Ejercicio resuelto de Célula · Biología · 2020

PREGUNTA 4 (10 puntos)

4.1. En relación con las membranas celulares define el concepto de bomba. ¿Cuál es la función principal de la bomba $N{a}^{+}-K^{+}$ en las células animales? (3 puntos).

4.2. Para estudiar la vía de síntesis y secreción de proteínas mediante el seguimiento del marcaje radioactivo:
a) ¿Qué moléculas deberíamos marcar? (0,5 puntos).
b) Cita los orgánulos implicados y el orden en que intervienen y explica qué ocurre en cada uno de ellos (3,5 puntos).

4.3. En algunas células pueden darse reacciones metabólicas que carboxilan la ribulosa 1,5-bisfosfato, producen gliceraldehído 3-fosfato y consumen ATP y cofactores reducidos.
a) ¿De qué ruta forman parte esas reacciones y en qué orgánulo tienen lugar (indica también en qué parte de éste)? (1 punto).
b) ¿Se trata de una ruta anabólica o catabólica? Justifica la respuesta (1 punto).
c) ¿De qué procesos provienen el ATP y los cofactores reducidos que se consumen y dónde tienen lugar? (1 punto).

$\mathbf{\text{4.1.}}\mathbf{\text{En}}\mathbf{\text{relaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{membranas}}\mathbf{\text{celulares}}\mathbf{\text{define}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{concepto}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{bomba.}}\mathbf{\text{¿Cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{funci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{principal}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{bomba}}\mathbf{\text{Na⁺-K⁺}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lulas}}\mathbf{\text{animales?}}\mathbf{\text{(3}}\mathbf{\text{puntos).}}$
Una bomba es una proteína transportadora que realiza transporte activo, en contra de gradiente electroquímico, utilizando energía metabólica. La bomba Na⁺-K⁺ utiliza energía del ATP para expulsar sodio del interior celular e introducir potasio y así mantener el gradiente electroquímico y el potencial de membrana.

$\mathbf{\text{4.2.}}\mathbf{\text{Para}}\mathbf{\text{estudiar}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{v}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{s}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{ntesis}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{secreci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{prote}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{nas}}\mathbf{\text{mediante}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{seguimiento}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{marcaje}}\mathbf{\text{radioactivo:}}$
$$\begin{gathered} \mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{deber}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{amos}}\mathbf{\text{marcar?}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos).}} \\ \mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Cita}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{org}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{nulos}}\mathbf{\text{implicados}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{orden}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{intervienen}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{explica}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{ocurre}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{cada}}\mathbf{\text{uno}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ellos}}\mathbf{\text{(3,5}}\mathbf{\text{puntos).}} \end{gathered}$$
a) Los aminoácidos.
b) En primer lugar interviene el retículo endoplasmático rugoso, RER, que a través de los ribosomas adheridos a su membrana sintetiza las proteínas que quedan en su lumen donde se glucosilan o adquieren la conformación espacial.
En segundo lugar, se producen vesículas portadoras de las proteínas que se unen a los sáculos del aparato de Golgi, por la cara cis.
Una vez dentro finaliza la glucosilación de las proteínas y se dirigen a la cara trans mediante la formación de vesículas y la unión de estas a los sáculos del dictiosoma.
Una vez en la cara trans, las vesículas se dirigen hasta la membrana, uniéndose a ésta y secretando su contenido, a través del proceso de exocitosis.

$\mathbf{\text{4.3.}}\mathbf{\text{En}}\mathbf{\text{algunas}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lulas}}\mathbf{\text{pueden}}\mathbf{\text{darse}}\mathbf{\text{reacciones}}\mathbf{\text{metab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{licas}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{carboxilan}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{ribulosa}}\mathbf{\text{1,5-bisfosfato,}}\mathbf{\text{producen}}\mathbf{\text{gliceraldeh}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{do}}\mathbf{\text{3-fosfato}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{consumen}}\mathbf{\text{ATP}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{cofactores}}\mathbf{\text{reducidos.}}$
$$\begin{gathered} \mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{¿De}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{ruta}}\mathbf{\text{forman}}\mathbf{\text{parte}}\mathbf{\text{esas}}\mathbf{\text{reacciones}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{org}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{nulo}}\mathbf{\text{tienen}}\mathbf{\text{lugar}}\mathbf{\text{(indica}}\mathbf{\text{tambi}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{parte}}\mathbf{\text{de}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{ste)?}}\mathbf{\text{(1}}\mathbf{\text{punto).}} \\ \mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{¿Se}}\mathbf{\text{trata}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{ruta}}\mathbf{\text{anab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lica}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{catab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lica?}}\mathbf{\text{Justifica}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{respuesta}}\mathbf{\text{(1}}\mathbf{\text{punto).}} \\ \mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{¿De}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{procesos}}\mathbf{\text{provienen}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{ATP}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{cofactores}}\mathbf{\text{reducidos}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{consumen}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{d}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nde}}\mathbf{\text{tienen}}\mathbf{\text{lugar?}}\mathbf{\text{(1}}\mathbf{\text{punto).}} \end{gathered}$$
a) Las reacciones citadas forman parte del ciclo de Calvin o de la reducción de las pentosas fosfato, y tienen lugar en el estroma del cloroplasto.
b) Se trata de una ruta anabólica porque a partir del CO₂ (molécula inorgánica pobre en energía) se producen moléculas orgánicas complejas (triosas) ricas en energía.
c) El ATP y los cofactores reducidos proceden de la fotofosforilación y del flujo no cíclico de electrones (fase luminosa) que tienen lugar en la membrana de los tilacoides.