Manual AMIR - 3° Edición - Bioquimica

TEM EMA AS CLA LAVE VE

BIOQUÍMICA  Y BI OLOGÍ A MOLECULAR 4.ª EDICIÓN Todd A. Swanson Sandra I. Kim Marc J. Glucksman

TEMAS CLAVE

BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR 4 . a  E D I C I Ó N  

TEMAS CLAVE

BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR 4 . a  E D I C I Ó N   Todd A. Swanson, Ph.D. Resident in Radiation Oncology, William Beaumont Hospital, Royal Oak, Michigan

Sandra I. Kim, M.D., Ph.D. Resident in Internal Medicine, Beth Israel Deaconess Medical Center, Harvard Medical School, Boston, Massachusetts

Marc J. Glucksman, Ph.D. Professor of Biochemistry and Molecular Biology, Director of Midwest Proteome Center, Rosalind Franklin University of Medicine and Science, The Chicago Medical School, North Chicago, Illinois

Av. Príncep d’Astúries, 61, 8. o 1.a 08012 Barcelona (España) Tel.: 93 344 47 18 Fax: 93 344 47 16 e-mail: [email protected] Traducción 

Dra. Rosa M.a Artigot Cánovas Elisabet Carreras i Goicoechea Bióloga Marta Vigo Anglada Bióloga El editor no es responsable de los errores u omisiones del texto ni de las consecuencias que se deriven de la aplicación de la información que contiene. Esta publicación contiene información general relacionada con tratamientos e interacciones farmacológicos que no debería utilizarse en pacientes individuales sin antes contar con el consejo de un profesional médico. Se insta al lector a consultar los prospectos informativos de los fármacos para obtener la información referente a las indicaciones, contraindicaciones, dosis, adver tencias y precauciones que deben tenerse en cuenta. El editor ha hecho todo lo posible para confirmar y respetar la procedencia del material que se reproduce en este libro. En caso de error u omisión, se enmendará en cuanto sea posible. Derecho a la propiedad intelectual (C. P. Art. 270) Se considera delito reproducir, plagiar, distribuir o comunicar públicamente, en todo o en parte, con ánimo de lucro y en perjuicio de terceros, una obra literaria, artística o científica, o su transformación, interpretación o ejecución artística fijada en cualquier tipo de soporte o comunicada a través de cualquier medio, sin la autorización de los titulares de los correspondientes derechos de propiedad intelectual o de sus cesionarios.

Reservados todos los derechos. Copyright de la edición en español © 2008 Wolters Kluwer Health España, S.A. ISBN edición española: 978-84-935583-1-4 Edición española de la obra original en lengua inglesa  Broad Review Series. Biochemistry and Molecular  Biology, 4th edition, de Todd A. Swanson, Sandra I. Kim y Marc J. Glucksman, publicada por Lippincott Williams & Wilkins. Copyright © 2007 Lippincott Williams & Wilkins 351 West Camden Street Baltimore, MD 21201 530 Walnut Street Philadelphia, PA 19106 ISBN edición original: 978-0-7817-8624-9 Composición: Anglofort, S.A.

Impresión: Data Reproductions Corp. Impreso en: USA 10

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A Roberta Swanson  Por toda su ayuda y dedicación a este proyecto   y a todos mis afanes. Sé que tener una madre  como tú ha sido una verdadera bendición.

Agradecimientos Nosotros (T. A. S. y S. I. K.) queremos agradecer el apoyo y el entusiasmo de Arthur Schneider, M.D. Su ayuda ha sido un instrumento indispensable en nuestro camino para convertirnos en educadores en el campo de la medicina. M. J. G. quiere agradecer a su familia y amigos las sugerencias recibidas durante este proyecto de formación en medicina. Este libro no habría sido posible sin los miles de estudiantes a los que ha dado clases y de los que ha sido tutor a lo largo de los últimos 20 años en tres de las mejores facultades de medicina del país. Por haber pedido mi participación, también querría agradecer de manera especial la colaboración de dos de mis alumnos más recientes y brillantes… mis coautores. También querríamos agradecer la ayuda de Michael Myers, M.D. Como alumno de medicina contribuyó de manera significativa a la realización de las preguntas que aparecen en este libro y que pretenden ser como las del USMLE. Por último, pero no por ello menos importante, querríamos dar las gracias a los diferentes editores de Lippincott Williams & Wilkins, así como a Nancy Duffy, Acquisitions Editor; Stacey Sebring, Managing Editor, y Julie Montalbano, Production Editor. También damos las gracias a Dvora Konstant por el cuidadoso seguimiento de la edición del libro.

vi

Prefacio Hemos escrito este libro siguiendo el consejo de varios estudiantes de medicina que han realizado el examen USMLE  (United States Medical Licensing Examination)  a lo largo de los últimos años. Hemos oído decir muchas veces que es muy difícil hallar un buen manual de bioquímica y biología molecular cuyo nivel sea suficientemente alto y que trate la materia con la suficiente profundidad para poder utilizarlo como herramienta básica de estudio. Nuestra intención ha sido crear un manual que fuera breve aunque exhaustivo, y que, a pesar de la presión por la falta de tiempo a que está sometido el estudiante, éste pueda centrarse en él y familiarizarse de manera cómoda con su contenido. Incluso si uno cree que ya tiene un buen dominio de la bioquímica y biología molecular, es importante ser consciente de que en la facultad de medicina estas materias ponen especial énfasis en determinados conocimientos fundamentales. En los exámenes de bioquímica y biología molecular del USMLE  Steps  1 y 2, el estudiante se examina de bioquímica y biología molecular médicas (es decir, por qué tal enzima es importante en determinada enfermedad y su medicación, qué son los ratones con genes inactivados, cómo se regula esta enzima, etc.) en lugar de examinarse estrictamente de bioquímica y biología molecular básicas (es decir, qué convierte la tercera enzima del ciclo de Krebs en qué, calcular el ∆ G, etc.). Este manual centra su atención en los procesos de bioquímica y biología molecular aplicadas a la medicina, de los que el estudiante se examinará en el USMLE y acerca de los cuales se le preguntará en las clases de medicina o en los exámenes que realizará a lo largo del curso. Hemos diseñado los capítulos para que sea más fácil y más rápido localizar los temas específicos que uno no comprende bien. Se han incluido varias Consideraciones Clínicas en cada capítulo para atraer la atención sobre la función y la regulación de los genes y las proteínas que son más importantes en las diferentes patologías o tratamientos farmacológicos. También se incluyen más de 500 preguntas con respuestas razonadas, tanto al final de cada capítulo como al final del libro. Se agradecerá cualquier sugerencia que permita mejorar el presente texto, que puede remitirse a los autores por correo electrónico a través de LWW.com. Todd A. Swanson  Sandra I. Kim  Marc J. Glucksman 

vii

Índice de capítulos Prefacio vii Agradecimientos

ix

1  Biomoléculas: bloques constructores de vida Breve revisión de química orgánica 1 I. 3 II. Ácidos, bases y tampones 5 III. Estructura de los hidratos de carbono IV. Proteoglucanos, glucoproteínas y glucolípidos 11 V. Aminoácidos 15 VI. Lípidos 17 VII. Membranas 18 VIII. Nucleótidos Test de autoevaluación 20

. .. .. .. .. ... .. .. .. .. .

1

10

2  Estructura y función de las proteínas

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Aspectos generales de la estructura de las proteínas 26 I. 33 II. Ejemplos de proteínas médicamente importantes Test de autoevaluación 39

3  Enzimas y cinética  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

I. II.

Propiedades generales de las enzimas 46 Dependencia de la velocidad respecto a las concentraciones de enzima y sustrato, la temperatura y el pH 49 50 III.   Ecuación de Michaelis-Menten 51 IV. Representación de Lineweaver-Burk 51 V. Inhibidores 53 VI.   Enzimas alostéricas VII. Regulación de la actividad enzimática mediante modificación postraduccional (covalente) 54 54 VIII. Regulación mediante interacciones proteína-proteína 55 IX. Isoenzimas Test de autoevaluación 56

ix

x

ÍNDICE DE CAPÍTULOS

4   Bioenergética

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Combustibles metabólicos y componentes de la dieta 61 I. 66 II. Bioenergética 67 III.   Oxidaciones biológicas 68 IV. Propiedades del adenosintrifosfato «de descenso» in vivo ) Test de autoevaluación 70

5  Bioquímica de la digestión

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Digestión de carbohidratos 76 I. 78 II. Digestión del triacilglicerol de la dieta 80 III. Digestión de proteínas y absorción de aminoácidos Test de autoevaluación 84

6   Glucólisis

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Revisión general 90 I. 90 II. Transporte de glucosa al interior de las células 91 III. Reacciones de la glucólisis 93 IV. Reacciones especiales en los eritrocitos 93 V. Enzimas reguladoras de la glucólisis 96 VI. El destino del piruvato 97 VII. Generación de ATP en la glucólisis Test de autoevaluación 100

7  El ciclo de los ácidos tricarboxílicos El ciclo de los ácidos tricarboxílicos I. Test de autoevaluación 115

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 106

8  La cadena de transporte de electrones y el metabolismo oxidativo   . 120 Cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa I. 126 II. Especies reactivas de oxígeno Test de autoevaluación 130

120

9  Metabolismo del glucógeno

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Revisión de la estructura y metabolismo del glucógeno 136 I. 137 II. Estructura del glucógeno 137 III.   Síntesis del glucógeno 139 IV. Degradación del glucógeno 140 V. Degradación lisosómica del glucógeno 141 VI. Regulación de la degradación del glucógeno 143 VII. Regulación de la síntesis del glucógeno

10  La gluconeogénesis y el mantenimiento de la glucemia Revisión 151 I. 152 II. Reacciones de la gluconeogénesis 157 III. Mantenimiento de la glucemia Test de autoevaluación 162

. . . . . . . . . . 151

ÍNDICE DE CAPÍTULOS

xi

11  Metabolismo de los carbohidratos

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 Metabolismo de la fructosa y la galactosa 168 I. 172 II. Vía de la pentosa fosfato 175 III. Proteoglucanos, glucoproteínas y glucolípidos Test de autoevaluación 180

12  Síntesis de ácidos grasos y de triacilglicerol Síntesis de ácidos grasos y de triacilglicerol 186 I. II. Almacenamiento de triacilglicerol en el tejido adiposo Test de autoevaluación 194

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 192

13  Oxidación de los ácidos grasos Oxidación de los ácidos grasos I. Test de autoevaluación 206

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 200

14  Metabolismo del colesterol y lipoproteínas sanguíneas El colesterol y el metabolismo de las sales biliares I. 216 II. Lipoproteínas sanguíneas Test de autoevaluación 221

. . . . . . . . . . 212

212

15  Cetonas y otros derivados lipídicos

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 Síntesis y utilización de cuerpos cetónicos 227 I. 229 II. Metabolismo de los fosfolípidos y esfingolípidos 233 III. Metabolismo de los icosanoides 236 IV. Síntesis de hormonas esteroideas Test de autoevaluación 238

16  El metabolismo de los aminoácidos

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 Adición y eliminación del nitrógeno de los aminoácidos 244 I. 246 II. Ciclo de la urea 249 III. Síntesis y degradación de aminoácidos Test de autoevaluación 258

17  Productos derivados de los aminoácidos

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 Productos especiales derivados de los aminoácidos 264 I. 272 II. Tetrahidrofolato y S - adenosilmetionina Test de autoevaluación 276

18  Metabolismo de nucleótidos y porfirinas Metabolismo de purinas y pirimidinas I. 287 II. Metabolismo del grupo hemo Test de autoevaluación 292

282

19  Relación entre metabolismo y nutrición I. II.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297

Revisión 297 El metabolismo durante el estado de saciedad o de absorción

303

xii

ÍNDICE DE CAPÍTULOS

306 III. Ayuno 308 IV. Ayuno prolongado (inanición) V. Funciones bioquímicas de los tejidos Test de autoevaluación 314

309

20  Endocrinología molecular  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mecanismos generales de la acción hormonal I. 322 II. Regulación de los niveles hormonales 326 III. Acción de hormonas específicas Test de autoevaluación 337

21  Replicación y transcripción del ADN Estructura del ácido nucleico I. II. Síntesis del ADN (replicación) III. Síntesis de ARN (transcripción) Test de autoevaluación 362

320

320

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344

344 350 356

22  Traducción del ARN y síntesis de proteínas  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 Síntesis de proteínas (traducción del ARN mensajero [ARNm]) I. 374 II. Regulación de la síntesis de proteínas Test de autoevaluación 381

23  La bioquímica del cáncer

368

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388

Ciclo celular 388 I. 390 II. Control del ciclo celular 391 III. Oncogenes 393 IV. Genes de inhibición tumoral 395 V. Apoptosis 396 VI. Mecanismos de oncogénesis 398 VII. Carcinogenia molecular 400 VIII.   Reparación del ADN y carcinogenia 401 IX. Progresión molecular del cáncer X. Marcadores moleculares en la biología del cáncer Test de autoevaluación 404

24  Técnicas de bioquímica y biología molecular Biotecnología asociada al ADN recombinante I. II. Tecnología en la que intervienen proteínas Test de autoevaluación 425

410 421

403

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410

C A P Í T U L O

10  La gluconeogénesis y el mantenimiento de la glucemia I.

Revisión (fig. 10-1)

A. La gluconeogénesis, que se produce principalmente en el hígado y en menor grado en el riñón, es la síntesis de glucosa a partir de compuestos que no son carbohidratos. B. Los principales precursores de la gluconeogénesis son lactato, aminoácidos (que forman productos intermedios de piruvato o del ciclo de los ácidos tricarboxílicos [CAT]) y glicerol (que forma dihidroxiacetona fosfato [DHAP]). Los ácidos grasos de cadena par son productores de glucosa neta. C. La gluconeogénesis consta de varias etapas enzimáticas que no tienen lugar en la glucólisis; por tanto, la glucosa no se genera a partir de una simple inversión de la glucólisis. D. La síntesis de 1 mol de glucosa a partir de 2 moles de piruvato requiere aproximadamente el equivalente de energía de 6 moles de adenosintrifosfato (ATP). E. La glucemia se mantiene en un intervalo de variación muy estrecho, aun cuando la dieta de una persona puede variar ampliamente y cualquier persona normal come periódicamente durante el día y no ingiere nada entre comidas y durante la noche. Incluso en circunstancias en que se deja de comer durante períodos prolongados, la glucemia se reduce sólo ligeramente. F.

Las principales hormonas que regulan la glucemia son la insulina y el glucagón.

G. Tras una comida, los carbohidratos de la dieta proporcionan glucosa que pasa al torrente circulatorio. Sin embargo, durante el ayuno, el hígado mantiene la glucemia gracias a la glucogenólisis y gluconeogénesis. H. Todas las células obtienen energía a partir de la glucosa; sin embargo, la producción de glucosa durante el estado de ayuno es particularmente importante para tejidos como el cerebro y los eritrocitos.

151

152

BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR Glucosa Pi glucosa 6-fosfatasa

Glucosa 6-fosfato

Glucosa 6-fosfato Pi fructosa 1,6-bisfosfato

Fructosa 1,6-bisfosfato

Dihidroxiacetona-P

Glicerol

Gliceraldehído-3-P

Glicerol-3-P

Fosfoenolpiruvato fosfoenolpiruvato carboxicinasa

 Aminoácidos

CAT

Oxalacetato

 Aminoácidos  Alanina

piruvato carboxilasa

Piruvato Lactato

Figura 10-1.

Reacciones clave de la gluconeogénesis desde los precursores, alanina, lactato y glicerol. Lasfle-  chas negras indican etapas que difieren de las de la glucólisis. Las flechas grises son reacciones que están inhibidas en condiciones en las que se produce la gluconeogénesis. CAT, ciclo de los ácidos tricarboxílicos; Pi, fósforo inorgánico.

I. Durante el ejercicio, la glucemia también se mantiene gracias a la glucogenólisis y gluconeogénesis hepáticas.

II. A.

Reacciones de la gluconeogénesis Conversión de piruvato a fosfoenolpiruvato(fig. 10-2) 1. En el hígado, el piruvato se convierte en fosfoenolpiruvato (PEP). 2. Primero, el piruvato (producido a partir de lactato, alanina y otros aminoácidos) (Etapa 1) se convierte en oxalacetato (OAA) (Etapa 2) gracias a la acción de la piruvato carboxilasa, una enzima mitocondrial que requiere biotina y ATP. a. El oxalacetato no puede atravesar directamente la membrana mitocondrial interna. b. Por tanto, es convertido a malato (Etapa 3) o a aspartato, que puede atravesar la membrana mitocondrial y reconvertirse a oxalacetato en el citosol.

LA GLUCONEOGÉNESIS Y EL MANTENIMIENTO DE LA GLUCEMIA

153

Glucosa PEP Citosol

4

CO2

fosfoenolpiruvato carboxicinasa

+

GDP

piruvato cinasa (PK)

 ADP

    

GTP

Glucagón vía AMPc PK– P inactiva

 ATP

 Alanina

OAA 

Piruvato

1

NADH +

NAD

Lactato

NADH

+

NAD

 Asp

Malato 3

TG adiposo

Piruvato 2 piruvato carboxilasa

CO2

+

Biotina  ATP

 Asp 1

 ADP Pi Oxalacetato NADH 2

Glucagón vía AMPc

 AG –

NADH piruvato deshidrogenasa

 AG

+

NAD +  Activado por –

Inhibido por

Malato

Mitocondria

Acetil-CoA  

    Enzima inducible

Enzima inactiva

Cuerpos cetónicos

El oxalacetato sale de la mitocondria como 1 aspartato o 2 malato

Figura 10-2. Conversión de piruvato a fosfoenolpiruvato (PEP). Hay que seguir el esquema empezando por los precursores alanina y lactato (a la derecha). ADP, adenosindifosfato; AG, ácido graso; AMPc, adenosinmonofosfato cíclico; Asp, aspartato; ATP, adenosintrifosfato; GDP, guanosindifosfato; GTP, guanosintrifosfato; OAA, oxalacetato; Pi, fósforo inorgánico; TG, triacilglicerol.

