Soluciones del EXAMEN 2º BCHTO TEMAS LÍPIDOS Y PROTEÍNAS 1.- Los lípidos: a) Qué significa que los ácidos grasos son moléculas anfipáticas? Cómo se comportan estas moléculas en agua? Los ácidos grasos son moléculas anfipáticas por presentar una zona polar (hidrófila), que contiene el grupo carboxilo (-COOH), y otra apolar (hidrófoba), constituida por la cadena hidrocarbonada alifática (con grupos metileno y un grupo metil terminal). Los ácidos grasos en agua se disponen situando los grupos hidrófilos en contacto con las moléculas de agua, estableciendo enlaces de hidrógeno, y ocultando de ellas el resto de la cadena, que interacciona con las cadenas adyacentes mediante fuerzas de Van der Waals. b) Los jabones son moléculas que derivan de los ácidos grasos que se forman mediante la reacción de saponificación. Explica en qué consiste dicha reacción Por qué utilizamos jabones para eliminar la grasa? La saponificación es una reacción característica de toda molécula lipídica que posea ácidos grasos. Consiste en la hidrólisis alcalina (generalmente con NaOH o KOH) de un éster. Dicha hidrólisis da lugar a un alcohol (glicerina) y una sal (estearato)sódica o potásica, que se denomina jabón. Los jabones se utilizan para lavar, ya que favorecen la solución de las grasas (sustancias insolubles en agua), al emulsionarlas en pequeñas partículas microscópicas. Los jabones rodean esas diminutas partículas de grasa, de forma que las cadenas hidrocarbonadas hidrófobas se orientan hacia la grasa y los grupos carboxilo con carga negativa, que son hidrófilos, quedan dispuestos hacia las moléculas de agua, con las que establecen atracciones electrostáticas. c) Sabiendo que el ácido palmítico es un ácido graso saturado de 16 átomos de carbono, escribe la reacción de hidrólisis del tripalmitilglicérido (tripalmitina). d) Qué es un liposoma? Qué utilidad tienen estas estructuras? Los liposomas están formados por bicapas de fosfolípidos cerradas sobre sí mismas, que dejan en su interior un compartimento con agua.
Actualmente, tienen una gran utilidad práctica en medicina, biotecnología, industria farmacéutica, cosmética, etc, debido a que funcionan como vehículos de transporte de determinados productos activos, ya que pueden atravesar con gran facilidad las membranas plasmáticas de las células. 2.- Los fosfoglicéridos son lípidos complejos que poseen un comportamiento anfipático. a) Explica su composición química y haz referencia al tipo de enlace que se produce entre sus componentes. b) En qué estructura celular se localizan de forma mayoritaria? a) Químicamente los fosfolípidos están constituidos por una molécula de glicerina que se encuentra unida, mediante enlace éster, con el carbono 1 y 2 con sendos ácidos grasos (generalmente uno saturado y otro insaturado) y con el carbono 3 con un grupo fosfato. Además, el ácido fosfórico puede llevar unido, también mediante enlace éster, un segundo alcohol, que puede ser aminoalcohol o polialcohol. b) Formando parte de la estructura de las membranas celulares, dispuestos en bicapas lipídicas. c) Señala si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, a) Los fosfolípidos son lípidos insaponificables. b) El ácido fosfatídico posee una cabeza polar constituida por el ácido fosfórico y un aminoalcohol de cadena larga. c) De forma general en los fosfolípidos, el ácido graso que esterifica el carbono 1 de la glicerina suele ser saturado. d) Los fosfolípidos de las membranas celulares se organizan formando micelas monocapa. a) Falso. Los fosfolípidos son lípidos saponificables, ya que poseen en su molécula ácidos grasos, capaces de formar jabones (sales de ácidos grasos) al someterlos a hidrólisis alcalina (reacción de saponificación). b) Falso. El ácido fosfatídico es el fosfolípido más sencillo, en el que el grupo fosfato no está sustituido pro un segundo alcohol. c) Verdadero. d) Falso. Los fosfolípidos de las membranas celulares forman bicapas lipídicas. d) La hidrólisis de un determinado compuesto rinde glicerina, ácido esteárico, ácido oleico y ácido fosfórico en la proporción 1:1:1:1. De qué compuesto se trata?
