Ejercicio resuelto de Lípidos · Biología · Galicia · 2023

PREGUNTA 2. LA BASE MOLECULAR Y FISICOQUÍMICA DE LA VIDA



2.1. A) ¿Qué significa, desde el punto de vista biológico, el hecho de que los ácidos grasos sean moléculas con un comportamiento anfipático?
B) Identifique la molécula de la figura 2 e indique si es saponificable o insaponificable. Razone la respuesta.
C) ¿Qué papel desempeña esta molécula en las membranas biológicas?
D) Indique una similitud y una diferencia entre los esteroides y los isoprenoides.
2.2. Haga una tabla en la que señale los tipos de ARN, su estructura básica, su localización en la célula y su función.

$\mathbf{\text{2.1.}}\mathbf{\text{A)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{significa,}}\mathbf{\text{desde}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{punto}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{vista}}\mathbf{\text{biol}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{gico,}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{hecho}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{los}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cidos}}\mathbf{\text{grasos}}\mathbf{\text{sean}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{comportamiento}}\mathbf{\text{anfip}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{tico?}}$

Anfipático significa que en la misma molécula conviven dos zonas de comportamiento opuesto frente al agua: el grupo carboxilo del extremo, que es polar y por tanto hidrófilo, y la larga cadena hidrocarbonada, que es apolar y por tanto hidrófoba.

Desde el punto de vista biológico, la consecuencia es que en un medio acuoso los ácidos grasos no se disuelven al azar, sino que se orientan: las cabezas polares se dirigen hacia el agua y las colas apolares huyen de ella y se agrupan entre sí. Según las condiciones se forman monocapas en la superficie, micelas esféricas con las colas hacia dentro o bicapas.

Esa capacidad de organizarse espontáneamente es la que explica tres hechos fundamentales. El primero es la existencia misma de las membranas biológicas, que son bicapas de lípidos anfipáticos. El segundo es la emulsión de las grasas en el intestino por las sales biliares, que las fragmentan en gotitas y permiten que las lipasas actúen sobre ellas. Y el tercero es la acción detergente de los jabones, que son sales de ácidos grasos y arrastran la suciedad grasa formando micelas a su alrededor.

$\mathbf{\text{2.1.}}\mathbf{\text{B)}}\mathbf{\text{Identifique}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{cula}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{figura}}\mathbf{\text{2}}\mathbf{\text{e}}\mathbf{\text{indique}}\mathbf{\text{si}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{saponificable}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{insaponificable.}}\mathbf{\text{Razone}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{respuesta.}}$

La molécula de la figura es el colesterol.

Se reconoce por su esqueleto: los cuatro anillos condensados del ciclopentanoperhidrofenantreno, o esterano, con un grupo hidroxilo en el carbono 3, un doble enlace en el anillo, dos grupos metilo y una cadena hidrocarbonada ramificada en el otro extremo. Es, por tanto, un esteroide, y más concretamente un esterol.

Es un lípido insaponificable. La saponificación es la hidrólisis alcalina de un enlace éster entre un ácido graso y un alcohol, que da lugar a la sal del ácido graso, es decir, a un jabón. El colesterol no contiene ningún ácido graso en su estructura y no tiene enlaces éster, de modo que esa reacción no puede producirse.

$\mathbf{\text{2.1.}}\mathbf{\text{C)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{papel}}\mathbf{\text{desempe}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{esta}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{cula}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{membranas}}\mathbf{\text{biol}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{gicas?}}$

El colesterol es un componente característico de la membrana plasmática de las células animales, donde se intercala entre los fosfolípidos: su grupo hidroxilo, polar, se orienta hacia las cabezas de estos, y sus anillos rígidos y su cola quedan entre las colas hidrocarbonadas.

Su papel es regular la fluidez de la membrana, y lo hace en los dos sentidos. A temperaturas altas, sus anillos rígidos estorban el movimiento de las colas de los fosfolípidos y frenan la fluidez, con lo que la membrana no se desorganiza. A temperaturas bajas, se interpone entre las colas e impide que se empaqueten de forma ordenada, con lo que evita que la membrana se solidifique.

Actúa, en definitiva, como un amortiguador: mantiene la fluidez dentro del intervalo que la célula necesita y hace que la membrana sea menos sensible a los cambios de temperatura. Además reduce su permeabilidad a las moléculas pequeñas solubles en agua.

$\mathbf{\text{2.1.}}\mathbf{\text{D)}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{similitud}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{diferencia}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{esteroides}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{isoprenoides.}}$

La similitud es que ambos son lípidos insaponificables: ninguno de los dos contiene ácidos grasos en su molécula, ninguno tiene enlaces éster y, por tanto, ninguno da la reacción de saponificación. A ello se añade que los dos grupos derivan biosintéticamente de la misma unidad, el isopreno.

La diferencia está en la estructura. Los isoprenoides o terpenos son polímeros de unidades de isopreno unidas una tras otra, en cadenas lineales o cerradas en anillos, y se clasifican según cuántas unidades tengan: monoterpenos, diterpenos, tetraterpenos. Los esteroides, en cambio, tienen siempre el mismo esqueleto de cuatro anillos condensados, el esterano, y se diferencian entre sí por los sustituyentes que llevan sobre él.

Como ejemplos, entre los isoprenoides están el mentol, la vitamina A y los carotenoides; entre los esteroides, el colesterol, las hormonas sexuales, las hormonas de la corteza suprarrenal, la vitamina D y los ácidos biliares.

$\mathbf{\text{2.2.}}\mathbf{\text{Haga}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{tabla}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{ale}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{tipos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ARN,}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{estructura}}\mathbf{\text{b}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{sica,}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{localizaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lula}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{funci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n.}}$

$\text{Tipo de ARN}$	$\text{Estructura b}\acute{\text{a}}\text{sica}$	$\text{Localizaci}\acute{\text{o}}\text{n}$	$\text{Funci}\acute{\text{o}}\text{n}$ Mensajero (ARNm)	Monocatenario y lineal; en eucariotas lleva caperuza en el extremo 5' y cola de poli-A en el 3'	Se sintetiza en el núcleo y actúa en el citoplasma	Lleva hasta el ribosoma, en forma de codones, la información copiada de un gen Transferencia (ARNt)	Monocatenario y corto, de 75 a 90 nucleótidos, plegado en hoja de trébol; lleva el anticodón y el extremo aceptor terminado en CCA	Citosol	Transporta los aminoácidos hasta el ribosoma y reconoce cada codón con su anticodón Ribosómico (ARNr)	Monocatenario con amplias zonas apareadas sobre sí mismo; asociado a proteínas forma las subunidades del ribosoma	Se sintetiza en el nucléolo y actúa en el citoplasma	Estructural, porque constituye el ribosoma, y catalítica: la peptidil transferasa que forma el enlace peptídico es ARN Nucleolar (ARNn)	Monocatenario, precursor de gran tamaño	Nucléolo	Es el precursor a partir del cual se obtienen, por maduración, los distintos ARN ribosómicos

A los cuatro anteriores pueden añadirse los ARN pequeños nucleares, que forman parte del complejo que elimina los intrones durante la maduración del ARN mensajero, y los microARN, moléculas muy cortas que regulan la expresión génica impidiendo la traducción de determinados ARN mensajeros o provocando su degradación.