3. El oxalacetato es descarboxilado por la fosfoenolpiruvato carboxicinasa (PEPCK) para formar fosfoenolpiruvato (Etapa 4). Esta reacción requiere guanosintrifosfato (GTP). 4. El fosfoenolpiruvato es convertido a fructosa 1,6-bisfosfato por reversión de las reacciones glucolíticas (fig. 10-3). B.

Conversión de fructosa 1,6-bisfosfato en fructosa 6-fosfato (fig. 10-3) 1. La fructosa 1,6-bisfosfato se convierte en fructosa 6-fosfato en una reacción que libera fósforo inorgánico y es catalizada por la fructosa 1,6-bisfosfatasa. 2. La fructosa 6-fosfato se convierte en glucosa 6-fosfato por la acción de la misma isomerasa de la glucólisis.

154

BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR Glucosa

Pi

 ATP

glucosa 6-fosfatasa

glucocinasa

    

 ADP

(Retículo endoplasmático)

Glucosa 6-fosfato

Fructosa 6-fosfato fosfofructocinasa 1

 ATP  AMP y F-2,6-P bajos

Pi

 ATP fructosa 1,6-bisfosfatasa

–

    

 ADP

Fructosa 1,6-bisfosfato

Dihidroxiacetona fosfato

Gliceraldehído 3-fosfato Pi NAD+

NADH NADH +

NAD

Citosol

1,3-Bisfosfoglicerato  ADP

glicerol cinasa

Glicerol 3-fosfato

Glicerol  ATP  ADP

 ATP 3-Fosfoglicerato

2-Fosfoglicerato –  Inhibido

por

    Enzima inducible

Enzima inactiva

H2O Fosfoenolpiruvato (PEP)

Figura 10-3. Conversión de fosfoenolpiruvato y glicerol a glucosa. Las flechas negras indican la vía. F-2,6-P, fructosa 2,6-bisfosfato; ADP, adenosindifosfato; AMP, adenosinmonofosfato; ATP, adenosintrifosfato; Pi, fósforo inorgánico.

C.

Conversión de glucosa 6-fosfato a glucosa 1. La glucosa 6-fosfato libera fósforo inorgánico (Pi), que produce glucosa libre y entra en la sangre. La enzima de la reacción es la glucosa 6-fosfatasa. 2. La glucosa 6-fosfatasa participa tanto en la gluconeogénesis como en la glucogenólisis (v. fig. 9-5).

La deficiencia de glucosa 6-fosfatasa, llamada enfermedad de von Gierke, es una glucogenosis. El resultado de la imposibilidad de convertir glucosa 6-fosfato en glucosa es la acumulación intracelular de glucosa 6-fosfato y una hipoglucemia grave que puede causar letargia, convulsiones y lesiones cerebrales. Con frecuencia, los pacientes presentan hepatomegalia, propensión a las hemorragias (por disfunción plaquetaria) y retraso del crecimiento. Las comidas frecuentes y la alimentación nocturna mediante sonda nasogástrica contribuyen al control de la enfermedad.

cc 10.1

LA GLUCONEOGÉNESIS Y EL MANTENIMIENTO DE LA GLUCEMIA

D.

155

Enzimas reguladoras de la gluconeogénesis 1. En condiciones de ayuno, los niveles de glucagón son elevados y ello estimula la gluconeogénesis. a. A causa de los cambios en la actividad de ciertas enzimas, se evita la aparición de ciclos fútiles y el flujo global de carbono va del piruvato a la glucosa (v. figs. 10-2 y 10-3). b. Un ciclo fútil es el reciclado continuo de sustratos y productos con un consumo neto de energía y sin resultado útil. 2. Piruvato deshidrogenasa (PDH) (v. fig. 10-2) a. El descenso de la insulina y la elevación del glucagón estimulan la liberación de ácidos grasos del tejido adiposo. b. Los ácidos grasos van al hígado y son oxidados, produciendo acetil-coenzima A (acetilCoA), NADH y ATP, que inactivan la piruvato deshidrogenasa. c. Puesto que la piruvato deshidrogenasa es relativamente inactiva, el piruvato es convertido a oxalacetato, no a acetil-CoA. d. Véase CC 7.3 sobre la deficiencia del complejo piruvato deshidrogenasa. 3. Piruvato carboxilasa  a. La piruvato carboxilasa, que convierte el piruvato a oxalacetato, es activado por la acetil-CoA. b. Nótese que la piruvato carboxilasa es activa tanto en el estado posprandial como en el estado de ayuno. c. Véase CC 7.6 sobre la deficiencia de la piruvato carboxilasa. 4. Fosfoenolpiruvato carboxicinasa (PEPCK)  a. La fosfoenolpiruvato carboxicinasa es una enzima inducible. b. La transcripción del gen que codifica la síntesis de la fosfoenolpiruvato carboxicinasa es estimulada por la unión de proteínas que son fosforiladas en respuesta al adenosinmonofosfato cíclico (AMPc) y la unión de complejos glucocorticoide-proteína a elementos reguladores en el gen. c. El incremento de la producción del ARN mensajero (ARNm) de la fosfoenolpiruvato carboxicinasa aumenta la traslación, lo que da como resultado concentraciones superiores de PEPCK en la célula.

cc 10.2

La deficiencia de fosfoenolpiruvato carboxicinasa es un defecto metabólico raro, pero grave. Las consecuencias de la ausencia de la forma citosólica de la enzima son atrofia cerebral grave, atrofia óptica, infiltración grasa hepática y renal e hipoglucemia intratable.

5. Piruvato cinasa (PK)  a. El glucagón, a través del AMPc y la proteincinasa A, fosforila e inactiva la piruvato cinasa. b. Puesto que la piruvato cinasa es relativamente inactiva, el fosfoenolpiruvato formado a partir de oxalacetato no es reconvertido a piruvato sino que, en una serie de etapas, forma fructosa 1,6-bisfosfato, que es convertida a fructosa 6-fosfato. c. Véase CC 6.9 sobre la deficiencia de piruvato cinasa. 6. Fosfofructocinasa 1 (v. fig. 10-3) a. La fosfofructocinasa 1 es relativamente inactiva, porque las concentraciones de sus activadores, el adenosinmonofosfato (AMP) y la fructosa 2,6-bisfosfato, son bajas, y la de su inhibidor, el ATP, es relativamente alta. b. Véase CC 6.8 sobre la deficiencia de fosfofructocinasa. 7. Fructosa 1,6-bisfosfatasa (F-1,6-BP)  a. La concentración de fructosa 2,6-bisfosfato, un inhibidor de fructosa 1,6-bisfosfatasa, es baja durante el ayuno. Por tanto, en ayuno la fructosa 1,6-bisfosfatasa es más activa. b. La acción de la fructosa 1,6-bisfosfatasa es inducida por el estado de ayuno.

156

BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

cc 10.3

La deficiencia de fructosa 1,6-bisfosfatasa frecuentemente cursa con hipoglucemia neonatal, junto con acidosis, irritabilidad, taquicardia, disnea, hipotonía y hepatomegalia moderada. Esta deficiencia se relaciona típicamente con la enzima hepática, mientras que la actividad de la fructosa 1,6-bisfosfatasa muscular es normal.

8. Glucocinasa  a. La glucocinasa es relativamente inactiva, porque tiene una alta Km para la glucosa y, en condiciones que favorecen la gluconeogénesis, la concentración de glucosa es baja. Por tanto, la glucosa libre no se reconvierte a glucosa 6-fosfato. b. Véase CC 6.7 sobre la diabetes mellitus juvenil de inicio en la madurez (MODY, maturity-  onset diabetes mellitus of the young ). E.

Precursores de la gluconeogénesis 1. El lactato, los aminoácidos y el glicerol son los principales precursores de la gluconeogénesis en el ser humano. 2. El lactato es oxidado por el NAD+ en una reacción catalizada por la lactato deshidrogenasa y para formar piruvato, que puede convertirse en glucosa (v. fig. 10-2). Las fuentes de lactato consisten en los eritrocitos y el músculo en ejercicio.

cc 10.4

Se ha descrito la deficiencia genética de lactato deshidrogenasa. Tras el ejercicio intenso, estos pacientes presentan calambres musculares y mioglobinuria.

3. Los aminoácidos destinados a la gluconeogénesis proceden de la degradación de la proteína muscular. a. Los aminoácidos son liberados directamente en sangre a partir del músculo, o bien los carbonos de los aminoácidos son convertidos a alanina y glutamina y liberados. (1) La alanina también se forma por transaminación del piruvato derivado de la oxidación de la glucosa. (2) La glutamina es convertida a alanina por tejidos como el intestino y el riñón. b. Los aminoácidos van al hígado y proporcionan carbonos para la gluconeogénesis. Cuantitativamente, la alanina es el principal aminoácido glucogénico. c. El nitrógeno de los aminoácidos es convertido a urea. 4. El glicerol, derivado de los triacilgliceroles de los depósitos adiposos, reacciona con el ATP para formar glicerol 3-fosfato, que es oxidado a dihidroxiacetona fosfato y convertido en glucosa (v. fig. 10-3). F.

Función de los ácidos grasos en la gluconeogénesis 1. Ácidos grasos de cadena par  a. Los ácidos grasos son oxidados a acetil-CoA, que entre en el CAT. b. Por cada 2 carbonos de acetil-CoA que entran en el CAT se liberan 2 carbonos como CO2. Por tanto, no hay síntesis neta de glucosa a partir de la acetil-CoA. c. La reacción de la piruvato deshidrogenasa es irreversible y, por tanto, la acetil-CoA no puede ser convertido a piruvato. d. Aunque los ácidos grasos de cadena par son fuente de carbonos para la gluconeogénesis, la b-oxidación de los ácidos grasos proporciona ATP, el cual sí impulsa la gluconeogénesis. 2. Ácidos grasos de cadena impar  a. Los 3 carbonos del extremo w -terminal de un ácido graso de cadena impar son convertidos a propionato. b. El propionato entra en el CAT como succinil-CoA, que forma malato, un producto intermedio de la formación de glucosa (v. fig. 10-2).

LA GLUCONEOGÉNESIS Y EL MANTENIMIENTO DE LA GLUCEMIA

G.

III. A.

157

Requerimientos energéticos para la gluconeogénesis 1. A partir de piruvato (v. figs. 10-2 y 10-3) a. La conversión de piruvato a oxalacetato por la piruvato carboxilasa requiere 1 ATP. b. La conversión de oxalacetato a fosfoenolpiruvato por la fosfoenolpiruvato carboxicinasa requiere 1 GTP (el equivalente de 1 ATP). c. La conversión de 3-fosfoglicerato a 1,3-bisfosfoglicerato por la fosfoglicerato cinasa requiere 1 ATP. d. Puesto que se requieren 2 moles de piruvato para formar 1 mol de glucosa, se requieren 6 moles de fósforo de alta energía para la síntesis de 1 mol de glucosa. 2. A partir de glicerol  a. El glicerol entra en la vía gluconeogénica en el nivel de la dihidroxiacetona fosfato. b. La conversión de glicerol a glicerol 3-fosfato, que será oxidado a dihidroxiacetona fosfato, requiere 1 ATP. c. Puesto que se requieren 2 moles de glicerol para formar 1 mol de glucosa, se requieren 2 moles de fósforo de alta energía para la síntesis de 1 mol de glucosa.

Mantenimiento de la glucemia Glucemia en estado posprandial 1. Cambios de las concentraciones de insulina y glucagón (fig. 10-4) a. La insulinemia aumenta con la ingesta, una vez que se ha producido una elevación de la glucemia.

cc 10.5

El resultado de la reducción de la producción de insulina, habitualmente causada por la destrucción autoinmune de las células  b del páncreas, es la aparición de una diabetes mellitus tipo 1 (anteriormente denominada insulinodependiente). La diabetes mellitus de tipo 1 se caracteriza por una hiperglucemia, que se produce como resultado de la reducción de la captación de glucosa por las células y del incremento de la producción de glucosa por el hígado (debido a la baja insulinemia y la elevada glucagonemia). La supervivencia de estos pacientes depende de la administración de insulina exógena.

Comida con glucosa

Comida con proteína

    a     l     s     d     o     / 200     c    g     u      l     m100      G

    a     l     s     d     o     / 200     c    g     u      l     m100      G

    a     l 100     n     m      i      l      /     u     U     s     n      µ 50      I

    a     l     n     m      i      l      /     u     U     s     n      µ 20      I

10 70

    n      ó     l     g    m     a     / 150     c    g 100     u    p      l 50      G

    n      ó     l     g    m     a     / 50     c    g     u    p      l 30      G

0

1

2 (h)

3

0

1 2 (h)

3

Figura 10-4. Variaciones de la glucemia, insulinemia y glucagonemia en respuesta a una ingesta con contenido de glucosa o proteína.

158

BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

cc 10.6

El resultado de la reducción de la liberación de insulina por el páncreas o la reducción de la sensibilidad tisular a la insulina (insulinorresistencia) es la aparición de una diabetes mellitus tipo 2 (anteriormente denominada no insulinodependiente). Esta enfermedad también se caracteriza por hiperglucemia.

(1) La glucosa entra en las células b pancreáticas gracias a un transportador de glucosa independiente de insulina, GLUT-2, que estimula la liberación de insulina preformada y promueve la síntesis de nueva insulina. (2) Adicionalmente, los aminoácidos (particularmente, arginina y leucina) inducen la liberación de la insulina preformada de las células b del páncreas.

cc 10.7

Las sulfonilureas constituyen un grupo de fármacos empleados en el tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2. Estos fármacos estimulan la liberación de la insulina preformada en las células de los islotes pancreáticos y con ello contribuyen a reducir la glucemia y evitar la hiperglucemia.

b. La glucagonemia varía en función del contenido de la ingesta. (1) Una comida rica en carbohidratos reduce la glucagonemia. (2) Una comida rica en proteínas aumenta la glucagonemia (v. fig. 10-4). (3) En una dieta variada y normal, los niveles de glucagón se mantendrán relativamente constantes tras una comida, mientras que los de insulina aumentarán.

cc 10.8

Los tumores de las células a pancreáticas, que son la fuente de glucagones, se conocen como glucagonomas. Como resultado de la elevación de las concentraciones circulantes de glucagones, los pacientes presentan diabetes mellitus leve, lesiones cutáneas características y anemia.

2. Destino de la glucosa de la dieta en el hígado  a. La glucosa entra en el hepatocito gracias al transportador GLUT-2, que es independiente de insulina.

cc 10.9

La deficiencia genética del transportador GLUT-2 hepático se ha descrito como una glucogenosis de tipo XI, también denominada síndrome de Fanconi-Bickel. Los pacientes con este síndrome presentan problemas similares a los pacientes con la enfermedad de von Gierke, consistentes en hipoglucemia, cetonuria e hipercolesterolemia.

b. La glucosa es oxidada para obtener energía. El exceso de glucosa se convierte en glucógeno y en los triacilgliceroles de las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL, very  low-density lipoprotein ). c. La glucocinasa es una enzima con una alta Km para la glucosa (aproximadamente de 6 mM); su actividad aumenta tras la ingesta, cuando la glucemia está elevada. Una dieta rica en carbohidratos induce la actividad de la glucocinasa. d. La síntesis de glucógeno es potenciada por la insulina, que estimula la acción de la fosfatasa que desfosforila y activa la glucógeno sintasa. e. La síntesis de triacilgliceroles también resulta estimulada. Los triacilgliceroles son convertidos a VLDL y liberados a la sangre. 3. Destino de la glucosa de la dieta en los tejidos periféricos  a. Todas las células oxidan glucosa para obtener energía. b. La insulina estimula el transporte de glucosa hacia los adipocitos y miocitos.

LA GLUCONEOGÉNESIS Y EL MANTENIMIENTO DE LA GLUCEMIA

159

cc 10.10

Otra clase de fármacos empleados en el tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2 son las llamadas tiazolidinadionas, entre las cuales podemos citar la rosiglitazona y la pioglitazona. Estos fármacos inducen la expresión de genes que incrementan la reactividad de las células a la insulina circulante.

c. En el músculo, la insulina estimula la síntesis de glucógeno. d. Los adipocitos convierten la glucosa en una fracción glicerol para la síntesis de triacilgliceroles. 4. Retorno Retorno de la glucemia glucemia a los los valores valores basales  basales  a. La captación de la glucosa de la dieta por parte de los tejidos (particularmente, hígado, tejido adiposo y músculo) reduce la glucemia. b. A las 2 h tras una comida, comida, la glucemia ha vuelto a su valor basal, de 5 mM o 80-100 mg/dl.

cc 10.11

La prueba oral de tolerancia a la glucosa se emplea para el diagnóstico de la diabetes mellitus. Los pacientes ingieren un líquido que contiene 75 g de glucosa disuelta en agua. A las 2 h, se determina la glucemia. Una glucemia inferior a 139 mg/dl es normal, mientras que una glucemia de 140 a 199 mg/dl representa una «prediabetes mellitus» o una alteración de la tolerancia a la glucosa. Una glucemia superior a 200 mg/dl es diagnóstica de diabetes mellitus.

B.

Glucemia Glucemia en estado estado de ayuno (fig. 10-5) 1. Cambios de la insulinemia y la glucagonemia  a. Durante el ayuno, la insulinemia se reduce y la glucagonemia aumenta. b. Estos cambios hormonales promueven la glucogenólisis y la gluconeogénesis en el hígado, de manera que se mantiene la glucemia.

cc 10.12

La diabetes mellitus se diagnostica con frecuencia a partir de la determinación de la glucemia basal. Esto requiere que los pacientes ayunen durante un mínimo de 8 h; la prue ba es más fiable por la mañana. Normalmente, la glucemia debe debe ser inferior a 100 mg/dl; una gluceglucemia superior a 126 mg/dl es indicativa de diabetes mellitus, si el valor se repite al menos en dos mediciones diferentes, mientras que un valor de 100 a 125 mg/dl indica una alteración de la tolerancia a la glucosa (prediabetes mellitus).