Se trata de un fosfolípido, concretamente del ácido fosfatídico. 3.- Lípidos insaponificables: a) Qué funciones básicas desempeñan los terpenos y esteroides en los seres vivos? Señala algún ejemplo. Los terpenos y esteroides desempeñan tres funciones básicas: a) Función estructural. Por ejemplo el colesterol (esteroide), que forma parte de las membranas celulares. b) Función biocatalizadora. Por ejemplo las hormonas esteroideas (esteroides) y las vitaminas lipídicas (vitamina A, E, K y D). c) Función transportadora. Por ejemplo los ácidos biliares, que emulsionan las grasas en el intestino y ayudan a su transporte a diferentes órganos donde serán utilizadas en distintos procesos metabólicos, o las lipoproteínas plasmáticas encargadas del transporte de colesterol. b) Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, a) Las esfingomielinas se disponen en la periferia de las membranas celulares, formando el glucocálix. b) Los cerebrósidos resultan de la unión de una ceramida y una molécula glucídica. c) La ceramida resulta de la esterificación de la esfingosina (un aminoalcohol) con dos moléculas de ácido graso. d) Los gangliósidos pertenecen al grupo de esfingofosfolípidos. a) Falso. Las esfingomielinas se encuentran en las membranas de las células animales y, fundamentalmente, en la vaina de mielina que rodea las fibras nerviosas. b) Verdadero. c) Falso. La ceramida es un compuesto que resulta de la unión, mediante un enlace amida, de un ácido graso con la esfingosina. d) Falso. Los gangliósidos se engloban dentro de los esfingoglucolípidos, ya que en su composición entra una ceramida y un glúcido. 4.- Las proteinas: a) Qué tipo de enlace une a los aminoácidos? Cómo se produce? El enlace que une dos aminoácidos se denomina enlace peptídico. Se trata de un enlace covalente formado entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino de otro, produciéndose la pérdida de una molécula de agua.
b) Qué es el punto isoeléctrico de un aminoácido? Presentan todos los aminoácidos el mismo punto isoeléctrico? A qué es debido? Razona las respuestas. Se denomina punto isoeléctrico (pi) al valor de ph en el que un aminoácido tiene carga neutra, es decir, tiene equilibradas las cargas positivas y negativas (ion dipolar). Cada aminoácido tiene un punto isoeléctrico, ello es debido a que cada uno de los veinte aminoácidos proteicos posee cadenas laterales R distintas. Por ejemplo: el ácido aspártico tiene un pi de 2,98 y la leucina de 5,98. c) Qué es un aminoácido? Cuántos aminoácidos conoces? Cómo se clasifican? Señala un ejemplo de cada tipo. Los aminoácidos son compuestos orgánicos, de bajo peso molecular, que se caracterizan por poseer un grupo carboxilo, un grupo amino, un átomo de hidrógeno y una cadena lateral R característica de cada aminoácido, todos ellos unidos covalentemente a un carbono asimétrico (carbono α). Existen 20 aminoácidos proteicos, que son los constituyentes básicos de las proteínas. Además hay otros 150 que se encuentran libres o combinados en las células y en los tejidos, que no forman parte de las proteínas y desempeñan funciones propias. Según la naturaleza de la cadena lateral R los podemos clasificar en cuatro grupos: - Aminoácidos con R no polar, hidrófobo. Pertenecen a este grupo 8 aminoácidos: alanina, valina, leucina, isoleucina, metionina, fenilalanina, triptófano y prolina. - Aminoácidos polares hidrófilos. Componen este grupo 7 aminoácidos: serina, treonina, glutamina, asparagina, tirosina, cisteína y glicocola. - Aminoácidos básicos. Sus radicales poseen grupos aminos, por lo que tienen carga positiva: lisina, arginina e histidina. - Aminoácidos ácidos. Los radicales poseen un grupo carboxilo y poseen carga
eléctrica negativa: ácido glutámico y ácido aspártico. d) Señala si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos, a) El aminoácido glicina presenta un carbono α asimétrico, ya que está unido a cuatro radicales distintos. b) El enlace peptídico tiene carácter parcial de doble enlace. c) Los vegetales son capaces de sintetizar los veinte aminoácidos proteicos. d) En una cadena polipeptídica el primer aminoácido es el que tiene el extremo C-terminal (carboxilo terminal) libre. e) Todos los aminoácidos proteicos son de la forma L. a) Falso. La glicina es el único aminoácido que no presenta carbono α asimétrico. b) Verdadero. c) Verdadero. d) Falso. Por convenio los residuos de aminoácido de una cadena polipeptídica se numeran empezando por el que tiene el extremo N-terminal libre. e) Verdadero. 5.