Ejercicio resuelto de Metabolismo celular · Biología · 2024

Pregunta 7. El esquema representa el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en el interior de las células.\na. Indica el nombre que recibe el conjunto de las reacciones A y explica cuál es el objetivo central de este conjunto de reacciones. (Calificación 0.5 puntos)\nb. Indica el nombre que recibe el conjunto de las reacciones B y señala dos ejemplos de estas reacciones que ocurran en una célula animal. (Calificación 0.5 puntos)\nc. Indica el nombre completo (no solo las siglas) de las moléculas que se representan con las letras C y Cpi y señala cuál es su función. (Calificación 0.5 puntos)\nd. ¿Qué sucede en un organismo si el conjunto de las reacciones B es mayor que el de las reacciones A? Pon un ejemplo en el que ocurra esta circunstancia. (Calificación 0.5 puntos)\n

$\mathbf{\text{a.}}\mathbf{\text{Indica}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{nombre}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{recibe}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{conjunto}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{reacciones}}\mathbf{\text{A}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{explica}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{objetivo}}\mathbf{\text{central}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{este}}\mathbf{\text{conjunto}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{reacciones.}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{0.5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

En el esquema, la flecha A va de las moléculas de bajo peso molecular a las biomoléculas de alto peso molecular, de modo que el conjunto A es el $\mathbf{\text{anabolismo}}$.

Su objetivo central es la $\mathbf{\text{s}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{ntesis}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{materia}}\mathbf{\text{propia}}$: construir, a partir de precursores sencillos, las macromoléculas que la célula necesita para crecer, renovar sus estructuras y almacenar reservas. Son reacciones de reducción y endergónicas, que consumen el ATP y el poder reductor obtenidos en el catabolismo, y son divergentes, porque de unos pocos precursores salen productos muy diversos.

$\mathbf{\text{b.}}\mathbf{\text{Indica}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{nombre}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{recibe}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{conjunto}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{reacciones}}\mathbf{\text{B}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{se}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{ala}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{ejemplos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{estas}}\mathbf{\text{reacciones}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{ocurran}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lula}}\mathbf{\text{animal.}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{0.5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

La flecha B recorre el camino contrario, de las macromoléculas a las moléculas sencillas, de modo que es el $\mathbf{\text{catabolismo}}$: el conjunto de reacciones de degradación oxidativa que liberan energía y la conservan en forma de ATP.

Dos ejemplos en una célula animal:

$\mathbf{\text{La}}\mathbf{\text{gluc}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lisis}}$, en el citosol, que degrada la glucosa hasta dos moléculas de ácido pirúvico con un rendimiento neto de 2 ATP y 2 NADH.

$\mathbf{\text{La}}$ $\mathit{\beta }$-$\mathbf{\text{oxidaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cidos}}\mathbf{\text{grasos}}$, en la matriz mitocondrial, que va cortando la cadena de dos en dos carbonos y produce acetil-CoA, NADH y $\mathrm{F}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{H}}_2$.

Valdrían igualmente el ciclo de Krebs, la fosforilación oxidativa o la degradación de aminoácidos con el ciclo de la urea.

$\mathbf{\text{c.}}\mathbf{\text{Indica}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{nombre}}\mathbf{\text{completo}}\mathbf{\text{(no}}\mathbf{\text{solo}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{siglas)}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{representan}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{letras}}\mathbf{\text{C}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{Cpi}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{se}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{ala}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{funci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n.}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{0.5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

El esquema muestra un ciclo interno en el que C se une a un fosfato inorgánico y da CPi, y CPi vuelve a dar C más ese fosfato. Se trata de la pareja que acopla los dos metabolismos:

$\mathbf{\text{C}}$ es el $\mathbf{\text{adenos}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{difosfato}}$, es decir, la adenina unida a una ribosa y a dos grupos fosfato.

$\mathbf{\text{CPi}}$ es el $\mathbf{\text{adenos}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{trifosfato}}$, la misma molécula con un tercer grupo fosfato añadido.

Su función es servir de $\mathbf{\text{moneda}}\mathbf{\text{energ}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tica}}$ de la célula. El catabolismo (B) libera energía y la emplea en fosforilar el adenosín difosfato, almacenándola en el enlace anhídrido del tercer fosfato; el anabolismo (A) hidroliza ese enlace, recupera la energía y vuelve a dejar adenosín difosfato y fosfato inorgánico. El ciclo se repite continuamente, y por eso una célula no necesita acumular ATP: le basta con reciclarlo.

$\mathbf{\text{d.}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{sucede}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{organismo}}\mathbf{\text{si}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{conjunto}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{reacciones}}\mathbf{\text{B}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{reacciones}}\mathbf{\text{A?}}\mathbf{\text{Pon}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{ejemplo}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{ocurra}}\mathbf{\text{esta}}\mathbf{\text{circunstancia.}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{0.5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Si el catabolismo supera al anabolismo, el organismo degrada más materia de la que sintetiza: consume sus $\mathbf{\text{reservas}}$ —primero el glucógeno, después los triglicéridos del tejido adiposo y, si la situación se prolonga, las proteínas del músculo— y $\mathbf{\text{pierde}}\mathbf{\text{peso}}$ y masa corporal. Es lo que se llama un balance energético negativo.

Ejemplos hay varios: una $\mathbf{\text{dieta}}\mathbf{\text{hipocal}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{rica}}$, en la que se ingiere menos energía de la que se gasta; un ayuno prolongado o una situación de desnutrición; un ejercicio físico intenso y sostenido; y también algunas enfermedades, como el hipertiroidismo, la diabetes no tratada o los procesos tumorales avanzados, que cursan con caquexia. En un adulto sano lo normal es que los dos conjuntos estén equilibrados, y durante el crecimiento ocurre lo contrario: predomina el anabolismo.