2. Estimulación de la glucogenólisis  a. Unas horas después de una comida, la glucagonemia aumenta. b. Como resultado, se estimula la glucogenólisis y empieza el aporte de glucosa a la sangre (v. fig. 9-5). 3. Estimulación de la gluconeogénesis  a. A las 4 h de una ingesta, ingesta, el hígado suministra glucosa a la sangre a partir de los procesos de la gluconeogénesis y la glucogenólisis (fig. 10-6). b. Los mecanismos reguladores evitan la aparición de ciclos fútiles y promueven la conversión de los precursores gluconeogénicos a glucosa (v. figs. 10-2 y 10-3). 4. Estimulación de la lipólisis (v. fig. 10-5) a. Durante el ayuno se estimula el catabolismo de los triacilgliceroles de los adipocitos y se liberan a la sangre ácidos grasos y glicerol. b. Los ácidos grasos son oxidados por ciertos tejidos y convertidos en cuerpos cetónicos por el hígado. El ATP y NADH producidos por la b-oxidación de los ácidos grasos promueven la gluconeogénesis. c. El glicerol es una fuente de carbono para la gluconeogénesis en el hígado. 5. Funciones relativas de la glucogenólisis y la gluconeogénesis en el mantenimiento de la   glucemia (v. fig. 10-6)

160

BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

Glucógeno Glucagón

Hígado

+

+

 AMPc

Glucosa-1-P

Glucosa-6-P

Glucosa

Fructosa-6-P

DHAP

Cerebro

Fructosa-1,6-P Gliceraldehído-3-P

Glicerol Glicerol

CO2

PEP

OAA 

 AMPc

–

Piruvato

 Ácidos grasos

 Acetil-CoA 

Glucagón

Lactato  

N

 Ácidos grasos

Glucosa +

Aminoácidos

Eritrocitos

Urea

Lactato

Cuerpos cetónicos Cuerpos Cuerp os cetón cetónicos icos Urea

 Aminoácidos Músculo

Triacilglicerol

Sangre

Tejido adiposo

Riñón

Orina Figura 10-5. Interrelaciones tisulares en la producción de glucosa durante el ayuno. Rastreo de los precursores lactato, aminoácidos y glicerol hasta la glucosa de la sangre. AMPc, adenosinmonofosfato cíclico; CoA, coenzima A; DHAP, DHAP, dihidroxiacetona fosfato; OAA, oxalacetato; P, fosfato; PEP, PEP, fosfoenolpiruvato.

   ) 40    h    /   g    (   a    d   a    d    i   x   o 20   a   s   o   c   u    l    G

Glucosa ingerida

Glucogenólisis

8 16 24 24 Horas Estado postabsortivo

Estado de ayuno

2

Gluconeogénesis

8 16 16 24 32 40 Días Inanición

Figura 10-6. Fuentes de glucosa en los estados postabsortivo o posprandial, de ayuno y de inanición. Obsérvese Obsér vese que la escala cambia de horas a días. (Modificado de Hanson RW y Mehlman MA (eds.). Gluco-  neogenes neogenesis: is: its regulatio regulation n in mammalia mammalian n species  species . p. 518. Copyright © 1976 by John Wiley Wi ley & Sons, Inc. Reproducido con permiso de John Wiley & Sons, Inc.)

LA GLUCONEOGÉNESIS Y EL MANTENIMIENTO DE LA GLUCEMIA

161

a. Cuando la glucemia desciende hasta el valor basal tras la ingesta, se estimula la glucogenólisis. Ésta es la principal fuente para el mantenimiento de la glucemia durante las siguientes 8 a 12 h. comid a se activa y estimula la gluconeogénesis, que pasa b. Unas horas después (4) de una comida a ser una vía de suministro de glucosa en una proporción creciente a medida que persiste el estado de ayuno. c. Tras unas 16 h de ayuno, la gluconeogénesis y la glucogenólisis contribuyen de manera aproximadamente igual a la glucemia. d. A medida que se produce la depleción de los depósitos de glucógeno hepático aumenta el predominio de la gluconeogénesis. e. Después de unas 30 h de ayuno, aproximadamente, se produce la depleción del glucógeno hepático y, a partir de este momento, la gluconeogénesis pasa a ser la única fuente de glucemia.

cc 10.13

El grupo de fármacos conocido como biguanidas, por ejemplo la metformina, es importante en el tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2 . Aunque su mecanismo de acción no se ha dilucidado por completo, estos fármacos actúan principalmente inhibiendo la gluconeogénesis hepática, porque la velocidad de la gluconeogénesis en el paciente «medio» con diabetes mellitus tipo 2 es el triple de la normal. El efecto de este fármaco es una reducción de la glucemia en el estado posprandial o postabsortivo.

C.

Glucemia Glucemia durante durante el ayuno prolongado prolongado (inani (inanición) ción) 1. Incluso después de 5 a 6 semanas de inanición, la glucemia aún se mantiene aproximadamente en torno a 65 mg/dl. 2. Los cambios en el uso de combustible por los diferentes tejidos evita que la glucemia descienda bruscamente durante el ayuno prolongado. 3. La concentración de cuerpos cetónicos aumenta en la sangre y el cerebro usa los cuerpos cetónicos para la obtención de energía, reduciendo la utilización de glucosa. 4. Se reduce reduce la velocidad de la gluconeogénesis y, por tanto, de la producción de urea en el hígado. hígado. 5. Se preserva la proteína muscular y se reduce su empleo para suministrar aminoácidos para la gluconeogénesis.

D.

Glucemia Glucemia durante durante el ejercicio ejercicio 1. Durante el ejercicio, la glucemia se mantiene esencialmente por los mismos mecanismos empleados durante al ayuno. 2. Uso de combustibles endógenos  a. A medida que se contrae el músculo durante el ejercicio, se mantiene el uso de ATP. par tir de la creatinfosfato. b. El ATP es regenerado inicialmente a partir ATP. El AMP activa la fosforilasa b y la c. El glucógeno muscular es oxidado para producir ATP. 2+ Ca -calmodulina activa la fosforilasa cinasa. La adrenalina es una hormona que induce la producción de AMPc, que estimula el catabolismo del glucógeno (v. fig. 9-5). 3. Uso de combustibles a partir de la sangre  a. A medida que la sangre fluye hacia el músculo en ejercicio, éste capta y oxida la glucosa y los ácidos grasos. b. A medida que la glucemia empieza a reducirse, el hígado actúa para mantener la glucemia mia a trav través és de de la glucogenólisis y la gluconeogénesis. la gluconeogénesis.

162

BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

TEST DE AUTOEVALUACIÓN Instrucciones: cada una de las preguntas o afirmaciones incompletas numeradas de este apar ta-  do va seguida de la respuesta o de la finalización de la afirmación. Seleccione la  respuesta o la finalización de la frase correctas en cada caso. 1. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones define mejor la regulación de la actividad del complejo piruvato deshidrogenasa (PDH)? (A) Se produce por fosforilación a una forma más activa. (B) Es estimulada directamente por el adenosinmonofosfato cíclico (AMPc). (C) La forma activa sintetiza oxalacetato. (D) Dicha actividad es estimulada por el adenosintrifosfato (ATP), el NADH y la acetil-CoA. (E) Está inactivado por la oxidación de ácidos grasos en el hígado. 2. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor la actividad de la fosfoglicerato cinasa? (A) Es dependiente del NAD+. (B) Proporciona ATP por fosforilación oxidativa en las mitocondrias. (C) Puede intervenir en la gluconeogénesis y la glucólisis. (D) Consume ATP durante la glucólisis. (E) Utiliza 2-fosfoglicerato como sustrato. 3. ¿Cuál de los siguientes es uno de los principales precursores de la gluconeogénesis? (A) (B) (C) (D) (E)

Glucógeno Glicerol Glucagón Galactosa Glucosa 1-fosfato.

4. Tras la unión de la adrenalina a sus receptores hepatocíticos, se suceden una serie de acontecimientos, incluido ¿cuál de los siguientes? (A) Reducción de las concentraciones intracelulares de AMPc (B) Activación de fosforilasa (C) Inhibición de la forma activa de glucógeno sintasa (D) Inhibición de la adenilato ciclasa (E) Inhibición de la proteincinasa 5. Un cociente insulina/glucagón elevado puede:

(A) Promover la gluconeogénesis. (B) Promover la glucogenólisis. (C) Promover el almacenamiento de triacilglicérido. (D) Aparecer en la diabetes mellitus tipo 1. (E) Aparecer en estado de ayuno. 6. La conversión de piruvato a fructosa 1,6-bisfosfato por la vía glucogénica requiere, ¿cuál de los siguientes compuestos? (A) (B) (C) (D) (E)

Requiere lactato deshidrogenasa. Requiere hexocinasa. Produce 2 ATP + 2 guanosintrifosfato (GTP). Requiere 4 ATP + 2 GTP. No se requiere acetil-CoA para activar la vía.

7. ¿Cuál de las siguientes enzimas glucolíticas interviene en la gluconeogénesis? (A) (B) (C) (D) (E)

Glucocinasa Fosfofructocinasa 1 Piruvato cinasa Aldolasa B Fosfoglicerato cinasa

8. En la conversión de piruvato a glucosa durante la gluconeogénesis: (A) Se requiere biotina. (B) Aparece CO2, que se incorpora a una de las reacciones, en el producto final. (C) La energía sólo se usa en forma de GTP. (D) Todas las reacciones se producen en el citosol. (E) La piruvato deshidrogenasa es la enzima alostérica participante. 9. ¿Cuál de los siguientes es un producto intermedio común en la conversión de glicerol y lactato a glucosa? (A) (B) (C) (D) (E)

Piruvato Oxalacetato Malato Glucosa 6-fosfato Fosfoenolpiruvato

BIOMOLÉCULAS: BLOQUES CONSTRUCTORES DE VIDA

10. En el caso de un individuo en reposo que ha ayunado durante 12 h, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es cierta? (A) La gluconeogénesis es el principal proceso por el que se mantiene la glucemia. (B) La adenilato ciclasa es inactivada en el hígado. (C) Se produce la depleción de los depósitos de glucógeno. (D) Fosforilasa, piruvato cinasa y glucógeno sintetasa son fosforiladas en el hígado. (E) La glucógeno sintasa se activa en el hígado. 11. Un culturista de 32 años ha decidido seguir una dieta consistente sólo en claras de huevo para asegurar la disponibilidad óptima de proteína para el desarrollo muscular. Tras unas semanas, nota una disminución de la energía y se observa que presenta hipoglucemia. Un nutricionista le comenta al paciente que probablemente presente una deficiencia de la vitamina biotina. ¿Cuál de las siguientes enzimas es incapaz de catalizar la reacción que le corresponde en la síntesis de glucosa a partir de piruvato? (A) (B) (C) (D) (E)

Piruvato carboxilasa Fosfoenolpiruvato carboxicinasa (PEPCK) Fructosa 1,6-bisfosfatasa Glucosa 6-fosfatasa Fosfoglicerato cinasa

12. Un niño de 8 años presenta frecuentes episodios de debilidad acompañados de sudoración y sensación de vértigo. La exploración física demuestra un aumento palpable del tamaño de hígado y riñones. Los análisis de laboratorio demuestran hipoglucemia e hiperlactacidemia. Al paciente se le diagnostica una deficiencia de la enzima glucosa 6-fosfatasa, que normalmente sólo se expresa en: (A) (B) (C) (D) (E)

Hígado y músculo Hígado y cerebro Hígado y riñón Eritrocitos Hígado y tejido adiposo

13. Una estudiante de 14 años, extremadamente preocupada por su imagen, ha estado todo un día sin comer. Tiene la esperanza de poder ponerse un vestido que ha comprado deliberadamente en una talla menos para lucir el día del baile del instituto. ¿Cuál de los siguientes

163

órganos contribuye a la síntesis de glucosa a través de la gluconeogénesis? (A) (B) (C) (D) (E)

Bazo Eritrocitos Músculo esquelético Hígado Cerebro

14. Se observa que un neonato presenta hipoglucemia persistente, a pesar de que se han reducido los intervalos alimentarios. El niño también está irritable y presenta un grado moderado de hepatomegalia. Se observa que las concentraciones de fructosa 1,6-bisfosfatasa muscular son normales, pero existe una reducción de las concentraciones de la isoforma hepática de esta enzima. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera para la fructosa 1,6-bisfosfatasa? (A) Es inducida por la adenosina monofosfato (AMP). (B) Es inducida por la insulina. (C) Es inhibida por la fructosa 2,6-bisfosfato. (D) Es inducida por el estado posprandial. (E) Es inhibida durante el ayuno. 15. Un niño de 6 años empieza a jugar al fútbol en una liga de la comunidad. Tras jugar su primer partido del año, le llevan a su pediatra por calambres musculares graves y lo que parece ser sangre en orina. Posteriormente, se observa que presenta una deficiencia de lactato deshidrogenasa. Esta enzima es importante, ¿en cuál de las siguientes conversiones? (A) (B) (C) (D) (E)

Piruvato a acetil-CoA Piruvato a alanina Piruvato a oxalacetato Piruvato a lactato Piruvato a fosfoenolpiruvato

16. Un varón obeso de 33 años con importantes antecedentes familiares de diabetes mellitus tipo 2 está preocupado por la posibilidad de desarrollar la enfermedad. Durante una revisión, su médico de familia solicita varias pruebas de laboratorio para evaluar al paciente. ¿Cuál de los siguientes resultados implicaría un diagnóstico de diabetes mellitus? (A) (B) (C) (D)

Una única glucemia aleatoria de 190 mg/dl La presencia de un glúcido reductor en orina Una única glucemia basal de 160 mg/dl Un resultado a las 2 h en una prueba oral de tolerancia a la glucosa de 210 mg/dl (E) Una única glucemia basal de 110 mg/dl

164

BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

17. Una mujer de 56 años a la que se acaba de diagnosticar diabetes mellitus tipo 2 fracasa en un intento inicial de controlar la diabetes con medidas dietéticas exclusivamente. Consulta a su médico de familia, que inicia la administración de una sulfonilurea. ¿Cuál de los siguientes es el mecanismo de acción del fármaco? (A) Estimula la producción de GLUT-2. (B) Estimula la síntesis de nueva insulina. (C) Antagoniza los efectos de la arginina sobre las células β pancreáticas. (D) Inhibe la liberación de glucagón. (E) Estimula la liberación de insulina preformada. 18. Un varón obeso de 62 años refiere polidipsia (aumento de la sed), poliuria (aumento de la diuresis) y astenia. Una prueba de tolerancia a la glucosa confirma el diagnóstico de diabetes mellitus. Se inicia el tratamiento con metformina, que actúa ¿por cuál de los siguientes mecanismos? (A) Inhibe la gluconeogénesis hepática. (B) Incrementa las concentraciones de glucagón. (C) Incrementa la reactividad celular a la insulina circulante. (D) Estimula la liberación de insulina preformada. (E) Sustituye a la insulina endógena. 19. Una mujer de 34 años presenta obesidad central, extremidades relativamente delgadas y estrías púrpura en el abdomen. El estudio de-

muestra hipercortisolemia y una hiperglucemia de 258 mg/dl. ¿Cuál de las siguientes es la causa más probable de su hiperglucemia? (A) Un adenoma pancreático secretor de hormona adrenocorticotrópica (ACTH) y glucagones (B) Una traslación de fosfoenolpiruvato carboxicinasa potenciada por glucocorticoides (C) Un incremento de los sustratos de la gluconeogénesis por un exceso de degradación de ácidos grasos (D) Una inhibición por cortisol de la secreción de insulina (E) Un exceso de consumo de carbohidratos procesados 20. Se está estudiando el caso de un niño de 4 meses que presenta convulsiones, retraso psicomotor e hipotonía. Las exploraciones demuestran concentraciones elevadas de lactato, alanina, piruvato y cetoácidos. A partir de la presentación clínica, se determina la actividad de la piruvato carboxilasa a partir de los fibroblastos de una biopsia cutánea, y se observa una reducción sustancial. Esta enzima normalmente actúa en la síntesis directa de ¿cuál de las siguientes moléculas? (A) (B) (C) (D) (E)

Piruvato Oxalacetato Malato Acetil-CoA α-cetoglutarato

BIOMOLÉCULAS: BLOQUES CONSTRUCTORES DE VIDA

165

RESPUESTAS RAZONADAS 1-E. Uno de los mecanismos de regulación de la actividad de la piruvato deshidrogenasa (PDH) actúa a través de la oxidación de los ácidos grasos en el hígado, que produce acetil-CoA, NADH y adenosintrifosfato (ATP), e inactiva el complejo (opción D). La forma activa produce acetil-CoA. El oxalacetato está producido por la piruvato carboxilasa. La fosforilación inactiva la piruvato deshidrogenasa, así como el adenosinmonofosfato cíclico (AMPc). 2-C. La fosfoglicerato cinasa es una de las enzimas que participan tanto en la gluconeogénesis como en la glucólisis. La reacción no es una deshidrogenación y no proporciona ATP (requiere 1 ATP en la gluconeogénesis). El sustrato es el 3-fosfoglicerato. 3-B. Uno de los principales precursores de la gluconeogénesis es el glicerol, que forma dihidroxiacetona fosfato (DHAP). El glucógeno está destinado al almacenamiento de glucosa y no es un precursor de la gluconeogénesis. El glucagón es una hormona que regula la glucemia. Ni el disacárido galactosa ni la glucosa 1-fosfato son precursores principales de la gluconeogénesis. 4-B. La adrenalina es una hormona que activa la fosforilasa y aumenta la producción de AMPc. La adrenalina estimula el catabolismo del glucógeno inhibiendo la actividad de la glucógeno sintasa, y además activa la adenilciclasa y la proteincinasa. 5-C. Un cociente insulina:glucagón alto indica síntesis de triacilgliceroles. La gluconeogénesis y la glucogenólisis, así como el ayuno, reducen los niveles de insulina y aumentan los glucagones. La diabetes mellitus tipo 1 causa una reducción de la captación de glucosa por las células (por una insulinemia baja y una glucagonemia alta). 6-D. Puesto que se requieren 2 moles de piruvato para formar 1 mol de fructosa 1,6-bisfosfato, la síntesis requiere 6 moles de fósforo de alta energía en forma de 4 ATP y 2 guanosintrifosfato (GTP). La vía glucogénica no requiere de la acción de la hexocinasa ni de la lactato deshidrogenasa, pero requiere la presencia de acetil-CoA. 7-D. Durante la gluconeogénesis, las enzimas glucocinasa, fosfofructocinasa 1 y piruvato cinasa no están activas y, por tanto, no se producen ciclos fútiles. La aldolasa B, la isoenzima hepática, actúa tanto en la glucólisis como en la gluconeogénesis. La fosfoglicerato cinasa está presente sólo en la gluconeogénesis. 8-A. En la mitocondria, el CO2 se incorpora al piruvato para formar oxalacetato. La enzima que interviene es la piruvato carboxilasa, que requiere biotina y ATP. El oxalacetato sale de la mitocondria en forma de malato o aspartato y es regenerado en el citosol. El oxalacetato es convertido a fosfoenolpiruvato en una reacción que consume GTP y libera el CO2 incorporado en la mitocondria. El resto de las reacciones se producen en el citosol. La pir uvato deshidrogensa está inactiva; el piruvato no se convierte en acetil-CoA. 9-D. El único producto intermedio que el glicerol tiene en común con el lactato, de las opciones propuestas, es la glucosa 6-fosfato. El glicerol entra en la gluconeogénesis como dihidroxiacetona fosfato (DHAP). Por tanto, «puentean» o «bypasean» el resto de compuestos.

