Ejercicio resuelto de Biomoléculas · Biología · 2025

A1.- Identifique y nombre las siguientes biomoléculas a partir de las características que se indican:

a) Polihidroxialdehído. Forma parte de un dímero de origen vegetal con enlaces $\beta(1\text{-}4)$ con función estructural. [0,5 puntos]

b) Liposoluble. Insaponificable. Origen animal. Regula la fluidez de las membranas biológicas. [0,5 puntos]

c) Formado siempre por C, H, O y N, aunque pueden estar presentes otros bioelementos. Desnaturalizable mediante cambios de temperatura. Participa de manera directa en la contracción muscular. [0,5 puntos]

d) Contiene C, H, O, N y P. Participa en la formación del ARN pero no en la del ADN. [0,5 puntos]

A2.- La molécula descrita en el apartado a) se cataboliza en condiciones de anaerobiosis por las células vegetales:

a) Nombre de esta ruta y localización celular. [0,2 puntos]

b) Balance final de esta ruta metabólica (nombre y cantidad numérica de las moléculas que se producen). [0,3 puntos]

$\textbf{A1.- Identifique y nombre las siguientes biomoléculas a partir de las características que se indican:}$

$\textbf{a) Polihidroxialdehído. Forma parte de un dímero de origen vegetal con enlaces }\boldsymbol{\beta(1\text{-}4)}\textbf{ con función estructural. [0,5 puntos]}$

Es la glucosa, y más exactamente la $\beta$-D-glucosa.

Ser un polihidroxialdehído la sitúa entre los monosacáridos del grupo de las aldosas: tiene un grupo aldehído en el carbono 1 y grupos hidroxilo en los demás. El resto de la descripción la identifica sin ambigüedad: el dímero de origen vegetal con enlaces $\beta(1\rightarrow4)$ y función estructural es la celobiosa, que es la unidad que se repite en la celulosa de la pared celular. Solo la glucosa, en su forma $\beta$, forma ese disacárido.

Conviene notar que la misma glucosa, en su forma $\alpha$, formaría maltosa y almidón, con función de reserva. La diferencia entre una fibra que sostiene un árbol y una reserva de energía está únicamente en la posición del hidroxilo del carbono anomérico.

$\textbf{b) Liposoluble. Insaponificable. Origen animal. Regula la fluidez de las membranas biológicas. [0,5 puntos]}$

Es el colesterol.

Liposoluble e insaponificable lo sitúan entre los lípidos que no contienen ácidos grasos esterificados, es decir, entre los esteroides, con su núcleo de cuatro anillos fusionados. La función descrita lo identifica: el colesterol se intercala entre los fosfolípidos de la membrana de la célula animal, con su grupo hidroxilo hacia la cara polar y su núcleo rígido entre las colas hidrófobas. A temperatura alta las inmoviliza y reduce la fluidez; a temperatura baja impide que se empaqueten y la aumenta. Actúa, pues, como un amortiguador de la fluidez.

Es además el precursor a partir del cual la célula sintetiza las hormonas esteroideas, los ácidos biliares y la vitamina D, y no está en las células vegetales, que llevan otros esteroles en su lugar.

$\textbf{c) Formado siempre por C, H, O y N, aunque pueden estar presentes otros bioelementos. Desnaturalizable mediante cambios de temperatura. Participa de manera directa en la contracción muscular. [0,5 puntos]}$

Es una proteína, y en concreto la miosina, junto a la actina, que son las dos proteínas contráctiles del sarcómero.

La presencia constante de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, con azufre en la cisteína y la metionina, es la composición característica de las proteínas, y de los cuatro grupos de biomoléculas orgánicas solo ellas llevan siempre nitrógeno sin llevar fósforo. La desnaturalización por calor confirma la identificación: es la pérdida de la conformación espacial al romperse los enlaces débiles que la sostienen, y es propia de las proteínas.

La participación directa en la contracción muscular señala a la miosina, cuyas cabezas se unen a la actina, giran arrastrándola e hidrolizan ATP, acortando el sarcómero según el modelo del deslizamiento de los filamentos.

$\textbf{d) Contiene C, H, O, N y P. Participa en la formación del ARN pero no en la del ADN. [0,5 puntos]}$

Es un ribonucleótido de uracilo, el ácido uridílico o uridina-5'-monofosfato.

El razonamiento tiene tres pasos. La presencia de fósforo junto a nitrógeno indica que se trata de un nucleótido, ya que el fósforo está en el ácido fosfórico que forma parte de él. Entrar en el ARN y no en el ADN se debe a dos rasgos que lo distinguen: su pentosa es la ribosa y no la desoxirribosa, y su base nitrogenada es el uracilo, que en el ADN está sustituido por la timina. Y ser un nucleótido, y no la base suelta, es lo que explica el fósforo: el uracilo por sí mismo contiene carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, pero no fósforo.

$\textbf{A2.- La molécula descrita en el apartado a) se cataboliza en condiciones de anaerobiosis por las células vegetales:}$

$\textbf{a) Nombre de esta ruta y localización celular. [0,2 puntos]}$

La ruta es la fermentación alcohólica o etílica, precedida de la glucólisis, y transcurre íntegramente en el citosol o hialoplasma.

Que sea la alcohólica y no la láctica lo determina el enunciado al decir que la realizan células vegetales: en anaerobiosis, las células vegetales y las levaduras reducen el ácido pirúvico hasta etanol, mientras que la fermentación láctica es propia de las bacterias lácticas y del músculo de los animales. Y que ocurra en el citosol se sigue de que no interviene la mitocondria: precisamente porque no hay oxígeno, el piruvato no entra en ella y todo el proceso se resuelve fuera.

$\textbf{b) Balance final de esta ruta metabólica (nombre y cantidad numérica de las moléculas que se producen). [0,3 puntos]}$

Por cada molécula de glucosa que se degrada se producen dos moléculas de etanol, dos de dióxido de carbono y dos de ATP:

$\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 2\ \text{ADP} + 2\ \text{P}_i \longrightarrow 2\ \text{CH}_3-\text{CH}_2\text{OH} + 2\ \text{CO}_2 + 2\ \text{ATP} + 2\ \text{H}_2\text{O}$

El balance se entiende siguiendo los seis carbonos de la glucosa. La glucólisis la parte en dos moléculas de ácido pirúvico de tres carbonos, con un rendimiento neto de dos ATP —se gastan dos y se obtienen cuatro— y dos $\text{NADH}$. Después cada piruvato se descarboxila a acetaldehído, y de ahí salen los dos dióxidos de carbono; por último cada acetaldehído se reduce a etanol de dos carbonos, y ahí se consumen los dos $\text{NADH}$ formados antes.

De modo que el balance neto de poder reductor es cero: no se produce ni se gasta $\text{NADH}$. Y eso es justamente el sentido de la fermentación, que no busca el etanol sino regenerar el $\text{NAD}^+$ para que la glucólisis pueda seguir funcionando sin oxígeno. Los dos ATP son todo lo que se obtiene, frente a los treinta y seis o treinta y ocho de la oxidación completa: el etanol expulsado se lleva la mayor parte de la energía de la glucosa sin aprovechar.