- Las proteinas: a) Poseen todas las proteínas estructura primaria? En qué consiste dicha estructura? Por qué crees que es importante su estudio? Todas las proteínas poseen estructura primaria. Dicha estructura determina la secuencia de aminoácidos de la cadena polipeptídica. El estudio de la estructura primaria es importante para poder conocer los aminoácidos que componen una determinada cadena, el orden en que se encuentran dispuestos en ella y los enlaces peptídicos que se han establecido. Es la que condiciona el resto de las estructuras de la proteína. b) Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, a) La función de una proteína depende de la secuencia de aminoácidos y de la forma que ésta adopte en el espacio. b) La hélice de colágeno posee una disposición más compacta que la α- hélice. c) La estructura secundaria de una proteína depende de los aminoácidos que la forman. d) La estructura cuaternaria solo se manifiesta en proteínas globulares. a) Verdadero. b) Falso. La hélice de colágeno presenta una disposición más extendida, debido al gran número de aminoácidos prolina que presenta. c) Verdadero. d) Falso. La estructura cuaternaria se manifiesta en proteínas (tanto fibrosas
como globulares) formadas por más de una cadena polipeptídica. c) Contesta a las siguientes preguntas: a) A qué se debe la disposición en zigzag que presenta la estructura primaria de las proteínas? b) De qué estructura dependen las características y funciones biológicas de una proteína formada por una sola cadena polipeptídica? c) Qué aminoácido aparece mayoritariamente en la hélice de colágeno? d) De qué depende la estabilidad de la α-hélice? a) Se debe a la planaridad del enlace peptídico, lo que provoca la rotación de los aminoácidos sobre los Cα con el objetivo de equilibrar las fuerzas de atracción que se pudieran generar. b) De la estructura terciaria, ya que es el máximo nivel estructural que puede llegar a formar. c) Prolina d) Depende de la presencia o no de diferentes aminoácidos en la cadena. Así por ejemplo, los aminoácidos prolina o hidroxiprolina impiden la formación de enlaces de hidrógeno intracatenarios, lo que origina variaciones en la estructura α-hélice. d) Señala qué criterios se siguen para clasificar las proteínas, enumera cada una de las clases y señala un ejemplo. Una de las formas más frecuentes de clasificar a las proteínas es atendiendo a su estructura y complejidad. Así, podemos dividirlas en dos grandes grupos: a) Holoproteínas: Formadas únicamente por aminoácidos. b) Heteroproteínas. Además de cadenas polipeptídicas (grupo proteico), están compuestas por una parte no proteica (grupo prostético). Según la estructura de las holoproteínas, podemos subdividirlas en dos grupos: a1) Fibrosas: De estructura filamentosa alargada. Destacan: el colágeno, la miosina, la actina, las queratinas, la fibrina y la elastina. a2) Globulares: De estructura globular o esférica. Como ejemplos destacan: las albúminas, las globulinas, las histonas y las protaminas. A su vez las heteroproteínas se clasifican atendiendo a la naturaleza del grupo prostético, pudiendo ser: b1) Cromoproteínas: El grupo prostético es una sustancia coloreada denominada pigmento. Según la naturaleza de este pigmento son: - Porfirínicas. El grupo prostético es un anillo tetrapirrólico (metalporfirina) que en el centro contiene un ion metálico. Destacan la hemoglobina, mioglobina, peroxidasas, catalasas y citocromos. - No porfirínicas. El grupo prostético también es coloreado pero no constituye una metalporfirina, por ejemplo la hemocianina, la hemeritrina y la rodopsina. b2) Fosfoproteínas. El grupo prostético es el ácido fosfórico; como la caseína de la leche o la vitelina de la yema de huevo. b3) Glucoproteínas. Poseen como grupo prostético un glúcido, por ejemplo las inmunoglobulinas o el fibrinógeno.
b4) Nucleoproteínas. Son proteínas cuyo grupo prostético es un ácido nucleico, por ejemplo la unión de ADN e histonas para formar la cromatina. b5) Lipoproteínas. El grupo prostético es un lípido, como por ejemplo las que transportan colesterol en la sangre (HDL y LDL). e) De qué dependen concretamente la actividad biológica y la especificidad de las proteínas? La actividad biológica y la especificidad de las proteínas depende de la configuración espacial más estable que adopten las cadenas polipeptídicas, determinadas por las estructuras, secundaria, terciaria y cuaternaria (en aquellas proteínas con más de una cadena polipeptídica), que a su vez depende de la secuencia y orden de los aminoácidos que forman la proteína.