166

BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

10-D. Tras 12 h de ayuno, los depósitos de glucógeno hepático aún son importantes. La glucogenólisis es estimulada por el glucagón, que activa la adenilato ciclasa. El AMPc activa la proteincinasa A, que fosforila la fosforilasa cinasa, la piruvato cinasa y la glucógeno sintasa. Como resultado, se activa la fosforilasa y se inactivan la glucógeno sintasa y la piruvato cinasa. La gluconeogénesis no pasa a ser el principal proceso de mantenimiento de la glucemia hasta que han transcurrido de 18 a 20 h de ayuno. Tras unas 30 h, se produce la depleción del glucógeno hepático. 11-A. La piruvato carboxilasa requiere la presencia de un cofactor, la biotina, para catalizar la carboxilación irreversible de piruvato a oxalacetato. Aunque la conversión de oxalacetato a fosfoenolpiruvato también es irreversible y requiere energía en forma de GTP, la enzima catalizadora de esta etapa, la fosfoenolpiruvato carboxicinasa (PEPCK), no requiere ningún cofactor. Como sucede con la piruvato carboxilasa y la fosfoenolpiruvato carboxicinasa, la fructosa 1,6-bisfosfatasa y la glucosa 6-fosfatasa se utilizan para «bypasear» las fases irreversibles de la glucólisis. La fosfoglicerato cinasa es la única enzima, además de las dos primeras de la vía de la gluconeogénesis, que usa ATP. 12-C. La glucogenosis tipo 1, la enfermedad de von Gierke, es una deficiencia de glucosa 6-fosfatasa. Esta deficiencia bloquea la liberación de glucosa de los depósitos de glucógeno y también bloquea la síntesis de glucosa en la última etapa de la gluconeogénesis. Por tanto, la glucosa sólo está disponible a partir de la dieta, y esto causa una hipoglucemia grave durante el ayuno. Aunque el músculo es el principal depósito de glucógeno, la glucosa 6-fosfato es convertida a glucosa en el hígado antes de que el músculo pueda utilizarla como fuente de energía. El cerebro y los eritrocitos dependen de la glucosa como fuente de energía, mientras que el tejido adiposo utiliza ácidos grasos, que entran en el ciclo de Krebs, como principal fuente de energía. 13-D. Los dos órganos que traducen las enzimas necesarias para la gluconeogénesis son el hígado y los riñones. Aunque los riñones sólo proporcionan el 10 % de la glucosa de nueva formación, su participación se vuelve de gran importancia durante la inanición. Los eritrocitos maduros carecen de núcleo y, por tanto, son incapaces de transcribir el ARN mensajero (ARNm) necesario para traducir y sintetizar las enzimas necesarias para la gluconeogénesis. El músculo esquelético y el cerebro también carecen de la capacidad para transcribir y traducir las enzimas de la gluconeogénesis y dependen de la glucosa proporcionada por la dieta, de la gluconeogénesis y de la glucogenólisis para sus requerimientos energéticos. 14-C. La fructosa 1,6-bisfosfatasa constituye una importante fase reguladora en la gluconeogénesis. Es inhibida por la fructosa 2,6-bisfosfato y por el adenosinmonofosfato (AMP). Además, es inducida durante el estado de ayuno, pero no durante el estado posprandial. La insulina no tiene un efecto directo sobre esta enzima reguladora de importancia crítica. 15-D. El lactato se forma a partir del piruvato gracias a la lactato deshidrogenasa. El piruvato desempeña una función crítica en el metabolismo, porque se encuentra en la encrucijada de varias vías. El piruvato puede convertirse en acetil-CoA para entrar en la vía del metabolismo lipídico. La conversión de piruvato a alanina por la acción de la alanina aminotransferasa hace converger el metabolismo de la glucosa y el de los aminoácidos. La conversión de piruvato a oxalacetato por la piruvato carboxilasa permite la interconversión entre el metabolismo de la glucosa y el ciclo de los ácidos tricarboxílicos (CAT). Finalmente, la conversión de piruvato a fosfoenolpiruvato para la gluconeogénesis consta de dos etapas: la reacción anterior, para producir oxalacetato, y una etapa adicional para convertir oxalacetato a fosfoenolpiruvato, mediada por la fosfoenolpiruvato carboxicinasa.

BIOMOLÉCULAS: BLOQUES CONSTRUCTORES DE VIDA

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16-D. De todos los valores de las pruebas de laboratorio, el único que per mite diagnosticar una diabetes mellitus en un único episodio/medida de 200 mg/dl en la prueba oral de tolerancia a la glucosa a las 2 h. Una única medida aleatoria de glucosa superior a 200 mg/dl, con síntomas de diabetes mellitus, confirmaría el diagnóstico. En cuanto a la glucemia basal, deben observarse glucemias superiores a 126 mg/dl al menos en dos ocasiones diferentes. Dos glucemias basales de entre 100 mg/dl y 125 mg/dl indican una alteración de la tolerancia a la glucosa o prediabetes mellitus. La presencia de un glúcido reductor en la orina no basta, porque los pacientes con fr uctosuria benigna darían positivo y no serían necesariamente diabéticos. 17-E. Las sulfonilureas estimulan la liberación de la insulina preformada a partir de los islotes pancreáticos y han tenido su importancia en el tratamiento de la diabetes mellitus. Las sulfonilureas tienen la misma acción como en la respuesta a la arginina, en la que se libera insulina preformada. Ni las sulfonilureas ni la arginina son capaces de estimular la producción de nueva insulina. Ninguno de los agentes enumerados inhibe directamente el glucagón. La producción de GLUT-2 es independiente de insulina y el tratamiento con sulfonilurea no la modificaría. 18-A. La metformina, una biguanida, es beneficiosa en el tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2 porque inhibe la gluconeogénesis hepática, que frecuentemente está aumentada en pacientes con diabetes mellitus tipo 2. Ningún agente conocido para el tratamiento de la diabetes mellitus afecta directamente al glucagón. Las tiazolidinadionas se emplean para el tratamiento de la diabetes mellitus porque incrementan la reactividad celular a la insulina. Las sulfonilureas estimulan la liberación de insulina preformada. Ninguno de estos agentes sustituye completamente los requerimientos de insulina exógena en pacientes con diabetes mellitus insulinodependiente. 19-B. El síndrome de Cushing causa un incremento de los glucocorticoides circulantes, principalmente cortisol. Los glucocorticoides se unen a receptores proteicos citosólicos que atraviesan la cubierta nuclear, se unen a secuencias específicas del gen PEPCK e inducen un aumento de su expresión. El ARN de PEPCK se traduce en la proteína PEPCK en el citosol. El incremento de la concentración de proteína PEPCK cataliza la formación de fosfoenolpiruvato a partir de oxalacetato, que es una etapa iniciadora previa a la gluconeogénesis; el resultado es una hiperglucemia. Habitualmente, los tumores pancreáticos producen insulina o glucagón. Se han descrito casos de tumores pancreáticos secretores de ACTH, aunque es mucho más improbable que se trate de otra forma de síndrome de Cushing, como indican los signos y síntomas del paciente. La degradación de ácidos grasos produce principalmente 2 unidades de carbono, que «bypasean» la gluco-neogénesis y entran en el CAT. El cortisol estimula la secreción de insulina, aunque paradójicamente, reduce la sensibilidad tisular a la hormona. Un consumo excesivo de carbohidratos causaría hipoglucemia, no hiperglucemia. 20-B. La piruvato carboxilasa convier te el piruvato en oxalacetato, que puede entrar en el ciclo de Krebs (o CAT) o en la vía de la gluconeogénesis, según las necesidades energéticas. En estado posprandial, está activa la gluconeogénesis en el hígado, y se desvía el oxalacetato hacia la formación de glucosa (por la vía del fosfoenolpiruvato). Cuando las necesidades energéticas son altas, se produce acetil-CoA, por ejemplo, a partir de la b-oxidación de los ácidos grasos. En estas condiciones, el oxalacetato se condensa con la acetil-CoA para entrar en el ciclo de Krebs y después en la fosforilación oxidativa. Finalmente, si el piruvato es catalizado por la piruvato deshidrogenasa para formar acetil-CoA (que entra en el CAT) se sintetizará tanto α-cetoglutarato como malato.

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BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

TEST FINAL 1.  Un

hombre de 40 años presenta sensación de «quemazón» en la parte superior-central del abdomen. Esta sensación aparece después de la ingesta de comidas picantes. Se le prescribe un fármaco inhibidor de la bomba de protones, que evita la producción de ácido clorhídrico (HCl) en le estómago. HCl: (A) (B) (C) (D) (E)

Es un ácido fuerte. Es un ácido débil. Se disocia hasta cierto punto. Tiene un pH de 7. Acepta protones.

2.  Una

mujer de 30 años presenta fiebre, una infección grave y presión arterial baja. Se descubre que tiene una concentración sérica elevada de ácido láctico, lo que causa acidosis metabólica. Su cuerpo intenta contrarrestar esta acidosis metabólica utilizando uno de los tampones principales de la sangre, que es: (A) (B) (C) (D) (E)

Bicarbonato Agua Ácido sulfúrico Ácido fosfórico Ácido clorhídrico

3.  Un

chico de 12 años con asma presenta respiración sibilante y dificultades al respirar. Se le administra un fármaco antiasmático que contiene enantiómeros R- y S-. Los enantiómeros son compuestos que: (A) Difieren en la posición del grupo hidroxilo sólo en un carbono asimétrico. (B) Difieren en la posición del grupo hidroxilo en uno o más carbonos asimétricos. (C) Son imágenes especulares. (D) Son epímeros. (E) Tienen diferentes fórmulas químicas. 4.   Una

mujer de 20 años presenta sensación de hormigueo en el labio superior. Su médico le diagnostica infección por el virus del herpes simple 1 con inflamación. Para crecer y funcionar adecuadamente, el virus requiere un aminoácido cargado positivamente, como: (A) Glicina (B) Prolina

(C) Arginina (D) Aspartato (E) Glutamato 5.  Un

niño de 5 años presenta tos y producción abundante de esputos. Ya ha tenido infecciones bacterianas frecuentes en los pulmones con los mismos síntomas y se le diagnostica fibrosis quística. Esta enfermedad se hereda de la anterior generación a través del: (A) (B) (C) (D) (E)

ADN ARN Proteínas Fenilalanina Hidratos de carbono

6.  Un

hombre de 75 años presenta pérdida progresiva de memoria y demencia. Se le diagnostica la enfermedad de Alzheimer, una afección asociada a la formación de múltiples placas de amiloide en el cerebro. Estas placas son depósitos de proteínas compuestas por hojas β. ¿Cuál de las siguientes descripciones corresponde a las hojas  β? (A) (B) (C) (D) (E)

Estructura primaria Estructura secundaria Superestructura secundaria Estructura terciaria Estructura cuaternaria

7.  Un

hombre de 50 años presenta movimientos de tipo «danza» en los brazos y demencia progresiva. No puede controlar los movimientos de los brazos. Declara que sabe que tiene la enfermedad de Huntington porque su madre tiene la misma enfermedad. Esta enfermedad es causada por el plegamiento anormal de las proteínas. ¿Cuál de las siguientes moléculas media en el apropiado plegamiento de las proteínas? (A) (B) (C) (D) (E)

ATP Cierres de leucina Dedos de zinc Factores de transcripción Chaperonas

8.  Un

hombre de 81 años presenta pérdida de peso, tos implacable y fatiga. Ha fumado du-

TEST FINAL

rante los últimos 50 años. Una radiografía de tórax muestra un nódulo pulmonar. La biopsia del nódulo muestra células cancerosas. Se le administra un fármaco que inhibe la modificación postraducción de proteínas. ¿Cuál de las siguientes es una modificación postraducción? (A) (B) (C) (D) (E)

Desnaturalización Renaturalización Plegamiento Fosforilación Unión a ADN

9.  Un

hombre de 70 años presenta dolor de espalda, fatiga e infecciones frecuentes en el tracto urinario. Se le diagnostica un mieloma múltiple, un cáncer de células sanguíneas, y se le se le administra un fármaco que inhibe el complejo endopeptidásico multicatalítico (proteasoma). El proteasoma: (A) Media la unión de la ubiquitina a proteínas. (B) Media en el plegamiento inadecuado o erróneo de proteínas. (C) Degrada las proteínas intracelulares en péptidos. (D) Digiere las proteínas extracelulares. (E) Inhibe las proteasas. Una mujer de 80 años presenta encías sangrantes y pequeños edemas maleolares sangrantes. Se descubre que tiene una deficiencia grave de vitamina C debida a la falta de ingesta en la dieta. En la deficiencia de vitamina C, los pacientes tienen problemas de sangrado porque el tejido conectivo que rodea los vasos sanguíneos se compone de colágeno, y en estos casos éste se forma de forma inadecuada. En la síntesis de colágeno, se requiere O2   y vitamina C para: 10.

(A) Adición de residuos de glicina (B) Hidroxilación de prolina y residuos de lisina (C) Disociación de la secuencia señal de preprocolágeno (D) Formación de la triple hélice de procolágeno (E) Adición de glucosa y galactosa 11.  Un

hombre de 55 años presenta dificultades respiratorias e hinchazón maleolar. Se descubre que tiene insuficiencia cardíaca y, como resultado, la sangre vuelve a sus pulmones y le dificulta la respiración. Se le administra un fármaco que inhibe la enzima conversora de la an-

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giotensina (ECA). Al inhibir esta enzima, ¿qué cambiará en la reacción que cataliza? (A) (B) (C) (D) (E)

Energía de activación Cambio de energía libre neta Equilibrio de la concentración de sustrato Equilibrio de concentración de producto Termodinámica

12.   Una

mujer de 37 años presenta dificultades para abrir los párpados, así como para levantarse de su posición cuando está sentada. Se le diagnostica una miastenia grave, una enfermedad que no permite la neurotransmisión adecuada mediante acetilcolina en los músculos. Se le prescribe fisostigmina, un inhibidor competitivo de la acetilcolinesterasa, que incrementa la cantidad de acetilcolina disponible. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es verdad en relación con los inhibidores competitivos? (A) (B) (C) (D) (E)

Inactivan la enzima. La Vmáx permanece sin cambios. La K m aparente disminuye. Son distintos del sustrato. Se unen covalentemente a la enzima.

Un hombre de 50 años ha tenido múltiples ataques de dolor, inflamación y enrojecimiento del dedo gordo del pie. Se le diagnostica gota, una enfermedad en la cual se depositan cristales de ácido úrico en las articulaciones y que causa un gran dolor. La xantina oxidasa convierte la hipoxantina en ácido úrico. Para disminuir la concentración sérica de ácido úrico, al paciente se le prescribe alopurinol, un inhibidor competitivo que: 13.

(A) Tiene una estructura similar a la de la xantina oxidasa. (B) Se une a la hipoxantina y evita que se ésta una a la xantina oxidasa. (C) Se une a un lugar de la xantina oxidasa que no es el sitio activo. (D) Inactiva la xantina oxidasa. (E) Su actividad puede invertirse incrementando la concentración de hipoxantina. Un hombre de 30 años está deprimido y se suicida ingiriendo sales de cianuro. El cianuro es un inhibidor no competitivo de la citocromo c oxidasa. Los inhibidores no competitivos inducen la disminución de la Vmáx porque: 14.

(A) El sustrato experimenta un cambio de conformación.

434

BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

(B) La actividad de la enzima disminuye. (C) La enzima es inactivada. (D) El sitio activo de la enzima está ocupado por un inhibidor. (E) La cantidad de sustrato disminuye. mujer de 35 años presenta fatiga crónica. Se descubre que está anémica, con una concentración anormalmente baja de hemoglobina en la sangre. En la hemoglobina, la unión de O 2 a una subunidad facilita la unión del O2 a las subunidades adyacentes. Esto es un ejemplo de:

(A) (B) (C) (D) (E)

No tendrá lugar espontáneamente. Liberará energía. Está en equilibrio. Tiene lugar a una velocidad elevada. Como resultado no hay cambio neto en la concentración de sustrato.

