento de dicho orgánulo donde se desarrolla la ruta 1? [0,4 puntos]}$

Las células tienen organización eucariota, puesto que el enunciado dice que la ruta transcurre en el interior de un orgánulo: los procariotas carecen de orgánulos membranosos y realizan el ciclo de Krebs directamente en el citoplasma.

El orgánulo es la mitocondria y el compartimento, la matriz mitocondrial, el espacio interno delimitado por la membrana mitocondrial interna.

$\textbf{c) Indique la naturaleza química del GTP y su composición. [0,4 puntos]}$

El GTP, guanosín trifosfato, es químicamente un nucleótido: concretamente un ribonucleótido trifosfato.

Está formado por tres componentes:

$\text{guanina, una base nitrogenada púrica}$

$\text{ribosa, una pentosa}$

$\text{tres grupos fosfato unidos en cadena}$

Como el ATP, actúa de transportador de energía: los enlaces entre sus fosfatos son ricos en energía y su hidrólisis la libera. De hecho, el GTP que produce el ciclo de Krebs se convierte enseguida en ATP.

$\textbf{d) En un proceso biotecnológico tradicional, que tiene lugar en las células representadas con 2, se lleva a cabo una ruta alternativa a la 1. Indique el nombre de la ruta y sus productos finales. [0,4 puntos]}$

Las células representadas con el número 2 son levaduras, y la ruta alternativa que realizan en ausencia de oxígeno es la fermentación alcohólica.

$\mathrm{C_6H_{12}O_6} \rightarrow 2\ \mathrm{C_2H_5OH}+2\ \mathrm{CO_2}+2\ \text{ATP}$

Sus productos finales son, por tanto, el etanol y el dióxido de carbono. De ellos viven procesos biotecnológicos tradicionales como la elaboración del vino, la cerveza o el pan.

$\textbf{e) Una ruta del mismo tipo que la anterior ocurre en el órgano representado con el número 3. Indique el nombre de la ruta y en qué condiciones se lleva a cabo dicha reacción. [0,5 puntos]}$

El número 3 representa un músculo, y la ruta es la fermentación láctica: el ácido pirúvico se reduce directamente a ácido láctico.

$\mathrm{C_6H_{12}O_6} \rightarrow 2\ \text{ácido láctico}+2\ \text{ATP}$

Se lleva a cabo en condiciones de anaerobiosis, es decir, cuando el aporte de oxígeno a la fibra muscular resulta insuficiente. Ocurre en los ejercicios intensos y breves, en los que el sistema circulatorio no da abasto: la célula no puede reoxidar el NADH en la cadena respiratoria y recurre a reducir el pirúvico para regenerar el $\mathrm{NAD^+}$ y mantener así la glucólisis, que es lo único que le sigue dando ATP.

La contrapartida es que el ácido láctico se acumula, acidifica el medio y contribuye a la fatiga muscular.