15.  Una

(A) (B) (C) (D) (E)

Cascada enzimática Activación alostérica Retroinhibición Inhibición alostérica Cinética de Michaeles-Menten

mujer de 19 años corre en una cinta sin fin. El ejercicio incrementa su cociente respiratorio. El cociente respiratorio es:

19.  Un

hombre de 30 años presenta tumefacción maleolar y ha ganado peso. Se le diagnostica insuficiencia renal. Se le administra un fármaco que es reducido en una reacción que requiere una gran cantidad de ATP. Este fármaco, por lo tanto: (A) (B) (C) (D) (E)

Da electrones. Tiene un valor de ∆E positivo. Es un oxidante. Tiene un valor de ∆G negativo. Es reducido en un proceso energéticamente favorable.

16.  Una

(A) Más alto para las grasas que para los hidratos de carbono (B) Más alto para las proteínas que para los hidratos de carbono (C) El cociente entre CO2  producido y O2  utilizado (D) Se incrementa en caso de ejercicio para el metabolismo de las grasas (E) Más alto para un músculo en reposo que en situación de ejercicio

Una mujer de 45 años presenta palpitaciones y vértigo. Se le diagnostica un ritmo cardíaco anormalmente rápido. Se le administra adenosina, una sustancia que puede bloquear los impulsos eléctricos en el corazón. La adenosina: 20.

(A) (B) (C) (D) (E)

Es un nucleótido. Contiene adenina y ribosa. Puede transferir grupos fosfato. La hidrólisis tiene un ∆G de −7,3 kcal/mol. Contiene un grupo fosfato esterificado al 5′-hidroxilo de su glúcido.

17.  Un

hombre de 25 años es intubado en la unidad de cuidados intensivos. Se le está tratando una infección masiva. Se le suministran proteínas a través de un tubo gástrico, proteínas que son degradadas a aminoácidos. La situación en que su ingesta de nitrógeno excede su excreción de nitrógeno se denomina, de forma más precisa:

21.  Un

(A) (B) (C) (D) (E)

(A) (B) (C) (D) (E)

Equilibrio negativo de nitrógeno Equilibrio positivo de nitrógeno Equilibrio de nitrógeno Biosíntesis Un estado anabólico

Un hombre de 20 años sufre dolor de cabeza. Toma un analgésico para este dolor, fármaco que es metabolizado en dos productos. Para esta reacción bioquímica, el ∆G tiene un valor ampliamente positivo, que significa que la reacción: 18.

hombre asiático de 30 años presenta hinchazón, calambres abdominales y diarrea. Declara que desarrolla estos síntomas cuando bebe leche o come productos lácteos. Se le diagnostica intolerancia a la lactosa, una afectación bastante frecuente en que la lactosa no se digiere normalmente y se acumula en el intestino. La lactasa convierte la lactosa en: Dos residuos de glucosa Glucosa y fructosa Glucosa y galactosa Fructosa y galactosa Sacarosa y maltosa

Una mujer de 50 años presenta dolor abdominal superior grave. Las concentraciones de amilasa y lipasa séricas son anormalmente elevadas, y se le diagnostica pancreatitis. Qué enlaces entre los residuos de glucosa rompe la amilasa? 22.

TEST FINAL

(A) (B) (C) (D) (E)

α-1,4 α-1,6 β-1,4 α-1 a  β -2 α-4,6

Una mujer de 40 años presenta hinchazón, molestias abdominales y diarrea. Declara que sus heces flotan en la taza del baño. Se descubre que sufre esteatorrea, que es un exceso de lípidos en las heces debido a una malabsorción de éstos. En la digestión de lípidos, ¿cuál de las moléculas siguientes digiere triacilgliceroles a 2-monoacilgliceroles y ácidos grasos libres? 23.

(A) (B) (C) (D) (E)

Sales biliares Amilasa pancreática Lipasa pancreática Micelas Bicarbonato

24.  Un

hombre de 35 años ha estado siguiendo la dieta Atkins y ha estado ingiriendo una gran cantidad de proteínas. En el intestino delgado, ¿cuál de las siguientes enzimas es responsable de la escisión de los enlaces peptídicos proteicos en que el grupo carboxilo es aportado por la arginina o la lisina? (A) (B) (C) (D) (E)

Tripsina Quimotripsina Carboxipeptidasa A Carboxipeptidasa B Aminopeptidasas

Una mujer de 45 años presenta sensación de quemazón en el abdomen superior y el pecho. Se le diagnostica una enfermedad por reflu jo gastroesofágico, una situación en que los contenidos del estómago causan lesiones en el esófago. ¿Cuál de las siguientes moléculas es responsable de los síntomas de esta paciente? 25.

(A) (B) (C) (D) (E)

Ácido clorhídrico Pepsinógeno Endopeptidasas Exopeptidasas Enteropeptidasa

Un hombre de 50 años presenta dolor muscular grave y orina oscura. Se descubre que presenta rabdomiólisis (destrucción de células musculares) debido a una deficiencia de aldolasa. La aldolasa es una enzima de la glucólisis que rompe el 1,6-bisfosfonato en triosas fosfato, y cuya deficiencia inhibe la glucólisis en las 26.

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células musculares. En la glucólisis, ¿cuáles son el sustrato inicial y el producto final? (A) (B) (C) (D) (E)

Glucosa a piruvato Piruvato a lactato Glucosa a acetil-CoA Piruvato a acetil-CoA Piruvato a glucosa

27.  Un

hombre de 40 años se presenta en urgencias después de ser golpeado por un coche. Presenta hemorragia interna grave y se le realiza una transfusión de sangre con múltiples unidades de glóbulos rojos para reemplazar la sangre que ha perdido. Para que la hemoglobina libere oxígeno a los tejidos, ¿cuál de los siguientes compuestos se forma en los glóbulos rojos? (A) (B) (C) (D) (E)

1,3-Bisfosfoglicerato 2,3-Bisfosfoglicerato Dihidroxiacetona fosfato Gliceraldehído 3-fosfato Fosfoenolpiruvato

Un hombre de 65 años llega a la unidad de cuidados intensivos con fiebre, confusión, hipotensión y disminución de la producción de orina. Se descubre que presenta sepsis (un estado infección sistémica grave), y acidemia sérica, con una concentración de lactato muy alta, de 6,0 mmol/l. Cuando el piruvato es convertido en lactato, ¿cuál de las siguientes moléculas es producida? 28.

(A) (B) (C) (D) (E)

NADH NAD+ CO2 H2O Acetil-CoA

Una mujer de 55 años mentalmente enferma rechaza la comida durante 2 semanas por miedo a ser envenenada. Se la traslada al hospital para suministrarle una solución de glucosa por vía intravenosa. Cuando la glucosa entra en la glucólisis es convertida en glucosa 6-fosfato por la hexocinasa. La hexocinasa tiene una baja K m por la glucosa (aprox. 0,1 mM). ¿Cuál de las siguientes es una característica de la hexocinasa? 29.

(A) Es inducida sólo cuando las concentraciones de insulina son altas. (B) Es inhibida por altas concentraciones de glucosa.

436

BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

(C) Su actividad se acelera si las concentraciones de glucosa 6-fosfato son altas. (D) Trabaja a una tasa elevada, incluso a concentraciones sanguíneas de glucosa propias del ayuno. (E) Sólo se encuentra en el hígado. 30.  Un

niño ingresa en urgencias después de haberse tragado un juguete. A su llegada, el niño presenta flaccidez, la piel azulada, y no respira. Incluso en ausencia de oxígeno, la glucólisis proporciona ATP a los tejidos. ¿Cuál es la producción neta de ATP en una vuelta del ciclo de la glucólisis? (A) (B) (C) (D) (E)

2 ATP 4 ATP 6 ATP 24 ATP 36 ATP

Una mujer de 35 años presenta fatiga, respiración difícil y pérdida de energía. Ha estado siguiendo una dieta equilibrada y durmiendo bien. Un análisis de sangre muestra que está anémica (bajo recuento de eritrocitos). En los eritrocitos, el ATP se genera en la glucólisis, pero no en el CAT, porque éste último tiene lugar en: 31.

(A) (B) (C) (D) (E)

Lisosomas Citosol Membrana plasmática Aparato de Golgi Mitocondrias

para evitar que se formen otras piedras en el futuro. En el ciclo CAT, el citrato es isomerizado a isocitrato. A continuación, el isocitrato es oxidado a  α-cetoglutarato por una isocitrato deshidrogenasa, una enzima reguladora clave del CAT. ¿Cuál de las siguientes moléculas inhibirá con mayor probabilidad la isocitrato deshidrogenasa? (A) (B) (C) (D) (E)

ADP Acetil-CoA CoASH NADH FAD+

Un hombre sin techo de 45 años llega a urgencias después de ser encontrado inconsciente. Tiene una concentración sérica alta de cuerpos cetónicos, lo que indica que ha estado pasando hambre. En situación de inanición, el oxalacetato se utiliza para sintetizar glucosa y por lo tanto no está disponible para condensarse con la acetil-CoA y formar citrato, que iniciaría el CAT. La acetil-CoA es desviada, pues, del ciclo CAT para formar cuerpos cetónicos. Si 1 mol de oxalacetato estuviera disponible para condensarse con 1 mol de acetil-CoA para el CAT, ¿cuántos moles de ATP se producirían? 34.

(A) (B) (C) (D) (E)

2 12 24 36 38

Un hombre alcohólico de 50 años presenta dolor, parálisis, hormigueo y debilidad en los pies. Se le diagnostica una deficiencia de tiamina y, con la reposición de esta vitamina, sus síntomas desaparecen. La tiamina y el ATP forman tiamina pirofosfato, un cofactor importante para las enzimas que catalizan las descarboxilaciones oxidativas del CAT (descarboxilación de α-cetoácidos), como: 35.

32.  Un

niño presenta letargia grave, alimentación escasa y taquipnea (respiración rápida). Se descubre que presenta deficiencia de piruvato deshidrogenasa. El complejo piruvato deshidrogenasa es inhibido por el aumento de la concentración de su producto, el cual induce la fosforilación del complejo enzimático. ¿Cuál de las siguientes moléculas es más probable que induzca la fosforilación? (A) (B) (C) (D) (E)

Acetil-CoA CoASH NAD+ Piruvato Glucosa

(A) (B) (C) (D) (E)

hombre de 40 años presenta un dolor atroz en su costado derecho, dolor que irradia hacia su testículo derecho. Se descubre que tiene una piedra en el riñón y se le receta citrato

Citrato sintasa Isocitrato deshidrogenasa Fumarasa Malato deshidrogenasa

Un estudiante de 18 años llega a urgencias inconsciente, con una concentración sérica de alcohol elevada. El metabolismo del alcohol pude producir altas concentraciones de NADH. Cuando el NADH entra en la cadena de transpor36.

33.   Un

α-cetoglutarato deshidrogenasa

TEST FINAL

437

te de electrones, ¿cuál de las siguientes secuencias de transferencia de electrones es la correcta?

inducir mutagénesis y contribuir al inicio del cáncer. ¿Cuál de las siguientes es la fuente principal de superóxido en las células?

(A) (B) (C) (D) (E)

O2 O2 O2 O2 O2

(A) (B) (C) (D) (E)

mujer de 40 años presenta hipertensión grave, con una presión arterial de 250/150 mm Hg (normal, 120/80 mm Hg). Se le empieza a administrar un goteo de nitroprusiato sódico para disminuir su presión arterial. Por error, la tasa de infusión de nitroprusiato sódico establecida es demasiado rápida, y el paciente muestra agitación y vértigo, y empieza a tener convulsiones. El nitroprusiato sódico es metabolizado en varias sustancias, incluyendo el cianuro. El cianuro inhibe la respiración celular en combinación con:

40.

NADH, NADH, NADH, NADH, NADH,

coenzima Q, citocromo c, FMN, citocromo c, coenzima Q, FMN, FMN, coenzima Q, citocromo c, FMN, citocromo c, coenzima Q, coenzima Q, FMN, citocromo c,

37.  Una

(A) (B) (C) (D) (E)

El complejo NADH deshidrogenasa O2 Citocromo oxidasa F 0-F 1 ATPasa El cotransporte ATP-ADP

38.  A

un hombre de 25 años se le administra un anestésico para una cirugía de rutina. Su temperatura llega a los 40,5 °C, está empapado en sudor y se le coloca una manta de enfriamiento en un esfuerzo por hacer descender su temperatura corporal. Se le diagnostica hipertermia maligna, que es una reacción que algunos individuos pueden presentar a algunos anestésicos. ¿Cuál de las siguientes etiologías es la más probable de la excesiva generación de calor? (A) Excesiva actividad de la F 0-F 1 ATPasa (B) Desacoplamiento de la fosforilación oxidativa del transporte de electrones (C) Oxidación de NADH con fosforilación del ADP para formar ATP (D) Cese del cotransporte ATP-ADP (E) Generación no controlada de especies reactivas de oxígeno 39.   Un

fumador de 70 años presenta pérdida de peso, sangre en el esputo y fatiga. Las técnicas de imagen muestran la presencia de un nódulo pulmonar que es diagnosticado como cáncer a par tir de la biopsia. Se ha especulado con que las especies reactivas de oxígeno pueden

Complejo NADH deshidrogenasa FMN Coenzima Q Citocromo b Citocromo c

Una niña de 3 años presenta fatiga y piel y ojos amarillentos. Se determina que está anémica (recuento de eritrocitos anormalmente bajo) y se le diagnostica deficiencia de piruvato cinasa. Esta enfermedad es la enzimopatía más habitual de la glucólisis, y tiene como resultado la producción deficiente de NADH. Por cada NADH que entra en la cadena de transporte de electrones y es oxidado, ¿cuántos ATP se producen? (A) (B) (C) (D) (E)

1 2 3 4 5

41.  Poco

después de nacer, un niño presenta temblores, irritabilidad y convulsiones. Su concentración de glucosa en sangre es muy baja, y se le empieza a administrar glucosa a través de una sonda nasogástrica. Se le diagnostica una enfermedad de almacenamiento de glucógeno tipo 1, que causa excesiva acumulación de glucógeno hepático y la incapacidad de liberar glucosa; el resultado es una concentración anormalmente baja de glucosa en sangre. En el glucógeno, el enlace en los puntos de ramificación es  α -1,6, y el enlace entre residuos de glucosa es: (A) (B) (C) (D) (E)

α-1,3 α-2,3 α-1,4 β-1,3 β-2,3

Un niño presenta cardiomegalia, debilidad muscular e hipoventilación. Se le diagnostica una enfermedad de almacenamiento de glucógeno tipo 2, que causa una acumulación anormal de glucógeno en el corazón y los músculos esqueléticos y respiratorios. La glucógeno sintasa es la enzima reguladora de la síntesis de glucógeno. Añade residuos de glucosa al extremo no reductor de un cebador de glucógeno de: 42.

438

(A) (B) (C) (D) (E)

BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

Glucosa 1-fosfato Glucosa 6-fosfato UDP-glucosa UTP ATP

(D) Fosfoenolpiruvato a oxalacetato (E) Fosfoenolpiruvato a fructosa 1,6-bisfosfonato

Un hombre de 30 años presenta calambres musculares intensos y dolor mientras hace ejercicio. Se encuentra que tiene una deficiencia de glucógeno fosforilasa (enfermedad de McArdle, patología de almacenamiento de glucógeno de tipo 5). La glucógeno fosforilasa degrada el glucógeno para producir:

chico de 10 años presenta calambres musculares y una orina oscura después de realizar ejercicio riguroso. Se encuentra que tiene una deficiencia de lactato deshidrogenasa. Esta enzima convierte el lactato para formar piruvato, que puede ser convertido en glucosa durante la gluconeogénesis. ¿Cuál de los siguientes es otro precursor importante de la gluconeogénesis?

(A) (B) (C) (D) (E)

(A) (B) (C) (D) (E)

43.

Glucosa Glucosa 1-fosfato Glucosa 6-fosfato UDP-glucosa Cebador de glucógeno

47.   Un

Urea Aminoácidos Ácidos grasos de cadena par ADP Acetil-CoA

44.   Un

adolescente de 15 años con diabetes de tipo 1 se desvanece después de inyectarse insulina. Se le administra glucagón y recupera rápidamente la consciencia. El glucagón induce la actividad de la enzima:

48.   Un

(A) (B) (C) (D) (E)

(A) (B) (C) (D) (E)

Glucógeno sintasa Glucógeno fosforilasa Glucocinasa Hexocinasa UDP-glucosa pirofosforilasa

45.  Un

hombre de 30 años presenta vómitos resistentes al tratamiento y ha sido incapaz de comer o beber en los últimos 3 días. Su concentración de glucosa en sangre es normal. ¿Cuál de los siguientes órganos es más importante para el mantenimiento de la glucosa en sangre? (A) (B) (C) (D) (E)

Hígado Corazón Músculo esquelético Lisosoma Bazo

46.   Una

niña de 5 años presenta debilidad muscular, hepatomegalia e hipoglucemia resistente al tratamiento. Se le diagnostica deficiencia de fosfoenolpiruvato carboxicinasa (PEPCK), una enfermedad metabólica infrecuente. ¿Cuál de las siguientes reacciones es la que cataliza la fosfoenolpiruvato carboxicinasa (PEPCK)? (A) Piruvato a fosfoenolpiruvato (B) Piruvato a oxalacetato (C) Oxalacetato a fosfoenolpiruvato

niño presenta retraso del crecimiento, tono muscular débil y letargia. Se le diagnostica una deficiencia de piruvato carboxilasa. ¿Cuál de las siguientes moléculas no puede ser producida por este niño? Piruvato Cuerpos cetónicos Oxalacetato Lactato Acetil-CoA

Un chico de 15 años presenta un aumento de la sed, el hambre, la micción, y pérdida de peso. Su concentración de glucosa en sangre en ayunas es de 400 mg/dl (normal < 110 mg/dl), y se le diagnostica diabetes mellitus de tipo 1. ¿Cómo se explica la incapacidad de este paciente para mantener una concentración normal de glucosa en sangre? 49.

(A) Disminución de la captación de glucosa por las células (B) Respuesta anómala al glucagón (C) Disminución del cociente glucagón:insulina (D) Disminución de la salida de glucosa del hígado (E) Incremento de la producción de cuerpos cetónicos Un hombre obeso de 45 años se somete a una exploración física de rutina. Lleva un estilo de vida sedentario y su dieta tiene un alto contenido en grasas. La concentración de triglicéridos (triacilgliceroles) es anormalmente elevada. Cuando el glicerol (que procede de los triacilgli50.

TEST FINAL

ceroles del tejido adiposo) es convertido en glucosa, ¿cuántos moles de fosfato de alta energía se necesitan? (A) (B) (C) (D) (E)

1 2 3 4 6

51.   Un

niño de 5 años presenta respiración acelerada, ictericia ligera (piel amarillenta) y hepatomegalia. Su madre afirma que se pone así cada vez que come fruta o azúcar de mesa. Después de someterle a varias pruebas, se le diagnostica una deficiencia de aldolasa B. ¿Cuál de las siguientes reacciones es la que cataliza esta enzima? (A) (B) (C) (D) (E)

Fructosa a fructosa 1-fosfato Fructosa 1-fosfato a DHAP y gliceraldehído Sorbitol a fructosa Glucosa a sorbitol Galactosa a galactosa 1-fosfato

Un hombre de 30 años presenta fatiga y dificultades respiratorias con el mínimo esfuerzo. Hace poco que empezó a tomar fármacos antipalúdicos como preparación de un viaje a África. El recuento de eritrocitos es anormalmente bajo. Se le diagnostica una deficiencia de glucosa 6-fosfato deshidrogenasa (G6PD). Esta enzima es importante para la producción de: 52.

(A) (B) (C) (D) (E)

NAD+ NADH NADPH FAD+ FADH

53.   Un

hombre de 20 años presenta dolor de rodillas. El dolor empezó después de sufrir un placaje jugando al futbol. Las pruebas de imagen revelan la existencia de una rotura del cartílago, una sustancia rica en glucosaminoglucanos. ¿Cuál de las siguientes características es propia de los glucosaminoglucanos? (A) (B) (C) (D) (E)

Están cargados positivamente. Se localizan en el interior de la célula. Son degradados por enzimas lisosómicas. No son comprimibles. Son compuestos deshidratados.

54.   Una

mujer de 30 años presenta vómitos abundantes de sangre de color rojo brillante. Se

439

realiza una prueba de compatibilidad sanguínea (tipificación de células sanguíneas) y se encuentra que tiene un antígeno del grupo sanguíneo A. En los antígenos de los grupos sanguíneos, los hidratos de carbono están unidos a un residuo de serina o treonina en la proteína, y esto es característico de: (A) (B) (C) (D) (E)

Glucoproteínas con enlaces N Glucoproteínas con enlaces O Dolicol fosfato UDP-glúcidos GDP-manosa

55.  

Una mujer embarazada de 30 años acude al obstetra para una visita prenatal. Es consciente de que ha ganado peso y no ha tomado ningún complejo multivitamínico. Se detecta una disminución de la actividad transcetolasa en sus eritrocitos. La transcetolasa transfiere 2 unidades de carbono de los sustratos de la vía de la pentosa fosfato. La transcetolasa requiere: (A) (B) (C) (D) (E)

Piridoxina Cobalamina Tiamina Riboflavina Folato

Un chef de 35 años experimenta con distintos aceites de cocina para dar con el sabor adecuado para su nuevo entrante. Los aceites de cocina contienen ácidos grasos como palmitato, estearato, oleato y linoleato. ¿Cuál de las siguientes moléculas reacciona con la ácido graso sintasa para proporcionar carbonos para la síntesis de ácidos grasos? 56.

(A) (B) (C) (D) (E)

Glucosa Piruvato Acetil-CoA Oxalacetato Malato

57.   Un

químico de 45 años intenta crear un nuevo fármaco que interfiere con la síntesis de ácidos grasos. Para encontrar el mejor enfoque escribe los pasos de la síntesis de ácidos grasos, que incluyen: (A) Alargamiento mediante unidades de 3 carbonos (B) Oxidación de un grupo β-ceto a un grupo β-hidroxi (C) La hidratación del grupo β-hidroxi produce un grupo enoílo.

440

BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

(D) El linoleato es liberado por el complejo ácido graso sintasa. (E) El malonil-CoA proporciona unidades de carbono que añade a un acilo graso-CoA. Un hombre de 45 años que tiene el síndrome de inmunodeficiencia humana (SIDA) ha experimentado durante el último mes diarrea abundante y acuosa, y pérdida de peso. Aunque se le trata con el fármaco adecuado, su diarrea continúa. Como no puede alimentarse correctamente por la boca, se inicia nutrición parenteral total por vía intravenosa, que le proporciona los ácidos grasos esenciales necesarios en la dieta. En el hígado, cuando dos acilos grasos-CoA reaccionan con una fracción glicerol, ¿qué se forma? 58.

(A) (B) (C) (D) (E)

Ácido fosfatídico Diacilglicerol Triacilglicerol Ácido araquidónico Glicerol 3-fosfato

59.  Una

mujer de 40 años presenta dolor en las piernas que se manifiesta al andar y se alivia con el descanso. Las pruebas de imagen revelan que el dolor es causado por una aterosclerosis difusa. Se descubre que carece de apoproteína CII  funcional. En la sangre de esta paciente, ¿cuál de las siguientes moléculas estará elevada? (A) (B) (C) (D) (E)

Triglicéridos Quilomicrones LDL HDL Colesterol

60.  Una

mujer de 45 años presenta dolor abdominal intenso y vómitos. Se le diagnostica pancreatitis, y en el estudio se descubre que la causa más probable es una concentración anormalmente elevada de triglicéridos (triacilglicerol). Aparte de las lipoproteínas de la sangre, el componente principal de los triacilgliceroles se encuentra en: (A) (B) (C) (D) (E)

Quilomicrones y LDL Quilomicrones y VLDL LDL y VLDL LDL y HDL HDL y VLDL

61.   Un

hombre de 20 años presenta ataxia intermitente (marcha anómala), parálisis de

músculos oculares y confusión. Después de un estudio extensivo se le diagnostica deficiencia de carnitina aciltransfereasa I (CATI). La reacción es catalizada por la CATI forma: (A) (B) (C) (D) (E)

Acilo graso-CoA Acil graso-carnitina Ácido graso Malonil-CoA Carnitina

62.  Un

hombre obeso de 40 años asiste a un curso de nutrición para cambiar su régimen dietético. El nutricionista explica cómo se metabolizan los ácidos grasos de cadena larga. Cuando el oleato de 18 carbonos es oxidado, ¿cuál de las siguientes moléculas es liberada como producto final? (A) (B) (C) (D) (E)

Acetil-CoA Propionil-CoA Malonil-CoA Enoil-CoA β-hidroxiacil-CoA

63.   Un

niño presenta dificultades para mover los miembros, anomalías faciales y convulsiones. Su concentración en sangre de ácidos grasos de cadena muy larga es anormalmente elevada, y se le diagnostica un síndrome de Zellweger. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es verdad sobre la oxidación de ácidos grasos de cadena muy larga? (A) (B) (C) (D) (E)

Tiene lugar en las mitocondrias. Se oxidan en el β -carbono. Produce acetil-CoA. No produce ATP. Se degradan 2 carbonos simultáneamente.

64.  Una

mujer de 25 años ingiere una comida malasia rica en aceite de palma, que tiene un alto contendido en palmitato. ¿Cuántos ATP netos se producen a partir de la oxidación del palmitato a CO2 y H2O? (A) (B) (C) (D) (E)

2 5 10 30 130

Un niño presenta letargia, sudores e irritabilidad. Ingresa en la unidad de pediatría, donde las enfermeras se dan cuenta de que, cuando el período entre comidas es demasiado prolonga65.

TEST FINAL

do, sus síntomas son más acentuados. Después de realizarle múltiples pruebas, se le diagnostica una deficiencia de la enzima que cataliza el primer paso de la β-oxidación de ácidos grasos, que es: (A) (B) (C) (D) (E)

Ácido graso sintasa Acil-CoA deshidrogenasa Enoil-CoA hidratasa L-3-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa β-cetotiolasa

Un hombre de 35 años presenta dolor en el pecho cuando hace algún esfuerzo (angina). Su concentración de colesterol es de 500 mg/dl (normal, < 200 mg/dl), y se le diagnostica una hipercolesterolemia familiar. En el hígado, ¿a partir de cuál de las siguientes moléculas se sintetiza el colesterol?

441

y tiene dificultades locomotoras. Se le diagnostica una abetalipoproteinemia que le causa incapacidad para producir y transportar una apolipoproteína. Las concentraciones séricas de LDL y VLDL son anormalmente bajas. ¿De cuál de las siguientes apolipoproteínas presentará una deficiencia con mayor probabilidad? (A) (B) (C) (D)

Apo A Apo B Apo CII Apo E

66.

(A) (B) (C) (D) (E)

Acetil-CoA Triacilglicerol Ácidos grasos LDL HDL

Un hombre de 45 años presenta dolor en el pecho a nivel subesternal, que irradia al brazo y la mandíbula. Se le diagnostica un infarto de miocardio (ataque al corazón) y se le pauta una estatina, un fármaco que inhibe la HMG-CoA reductasa. Esta enzima reduce la HMG-CoA citosólica a: 67.

(A) (B) (C) (D) (E)

Acetil-CoA Ácido mevalónico Escualeno Lanosterol Colesterol

68.  Un

hombre de 50 años presenta debilidad en la pierna. Una prueba de imagen del cerebro muestra que ha sufrido un ictus. Si su concentración de colesterol en sangre es anormalmente elevada, ¿qué deberíamos esperar que estuviera también anormalmente elevado? (A) (B) (C) (D) (E)

Quilomicrones VLDL IDL LDL HDL

Un bebé de 6 meses presenta heces de color pálido, masivas y de olor fétido. No tiene reflejos tendinosos profundos, su visión es pobre 69.

70.  Un

niño de 8 años presenta dolor abdominal grave y vómitos. Los análisis de sangre muestran que está sufriendo una pancreatitis a una edad muy temprana. Otras pruebas ponen de manifiesto que tiene una deficiencia de lipoproteinlipasa. La concentración de quilomicrones en su sangre es alarmantemente elevada. Es de esperar que también tenga elevadas concentraciones de ¿cuál de las siguientes moléculas? (A) (B) (C) (D) (E)

Ácidos grasos Colesterol Triacilgliceroles Glicerol LDL

71.  Una

mujer de 17 años con diabetes mellitus tipo 1 presenta letargia, vómitos y aliento con olor a acetona. Los análisis de sangre muestran una concentración elevada de glucosa y un incremento de la concentración de cuerpos cetónicos. Estos cuerpos cetónicos séricos son sintetizados a partir de: (A) (B) (C) (D) (E)

Acetil-CoA Triacilglicerol Ácidos grasos Glicerol Colesterol

Un hombre alcohólico de 50 años presenta vómitos persistentes después de emborracharse. No ha comido nada en 2 semanas. Se detecta una concentración sérica y urinaria de cuerpos cetónicos anormalmente elevada, lo cual es indicativo de inanición prolongada y de la reducción del glucógeno disponible. ¿Cuál de los siguientes es un ejemplo de cuerpo cetónico? 72.

(A) Acetoacetato (B) Ácido fosfatídico (C) Lecitina

442

BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

(D) Ceramida (E) Diacilglicerol Inmediatamente después de nacer, un niño prematuro presenta dificultades respiratorias (inspiraciones cor tas) y tiene la piel azulada por falta de oxigenación. Se le diagnostica el síndrome de distress respiratorio del recién nacido, que se debe a la deficiencia de surfactante. Se le ingresa en la unidad de asistencia neonatal, donde se le administra surfactante exógeno. El surfactante está formado, principalmente, por: 73.

(A) (B) (C) (D) (E)

Ácido fosfatídico Fosfatidilinositol Fosfatidiletanolamina Fosfatidilcolina Fosfatidilserina

Un niño de 5 meses presenta convulsiones y espasticidad. En la exploración, se descubre que presenta hipertonía (tono muscular excesivo) e hiperreflexia (respuesta refleja excesiva). Las concentraciones de β-galactosidasa son anormalmente bajas, y se le diagnostica la enfermedad de Krabbe. Esta enfermedad causa acumulación de esfingolípidos en las células. La estructura de los esfingolípidos se compone de: 74.

(A) (B) (C) (D) (E)

Serina Glicerol Ceramida Acetil-CoA Propionil-CoA

75.  Un

chico de 13 años presenta dolor urente en manos y piernas, así como glóbulos lipídicos en su orina. Tiene una concentración anormalmente baja de la enzima  α-galactosidasa A, y se le diagnostica la enfermedad de Fabry. ¿Cuál de las siguientes moléculas se acumula en las células de este paciente? (A) (B) (C) (D) (E)

Ácido fosfatídico Fosfolipasas Palmitoil-CoA Esfingosina Glucoesfingolípidos

En la guardería, se constata que la orina de un niño rubio y de ojos azules tiene un olor peculiar cuando le cambian el pañal. Como dicta la ley, todos los niños son sometidos a pruebas de detección sistemática para múltiples errores innatos de metabolismo, y se descubre que éste padece fenilcetonuria (PKU), una enfermedad que es 76.

el resultado de una anomalía de la fenilalanina hidroxilasa. Esta enzima convierte la fenilalanina en: (A) (B) (C) (D) (E)

Tirosina Serina Glicina Cisteína Alanina

77.   Un

hombre de 60 años con insuficiencia hepática presenta confusión y desorientación. Se le diagnostica encefalopatía hepática y se le prescribe una dieta baja en proteínas. Esta prescripción se debe a que una dieta rica en proteínas puede: (A) Disminuir la producción de urea. (B) Incrementar la producción de amoníaco. (C) Reducir la desaminación de compuestos nitrogenados. (D) Inhibir las enzimas del ciclo de la urea. (E) Transferir grupos amino de un aminoácido a un  α -cetoácido. 78.  Una

mujer de 60 años es sometida a cirugía mayor reconstructiva por quemaduras de tercer grado. Se ha postulado que el aporte nutricional adicional de aminoácidos de cadena ramificada podría mejorar el balance del nitrógeno y disminuir el catabolismo en el músculo esquelético en pacientes que han sido sometidos a un estrés quirúrgico importante. ¿Cuál de los siguientes aminoácidos es un ejemplo de aminoácido de cadena ramificada? (A) (B) (C) (D) (E)

Valina Aspartato Citrulina Arginina Glutamato

79.  

Una mujer de 45 años presenta deshidratación grave y disminución de la producción de orina. La concentración de nitrógeno ureico sanguíneo es anormalmente elevada porque sus riñones no pueden excretar apropiadamente la urea en la orina. En la producción de urea, ¿cuál de los siguientes es un producto intermedio importante? (A) (B) (C) (D) (E)

Serina Glutamato Prolina Ornitina Leucina

TEST FINAL 80.   Un

hombre de 55 años presenta dolor de caderas. La exploración física pone de manifiesto que las uñas de sus dedos presentan una coloración pardo-azulada. La muestra de orina se vuelve oscura transcurridas unas horas. Se le diagnostica alcaptonuria, una deficiencia de la oxidasa del ácido homogentísico; el resultado es la acumulación de este ácido, que deriva de: (A) (B) (C) (D) (E)

Tirosina Lisina Treonina Isoleucina Triptófano

81.  Una

mujer de 40 años está internada en una unidad de psiquiatría cerrada y presenta alucinaciones e ideas delirantes. Oye voces y ve insectos arrastrándose por su piel. Se le diagnostica esquizofrenia y se le prescribe un antagonista de la dopamina. La dopamina es un neurotransmisor derivado de: (A) (B) (C) (D) (E)

Creatina Óxido nítrico Tirosina Serotonina GABA

82.   Un

hombre de 60 años presenta fatiga, debilidad y dificultades respiratorias. Sus eritrocitos son anormalmente grandes y se descubre que tiene una deficiencia de un compuesto que transfiere grupos de 1 carbono a los precursores de la purina y que es necesario para la síntesis de ADN y ARN. Este compuesto es: (A) (B) (C) (D) (E)

Hormonas tiroideas Melanina Catecolamina Tetrahidrofolato S -adenosilmetionina

443

84.   Una

mujer de 40 años presenta sudores, diarrea, temblores y nerviosismo. Los análisis de sangre revelan que tiene una producción excesiva de un compuesto derivado del yodo y la tirosina, que es: (A) (B) (C) (D) (E)

Dopamina Hormonas tiroideas Melanina Adrenalina Noradrenalina

85.  Un

niño de 5 años presenta rinorrea, ojos pruriginosos y estornudos. Sus síntomas se intensifican en verano. Se le prescribe un fármaco que bloquea la broncoconstricción, la vasodilatación y las reacciones alérgicas causadas por: (A) (B) (C) (D) (E)

Catecolaminas S -adenosilmetionina Creatinfosfato Serotonina Histamina

Un niño de 5 años presenta retraso mental y conductas de automutilación. Los análisis de sangre muestran una elevada concentración de ácido úrico. Se le diagnostica síndrome de Lesch-Nyhan, una enfermedad causada por una anomalía en la hipoxantina-guanina fosforribosil transferasa (HGPRT). La HGPRT es muy importante en: 86.

(A) (B) (C) (D) (E)

Síntesis de purina Recuperación de purina Degradación de purina Síntesis de pirimidina Degradación de pirimidina

hombre de 50 años llega a urgencias con dolor y dificultades respiratorias. Se le administra un fármaco que activa el GMPc; el resultado es la relajación del músculo liso vascular. Este fármaco es probablemente un derivado de:

Un niño presenta infecciones recurrentes y una disminución importante en el recuento de linfocitos. Se le diagnostica una inmunodeficiencia combinada grave debida a una deficiencia de adenosina desaminasa. La acumulación intracelular de dATP y dGTP es tóxica y tiene como resultado la destrucción de las células inmunitarias. En el proceso de degradación de purinas, la adenosina desaminasa cataliza la conversión de:

(A) (B) (C) (D) (E)

(A) (B) (C) (D) (E)

83.  Un

Creatinfosfato S -adenosilmetionina Glutatión Melatonina Óxido nítrico

87.

AMP en adenosina Adenosina en inosina Guanosina en guanina y ribosa 1-fosfato Inosina en hipoxantina y ribosa 1-fosfato Hipoxantina en xantina

444

BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

88.  Un

niño presenta retraso en el desarrollo, debilidad muscular y anemia. Los análisis de orina revelan una elevada concentración de ácido orótico excretado. Este paciente presenta una aciduria orótica hereditaria debida a una anomalía en la UMP sintasa. ¿Con qué vía están más directamente relacionados el ácido orótico y la UMP sintasa? (A) (B) (C) (D) (E)

Síntesis de purina Degradación de purina Recuperación de purina Síntesis de pirimidina Degradación de pirimidina

Un chico de 10 años es golpeado en la pierna en un lanzamiento de béisbol; le sale un moratón que, en las semanas siguientes, empieza a cambiar de color, del rojo oscuro al verdosoamarillento. ¿Qué proceso es el responsable de este cambio de color? 89.

(A) El Fe pasa a la forma ferrosa (Fe2+) (B) La producción de hemo por parte de la ácido  δ -aminolevulínico (δ-ALA) sintasa (C) La conversión de hemo en biliverdina y bilirrubina (D) La oxidación del hierro por la ceruloplasmina (E) El incremento de la producción de eritropoyetina 90.   Un

niño presenta ictericia neonatal. Después de algunas semanas, la ictericia se acentúa. El paciente tiene una deficiencia de la enzima que inhibe la conjugación de la bilirrubina. ¿Cuál de las siguientes moléculas reacciona con la bilirrubina para conjugarla? (A) (B) (C) (D) (E)

Vitamina C Hierro Ceruloplasmina Anillo de porfirina UDP-glucuronato

91.   Un

niño nace con una malformación cerebral congénita y muere poco después de nacer. Una prueba de detección enzimática pone de manifiesto que el paciente presenta una deficiencia de piruvato carboxilasa, la enzima que convierte el piruvato en oxalacetato. ¿Cuál de los siguientes es el cofactor necesario para la función de la piruvato carboxilasa? (A) Tiamina pirofosfato (B) Biotina

(C) Fosfato de piridoxal (D) Acetil-CoA (E) Vitamina B12 (cobalamina) Una mujer de 60 años presenta dolor urente al orinar, fiebre y escalofríos. Ingresa para ser tratada de una infección grave del tracto urinario y se le administra un antibiótico. Después de pocas semanas de tomar el antibiótico presenta encías sangrantes y sangra lentamente por la línea intravenosa. La disminución de una de las siguientes vitaminas es responsable de los síntomas. ¿De cuál de ellas con mayor probabilidad? 92.

(A) (B) (C) (D) (E)

Vitamina A Vitamina B Vitamina C Vitamina D Vitamina K 

Un paciente internado va a ser intervenido en una operación quirúrgica complicada que se prevé que durará 15 h. Durante la preparación, el paciente no come ni bebe nada durante las 15 h previas para que no tenga necesidad de ir al baño durante la operación. Después de 30 h de ayuno, ¿cuál de los siguientes procesos es más importante para el mantenimiento de la concentración normal de glucosa en sangre? 93.

(A) (B) (C) (D) (E)

Glucogenólisis Gluconeogénesis Síntesis de triacilglicerol Incremento de la liberación de insulina Disminución de la degradación de proteínas en el músculo

94.   Una

mujer de 70 años con Alzheimer se aleja paseando de su casa hacia el bosque. Se pierde y está perdida durante 5 días, sin agua ni alimentos. Después de 5 días sin comer ni beber, ¿cuál es la principal fuente de energía para el cuerpo? (A) (B) (C) (D) (E)

Hidratos de carbono Lípidos Proteínas Vitaminas Minerales

Un hombre de 70 años presenta fiebre, tos productiva y esputo de color herrumboso. Se le diagnostica una neumonía bacteriana y se el ajusta la dosis de antibiótico a la tasa de aclaramiento de creatinina. La tasa de aclaramiento 95.

TEST FINAL

de creatinina es una medida de la función de, ¿cuál de los siguientes tejidos? (A) (B) (C) (D) (E)

Corazón Músculo esquelético Cerebro Hígado Riñón

Una chica de 16 años con diabetes de tipo 1 se pincha en el dedo para valorar su glucemia antes de cada comida. Después se inyecta insulina exógena por vía subcutánea y empieza a comer. A medida que la insulina va siendo absorbida por la sangre, se une a los receptores de insulina, que activan: 96.

(A) (B) (C) (D) (E)

Tirosincinasa Adenilato ciclasa AMP cíclico (AMPc) Proteincinasa C Fosfolipasa C

97.  Una

mujer de 30 años presenta dolor de cabeza y visión borrosa. Su presión arterial es de 200/100 mm Hg (normal, 120/80 mm Hg). Las pruebas de imagen revelan que tiene un tumor que sobreproduce la hormona responsable de regular el equilibrio hídrico y de sales para controlar la presión, que es: (A) (B) (C) (D) (E)

Hormona del crecimiento Hormona estimulante del tiroides Glucocorticoides Aldosterona Adrenalina

98.  Una

mujer de 30 años acude a una clínica de infertilidad con el deseo de quedar embarazada. Declara que ella y su marido han estado intentando tener un hijo sin éxito durante 2 años. En los meses siguientes, su médico la somete a algunas pruebas que muestran que seguramente no está ovulando. ¿Cuál de los siguientes sucesos es responsable de la ovulación? (A) (B) (C) (D) (E)

Incremento de FSH Incremento de estradiol Subida de LH Incremento de progesterona Incremento de progesterona y estradiol

99.  Un

hombre de 65 años presenta dificultades para iniciar la micción y para vaciar la vejiga, y necesita orinar con frecuencia durante la noche. Se le diagnostica una hiperplasia prostáti-

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ca benigna, una afección frecuente que causa un aumento del tamaño de la próstata, con la consiguiente compresión de la uretra e inhibición de la salida de la orina de la vejiga. Se le prescribe un inhibidor de la 5-α-reductasa llamado finasterida. ¿Cuál de las siguientes hormonas será inhibida por la finasterida? (A) Secreción de testosterona por las células de Leydig (B) Producción de proteína fijadora de andrógenos (ABP) en las células de Sertoli (C) Dihidrotestosterona (D) Progesterona (E) Estradiol Una mujer de 60 años ha sufrido dolor de espalda intenso durante la pasada semana. Las pruebas de imagen revelan que existe una fractura por compresión de una de las vértebras y osteopenia difusa. Se le diagnostica osteoporosis, que es una consecuencia habitual de la pérdida de potasio en los huesos. Como tratamiento se le prescribe: 100.

(A) (B) (C) (D) (E)

Oxitocina Prolactina Estradiol Calcitonina Hormona paratiroidea

Una mujer de 25 años embarazada de 10 semanas presenta vómitos matinales resistentes al tratamiento. Se le administra glucosa intravenosa e hidratación. La glucosa entra en las células β  pancreáticas y activa el gen de la insulina. El gen de la insulina se transcribe en el ARNm de la insulina. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor la estructura del ARNm? 101.

(A) Forma B con 10 pares de bases por vuelta o espiral (B) Forma circular y bicatenario (C) Estructura con Cap y cola poli(A) (D) Contiene muchos lazos y muchos pares de bases emparejadas (E) Estructura trilobulada Una mujer de 60 años presenta micción con dolor urente y sangre en la orina. Se le diagnostica una infección del tracto urinario. Se le prescribe un antibiótico que inhibe una enzima que evita el superenrollamiento extremo del ADN. El superenrollamineto del ADN es el resultado del desenrollamiento en una horquilla de 102.

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BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

replicación, pero esta enzima corta y vuelve a unir las cadenas de ADN. ¿Cuál de las siguientes descripciones es más propia de la función de esta enzima? (A) (B) (C) (D) (E)

Helicasa Proteína de unión a ADN monocatenario Topoisomerasa ADN polimerasa I ADN polimerasa III

todos agresivos causan mutagénesis en el ADN, ¿cuál de las siguientes moléculas o estructuras está implicada en la reparación del ADN? (A) (B) (C) (D) (E)

Hebras conductora y retardada Exonucleasa Fragmentos de Okazaki Transcriptasa inversa Transposón

Una mujer africana de 14 años presenta dolor extremo en el pecho y las piernas. Un frotis periférico muestra anomalías de sus eritrocitos. Se le diagnostica una anemia drepanocítica, una enfermedad en que los eritrocitos se lisan y, debido a que tiene una forma de hoz anormal, ocluyen la luz de los vasos sanguíneos. La anemia drepanocítica es causada por una mutación que tiene como resultado la sustitución de un aminoácido por otro, mutación que se conoce como: 106.

  Un hombre de 40 años presenta nariz, orejas y mandíbula de gran tamano, dedos en salchicha y sudoración excesiva. Se le diagnostica acromegalia, una enfermedad asociada a la producción excesiva de hormona del crecimiento. El gen de la hormona del crecimiento es transcrito por una ARN polimerasa en la hipófisis. ¿A qué parte del gen se une la ARN polimerasa? 103.

(A) (B) (C) (D) (E)

Promotor Caja TATA Caja CAAT Secuencia consenso Secuencias potenciadoras

Un niño presenta palidez de piel, hepatomegalia y anemia grave. La hemoglobina de sus eritrocitos es deficiente en cadenas de β-globina. Se le diagnostica β-talasemia, una enfermedad en que el gen de la  β -globina presenta mutaciones que afectan al corte y empalme del ARN. Respecto a la escisión y al corte y empalme del ARNhn en ARNm, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es cier ta? 104.

(A) La cola poli(A) es eliminada. (B) Están implicados ARN nucleares pequeños (RNPsn). (C) El ARNM contiene intrones y exones. (D) Tiene lugar en el citoplasma. (E) El ARNm siempre es del mismo tamaño o mayor que el ARNnh.   Una mujer de 30 años presenta sensación de plenitud en el abdomen inferior. Su médico detecta que tiene un ovario anormalmente grande y ascitis (líquido) en el abdomen. Se obtiene una muestra del líquido ascítico y la citología descubre que tiene un cáncer de ovario. Se discute la posibilidad de administrar radiación como tratamiento, pero la paciente se muestra preocupada por los posibles daños que esto pueda causar al ADN, ya que aún desea quedarse embarazada. Cuando la radiación u otros mé105.

(A) Mutación de aminoácido o de sentido equivocado (B) Mutación sin sentido o finalizadora (C) Inserción (D) Deleción (E) Mutación de desplazamiento del marco de lectura Un hombre de 50 años presenta fiebre e hipotensión, y los cultivos de sangre son positivos para infección bacteriana. Se le prescribe un antibiótico de tipo aminoglucósido. Los aminoglucósidos se unen a la subunidad 30S de los ribosomas bacterianos. Como los ribosomas de los mamíferos no tienen subunidad 30S, la traducción de las proteínas del paciente se puede producir normalmente. ¿Cuál de los siguientes pasos corresponde al inicio de la traducción? 107.

(A) Unión de metionil-ARNtiMet a la subunidad ribosómica pequeña (B) Unión de aminoacil-ARNt al lugar A (C) Formación de un enlace peptídico (D) Translocación del peptidil-ARNt al lugar P (E) Codón de terminación codón en el lugar A Un hombre de 20 años presenta anemia grave. Después de hacerle un amplio abanico de pruebas, se le diagnostica una rara enfermedad llamada anemia de Diamond-Blackfan. La mayor parte de los casos de esta enfermedad son causados por una mutación en la proteína ribosómica S19. Las proteínas secretadas son 108.

TEST FINAL

sintetizadas en los ribosomas unidos al RER. ¿Cuál de los siguientes elementos es exclusivo de la síntesis de las proteínas secretadas? (A) (B) (C) (D) (E)

Factor de iniciación Factor de alargamiento Peptidiltransferasa Secuencia señal Polisoma

Una mujer de 65 años acude a urgencias con fiebre, escalofríos y una infección renal causada por Escherichia coli. E. coli utiliza el operón lac   (un grupo de genes controlados de forma coordinada) para adaptarse al medio. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta sobre el operón  lac ? 109.

(A) Activa la transcripción uniendo una proteína represora al operador. (B) La alolactosa inhibe el operón lac . (C) Es inducido sólo en ausencia de glucosa. (D) Las proteínas producidas inhiben la utilización de lactosa. (E) La ARN polimerasa se une al inductor para transcribir el operón. Un hombre de 75 años llega a urgencias después de ser atropellado por un coche. El hueso de la pierna está partido por la mitad y sobresale a través de la piel. Después de practicarle cirugía ortopédica, su recuperación es buena. Transcurridos unos días, la herida se vuelve roja y dolorosa, y está caliente. Un cultivo de la herida revela una infección por una nueva bacteria que es resistente a todos los antibióticos disponibles. El esfuerzo para crear nuevos antibióticos requiere la identificación de características exclusivas de las células bacterianas y no de las humanas. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es exclusivamente cierta en relación con los procariotas pero no con los eucariotas? 110.

(A) La transcripción y traducción tiene lugar al mismo tiempo. (B) La mayoría de las células son diploides. (C) Cada gen tiene su propio promotor. (D) El ADN forma complejos con histonas. (E) Los genes contienen intrones. Un niño de 5 años presenta un bulto o tumor mandibular importante. La biopsia revela que se trata de un linfoma de Burkitt, un cáncer de los nódulos linfáticos. En el linfoma de Burkitt, el gen myc, que normalmente se encuentra 111.

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en el cromosoma 8, está translocado al cromosoma 14. El gen  myc  es un ejemplo del grupo de proteínas que contienen secuencias de aminoácidos con motivos como hélice-asa-hélice, cierres de leucina, y dominios en dedos de zinc. Este grupo se llama: (A) (B) (C) (D) (E)

Factores de crecimiento Proteínas de transducción de señal Factores nucleares de transcripción Reguladores del ciclo celular Genes de supresión tumoral

  Una mujer de 65 años presenta un aumento de tamaño de algunos nódulos linfáticos en el cuello. Se dio cuenta de ello hace un mes, pero remitieron y no buscó atención médica. Ahora los nódulos han aumentado de nuevo de tamaño, y la biopsia revela la existencia de un linfoma folicular, que es un tumor de las células B que sobreexpresa bcl-2, un producto de: 112.

(A) (B) (C) (D) (E)

Gen supresor tumoral Gen del factor de crecimiento Gen antiapoptótico Cromosoma Philadelphia Oncogén

  Un hombre de 65 años presenta pérdida de peso, fiebre y sudores nocturnos. Unas pruebas de imagen de su abdomen muestran un gran nódulo hepático que es diagnosticado como un cáncer hepático primario. Debido a la localización del cáncer, no es posible realizar una resección quirúrgica mayor. Se le administra factor de necrosis tumoral (TNF), que mata las células cancerosas pero tiene efectos secundarios graves. El TNF estimula la activación de: 113.

(A) (B) (C) (D) (E)

Caspasas Bax bcl-2 Ligando Fas p53

Una mujer de 65 años presenta un bulto duro en el pecho. Nunca se ha hecho una mamografía de rutina. La biopsia con aguja gruesa revela la presencia de células cancerosas que expresan el oncogén HER2/neu, que se asocia a un mal pronóstico. La diana de este oncogén se trata habitualmente con: 114.

(A) Radiación ionizante (B) Inhibidores de la tirosincinasa

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(C) Retrovirus (D) Anticuerpos monoclonales (E) Inhibiendo BRCA-1   Un hombre de 40 años presenta manchas café con leche, un tumor endoneural de los nervios periféricos (schwannomas) y un tumor del séptimo nervio craneal (neuroma acústico). Esta enfermedad es causada por una mutación en un producto génico que tiene actividad GTPasa intrínseca, que es: 115.

(A) (B) (C) (D) (E)

WT-1 Ciclina D NF-1 Rb p53

  Una mujer de 25 años es sexualmente activa con su nueva pareja y le gustaría hacerse la prueba del VIH. El estándar actual de la prueba del VIH es empezar con un enzimoinmunoanálisis de adsorción (ELISA). Los antígenos del VIH son recubiertos en una placa y se añade el suero del paciente. Si el paciente tiene anticuerpos anti-VIH, se detectará la unión de estos anticuerpos a los antígenos en la placa. Si el ELISA es positivo, se lleva a cabo una prueba de confirmación. En ésta, se añade el suero del paciente a los antígenos del VIH que están en una membrana de nitrocelulosa. Esta prueba de confirmación consiste en: 116.

(A) (B) (C) (D) (E)

Inmunotransferencia Northern Inmunotransferencia Southern Inmunotransferencia Western Electroforesis en gel Endonucleasa de restricción

Un hombre de 50 años presenta pérdida de peso, fiebre y sudores nocturnos. La pruebas de imagen muestran que tiene un nódulo pulmonar sospechoso de cáncer. El paciente no quiere someterse a una resección quirúrgica de un lóbulo pulmonar. Se hace una biopsia del nódulo y la patología descubre que hay células cancerosas. Se aísla el ARNm de la biopsia y se obtiene ADN complementario (ADNc) por transcripción inversa y después se marca de azul. Se obtiene ADNc por transcripción inversa del ARNm del tejido pulmonar normal y se marca de rojo. Se mezclan estos ADNc y se aplican a una micromatriz multigénica (genochip). La micromatriz tiene 20.000 genes que a menudo están 117.

implicados en los tipos de cáncer que se adhieren a ella. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones define mejor esta técnica? (A) (B) (C) (D) (E)

Transcriptasa inversa Micromatriz multigénica de ADN Impresión de huellas de ADN Secuenciación de ADN Clonación de ADN

  Una joven de 18 años es encontrada muerta en su apartamento. Un patólogo forense analiza un pelo encontrado en la escena del crimen. Aísla el ADN del pelo y lo replica exponencialmente para producir una cantidad mucho mayor de ADN. Este método se llama: 118.

(A) (B) (C) (D) (E)

Expresión Genotipado Reacción en cadena de la polimerasa Polimorfismo de un único nucleótido Cartografía

  La investigación con células madre ha generado mucha controversia. ¿Cuál de los siguientes calificativos define mejor las células madre? 119.

(A) (B) (C) (D) (E)

Diferenciadas Pluripotenciales Sólo se encuentran en el embrión Sólo se encuentran en la médula espinal Maduras

Una embarazada de 26 años tiene drepanocitos (hemoglobina S heterozigótica). Afirma que el padre del niño también los tiene, y está preocupada por si el bebé puede padecer anemia drepanocítica (hemoglobina S homozigótica). Se realiza una prueba que detecta una mutación en un lugar situado dentro de un gen o estrechamente unido a éste. Una enzima puede escindir el ADN normal en este punto, pero no en el ADN mutante. Por lo tanto, el ADN normal aparecerá dividido en dos fragmentos, mientras que el ADN mutante aparecerá en un solo fragmento. Esta prueba se llama: 120.

(A) Número variable de repeticiones en tándem (VNTR) (B) Polimorfismos de longitud de fragmentos de restricción (RFLP) (C) Amplificación (D) Polimerización (E) Marcaje

TEST FINAL

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RESPUESTAS RAZONADAS 1-A.  El

HCl es un ácido fuerte que se disocia completamente. Los ácidos débiles, como el ácido acético, sólo se disocian hasta cierto punto. El pH del agua pura es 7 y el pH de una solución de HCl es ácido y menor de 7. Los ácidos dan protones, y las bases aceptan protones. El bicarbonato y el ácido carbónico actúan como uno de los principales tampones o amortiguadores de la sangre. El agua no se disocia para formar las parejas de conjugados ácido-base que requiere un tampón. El ácido sulfúrico, el ácido fosfórico y el ácido clorhídrico son ácidos muy importantes que el cuerpo produce, pero no sir ven de tampones. 2-A.

Los enantiómeros son estereoisómeros, imágenes especulares el uno del otro. Los estereoisómeros tienen la misma fórmula química pero difieren en la posición de los grupos hidroxilo en uno o más de sus carbonos asimétricos. Los epímeros son estereoisómeros que difieren en la posición de sólo un carbono asimétrico. 3-C.

La arginina es un aminoácido de carga positiva que está presente en las cadenas laterales de los aminoácidos esenciales. La glicina no tiene cadena lateral y no está cargada positiva ni negativamente. La prolina es un aminoácido en que el nitrógeno forma parte de un anillo. El aspartato y el glutamato son aminoácidos negativamente cargados que están presentes en la cadena lateral de los aminoácidos ácidos. 4-A.

Las enfermedades genéticas como la fibrosis quística pasan de una generación a la siguiente a través del ADN. El ADN es transcrito a ARN, que es traducido a proteínas. La proteína mutada de la fibrosis quística ha perdido un residuo de fenilalanina en la posición 508. El ARN, las proteínas y los hidratos de carbono no pasan de una generación a la siguiente. 5-A.

6-B.  La

estructura primaria se define como la secuencia de aminoácido de una cadena polipeptídica. En la estructura secundaria se crean las hélices α  o las hojas  β. La estructura terciaria se refiere a la conformación tridimensional general de una proteína. La estructura cuaternaria se refiere a la disposición espacial de las subunidades en una proteína que contiene más de una cadena polipeptídica. 7-E.  Las

chaperonas son proteínas que interactúan con un polipéptido para mediar en el plegamiento de la correcta estructura terciaria. El ATP es un nucleótido necesario para muchas actividades de la célula que requieren energía. Los cierres de leucina y los dedos de zinc son motivos que se encuentran a menudo en los factores de transcripción, y ayudan a mediar la unión de proteínas en el ADN. 8-D.  La

fosforilación es un ejemplo de modificación postraducción de una proteína. La desnaturalización de proteínas tiene lugar como consecuencia de un tratamiento con calor o urea y su resultado es el desplegamiento de las cadenas polipeptídicas sin causar la hidrólisis de los enlaces peptídicos. La renaturalización es el proceso de retorno de una proteína desnaturalizada a su estado nativo. El resultado del plegamiento de un polipéptido es la estructura terciaria. La unión al ADN no es una modificación postraducción.

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9-C.  El

proteasoma degrada las proteínas intracelulares en péptidos. La ubiquitina es una proteína que se une covalentemente a las proteínas que son objeto de degradación por el proteasoma en un proceso llamado ubiquitinación. Las proteínas extracelulares se degradan en el interior de los lisosomas. El proteasoma es un complejo multiproteína formado por proteasas. 10-B.  En

la síntesis de colágeno, son necesarios el O2  y la vitamina C para la hidroxilación de la prolina y los residuos de lisina. Aproximadamente una tercera par te del colágeno está formado por residuos de glicina. La escisión de la secuencia preseñal del preprocolágeno, la formación de la triple hélice y la adición de galactosa y glucosa a los hidroxirr esiduos de lisina no requieren vitamina C. Las enzimas disminuyen la energía de activación de una reacción y por lo tanto la aceleran. La termodinámica de una reacción, por ejemplo parámetros como el cambio neto de energía libre y el equilibrio de las concentraciones de sustrato y producto, permanecen iguales. 11-A.

Los inhibidores competitivos compiten con el sustrato para unirse al sitio activo de la enzima, y por eso son similares al sustrato en cuanto a su estructura. La Vmáx se mantiene igual, y la K m aparente aumenta. Los inhibidores irreversibles se unen covalentemente a la enzima y la inactivan. 12-B.

El alopurinol es un inhibidor competitivo, es decir, su actividad puede invertirse incrementando el sustrato. Los inhibidores competitivos tienen una estructura similar al sustrato (no a la enzima), y se unen a la enzima (no al sustrato). Los inhibidores no competitivos se unen a la enzima en un lugar distinto al sitio activo. Los inhibidores irreversibles inactivan la enzima a la que se unen covalentemente. 13-E.

La V máx es la velocidad máxima de una enzima, es decir, cuál es la «velocidad tope» a la que una enzima puede trabajar. La Vmáx  se alcanza cuando toda la enzima está unida al sustrato (sin inhibición). La Vmáx disminuye cuando los inhibidores no competitivos se unen a la enzima, porque la actividad de la enzima disminuye. La unión de un inhibidor no competitivo a la enzima en un punto distinto del sitio activo no cambia el sustrato ni inactiva la enzima. Los inhibidores no competitivos no afectan a la cantidad de sustrato. 14-B.

Los activadores alostéricos (como el O2 unido a la hemoglobina) inducen la unión más rápida de la enzima al sustrato. Los inhibidores alostéricos inducen la unión más lenta de la enzima al sustrato. Las enzimas alostéricas no obedecen la cinética de Michaeles-Menten. Las cascadas enzimáticas consisten en una serie de enzimas dispuestas de tal modo que amplifican exponencialmente la disponibilidad o la actividad de los productos en la vía. La retroinhibición consiste en la desconexión o inactivación de la primera enzima de la vía como consecuencia de la concentración del producto final de la vía.

15-B.

16-C.  El

cociente respiratorio es la tasa de CO2  producida por O2 utilizado (CO2/O2) por un tejido en el proceso de oxidación de un alimento. Este cociente es de 0,7 para las grasas, de 0,8 para las proteínas, y de 1 para los hidratos de carbono. El cociente respiratorio aumenta con el ejercicio hacia el metabolismo de los hidratos de carbono, de modo que es más alto para un músculo en ejercicio que en reposo. Un equilibrio de nitrógeno positivo describe un estado en que el nitrógeno de la dieta excede el nitrógeno excretado. El equilibrio de nitrógeno negativo corresponde a una situación en que el nitrógeno de la dieta es menor del excretado. El equilibrio de la dieta es la situación en que el nitró17-B.

TEST FINAL

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geno de la dieta iguala el nitrógeno excretado. El anabolismo consta de las vías biosintéticas que requieren energía. El catabolismo describe las vías de degradación, algunas de las cuales producen energía. El  ∆G es es el cambio de energía libre, o la energía disponible para la realización del trabajo útil a una presión y temperatura constantes. Si ∆G es negativo, la reacción tendrá lugar espontáneamente y se liberará energía. Si ∆G es positivo, la reacción no tendrá lugar espontáneamente. Si  ∆G es cero, la reacción está en equilibrio y no hay cambio neto en las concentraciones de sustrato o producto.  ∆ G no está relacionado con la tasa de una reacción; la tasa de una reacción depende de la enzima que cataliza la reacción. 18-A.

Un oxidante acepta electrones. Un oxidante es reducido por un reductor que da electrones. ∆E es el cambio de potencial reductor. Cuanto más positivo es el valor de ∆ E, más negativo es el valor de  ∆G ( ∆G = −nF ∆E). Un  ∆ E positivo indica un proceso energéticamente favorable. 19-C.

La adenosina es un nucleósido que contiene adenina unida a ribosa. El AMP es un nucleótido que contiene adenosina con un grupo fosfato esterificado al 5′-hidroxilo de su glúcido. El ATP puede transferir grupos fosfato a compuestos como la glucosa, con el ADP como producto. La hidrólisis de ATP en ADP y Pi tiene un  ∆G de −7,3 kcal/mol. 20-B.

La lactasa convierte lactosa en glucosa y galactosa. La maltosa es escindida por la maltasa en dos residuos de glucosa. La sacarasa convierte la sacarosa en glucosa y fructosa. Sacarosa, maltosa y lactosa son disacáridos. 21-C.

22-A.  La

amilasa disocia los enlaces  α -1,4 entre residuos de glucosa. Los enlaces α -1,6 crean el componente no ramificado del glucógeno. La enzima β -1,4 endoglucosidasa es necesaria para digerir los polisacáridos de la celulosa, que es la reserva de hidratos de carbono de las plantas. El enlace α-1 -  β-2 se encuentra en la sacarosa. Los enlaces  α-4,6 se encuentran en las ramas del glucógeno. La lipasa pancreática digiere triacilgliceroles en 2-monoacilgliceroles y ácidos grasos libres, que se empaquetan en micelas. Las micelas son absorbidas por las células epiteliales intestinales. Las sales biliares emulsionan los lípidos de la dieta en el intestino delgado. La amilasa pancreática escinde los enlaces α-1,4 en los hidratos de carbono. El bicarbonato es liberado con las enzimas pancreáticas y neutraliza los ácidos del estómago, haciendo aumentar el pH en el intervalo óptimo para estas enzimas digestivas. 23-C.

La tripsina escinde los enlaces peptídicos en que el grupo carboxilo procede de la arginina o la lisina. La quimotripsina escinde los enlaces peptídicos en el grupo carboxilo de los aminoácidos aromáticos o por la leucina. La carboxipeptidasa A escinde los aminoácidos aromáticos del C terminal. La carboxipeptidasa B escinde los aminoácidos esenciales, lisina y arginina, del C terminal. Las aminopeptidasas están producidas por células intestinales y escinden un aminoácido del N-terminal. 24-A.

La enfermedad por reflujo gastroesofágico está causada por el reflujo de HCl del estómago al esófago. El pepsinógeno es el zimógeno inactivo que se autocataliza para formar pepsina activa. Las endopeptidasas (p. ej. tripsina, quimotripsina y elastasa) y exopeptidasas (como las carboxipeptidasas A y B) son producidas por el páncreas. La enteropeptidasa (enterocinasa) escinde el tripsinógeno para formar tripsina y es producida por las células intestinales. 25-A.

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26-A.  En

la glucólisis, 1 mol de glucosa es convertido en 2 moles de piruvato. El piruvato puede convertirse en lactato por la acción de la lactato deshidrogenasa, y así regenerar el NAD+. El piruvato puede entrar también en las mitocondrias y ser convertido por la piruvato deshidrogenasa en acetil-CoA. El 2,3-bisfosfoglicerato es un compuesto que disminuye la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno, de modo que el oxígeno puede ser liberado de la hemoglobina desde los eritrocitos a los tejidos. El 2,3-bisfosfoglicerato se forma a partir del 1,3-bisfosfoglicerato, y éste último se forma a partir del gliceraldehído 3-fosfato (que se sintetiza en la glucólisis). La dihidroxiacetona fosfato y el fosfoenolpiruvato se forman en el proceso de la glucólisis. 27-B.

El piruvato puede ser reducido en el citosol por el NADH para formar lactato, con lo cual se regenera el NAD+, que es necesario para que la glucosa pueda seguir circulando a través de la glucólisis. La acetil-CoA entra en el ciclo CAT para formar CO2, H 2O y energía. 28-B.

La hexocinasa es una de las enzimas reguladoras de la glucólisis y convierte la glucosa en glucosa 6-fosfato. La hexocinasa tiene una baja K m para la glucosa, lo que significa que trabaja cerca de su tasa máxima (Vmáx) incluso cuando la concentración de glucosa en sangre es baja. Es inhibida por su producto, la glucosa 6-fosfato. La hexocinasa está presente en la mayoría de los tejidos. 29-D.

La glucólisis produce sólo 2 moles de ATP (se consumen 2 moles de ATP y se producen 4 moles de ATP) a partir de 1 mol de glucosa. Dos moles de piruvato que entran en la fosforilación oxidativa generan aproximadamente 6 moles de ATP. Dos moles de acetil-CoA oxidados en el ciclo CAT generan aproximadamente 24 moles de ATP. En general, cuando 1 mol de glucosa es oxidado a CO 2 y H2O, se producen aproximadamente 36 o 38 moles de ATP (dependiendo de que lanzadera se utilice). 30-A.

El ciclo de los ácidos tricarboxílicos tiene lugar en las mitocondrias, y los eritrocitos no tienen mitocondrias. La glucólisis tiene lugar en el citosol. Los lisosomas son vesículas que contienen enzimas que degradan proteínas a un pH ácido. El aparato de Golgi es importante en el tráfico a través de la membrana intracelular. 31-E.

32-A.  La

piruvato deshidrogenasa convierte piruvato en acetil-CoA, que puede entrar en el ciclo CAT. Este complejo enzimático está presente en una forma activa (desfosforilada) y una forma inactiva (fosforilada). Cuando la concentración de sustratos, CoASH y NAD+, es alta, la enzima está activa. Cuando la concentración de los productos, acetil-CoA y NADH, es alta, la enzima está inactiva. 33-D.  El

NADH y el FADH2  producidos en el ciclo CAT donan electrones a la cadena de transporte de electrones para generar ATP. La inhibición de la isocitrato deshidrogenasa se produce cuando las concentraciones de productos del ciclo CAT son altas. Por lo tanto, concentraciones elevadas de NADH y de ATP (una bajo cociente ADP:ATP) inhibirá alostéricamente la isocitrato deshidrogenasa. La acetil-CoA es producida a partir del piruvato por la piruvato deshidrogenasa, con la CoASH como sustrato. 34-B.  Un

mol de glucosa produce 2 moles de ATP (se consumen 2 moles de ATP y se producen 4 moles de ATP) y 2 moles de piruvato en la glucólisis. Un mol de piruvato es convertido a acetil-CoA, que es oxidada en el ciclo CAT para generar aproximadamente 12 moles de ATP. Así, 2 moles de piruvato generan 24 moles de ATP. En conjunto, cuando 1 mol de glucosa es oxidado a CO2 y H 2O, se producen aproximadamente 36 o 38 moles de ATP (dependiendo de qué lanzadera se utilice).

TEST FINAL

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La  α -cetoglutarato deshidrogenasa y la piruvato deshidrogenasa son las principales α -cetoácido deshidrogenasas, que catalizan las descarboxilaciones oxidativas en una secuencia de reacciones que implican a los cofactores de la tiamina pirofosfato, ácido lipoico, coenzima A, FAD y NAD+. Otras enzimas del ciclo CAT son: citrato sintasa, isocitrato deshidrogenasa, fumarasa y malato deshidrogenasa. 35-A.

La transferencia de electrones se produce del NADH al FMN, la coenzima Q, los citocromos y el O2, que es reducido a H2O. Los electrones del FADH2 entran en la cadena de transporte de electrones a nivel de la coenzima Q. 36-C.

El cianuro se combina con la citocromo oxidasa y bloquea la transferencia de electrones al O2. El NADH pasa electrones a través del complejo NADH deshidrogenasa hasta el FMN. Cuando los electrones son transferidos desde los complejos I–IV, se genera un potencial electromagnético o protónico. Los protones sólo pueden volver a entrar en la matriz a través del complejo ATP sintasa o complejo V (la ATPasa F 0-F 1), y con ello se generará ATP. El ATP se intercambia por ADP gracias al cotransporte ATP-ADP en la membrana mitocondrial interna. 37-C.

La hipertermia maligna es una reacción que pueden presentar individuos genéticamente predispuestos a algunos anestésicos inhalados. El resultado del desacoplamiento de la fosforilación oxidativa del transporte de electrones es la generación excesiva de calor y la disminución de la producción de ATP. La actividad excesiva de la ATPasa F 0-F 1 generaría un incremento de la producción de ATP. La fosforilación oxidativa se defina de manera sencilla como la oxidación de NADH y la fosforilación de ADP para formar ATP. Si no funciona el cotransporte ATP-ADP se inhibe la transferencia de ATP (como intercambio por el ADP) al citosol. Las especies de oxígeno reactivo son coproductos de las vías del metabolismo oxidativo. 38-B.

La coenzima Q es la principal fuente de superóxido en el interior de las células. La coenzima Q pierde ocasionalmente un electrón en la transferencia de equivalentes reductores a través de la cadena de transporte de electrones, y este electrón es transferido al oxígeno disuelto para producir superóxido. El complejo NADH deshidrogenasa, el FMN, el citocromo b y el citocromo c son otros componentes clave en la cadena de transporte de electrones. 39-C.

Por cada NADH oxidado, medio O2 es reducido a H2O y se producen aproximadamente 3 ATP. Por cada FADH2 oxidado se producen aproximadamente 2 ATP, porque los electrones del FADH2 entran en la cadena vía coenzima Q, saltándose el paso de la NADH deshidrogenasa. 40-C.

En el glucógeno, los enlaces entre los residuos de glucosa son α-1,4, excepto en los puntos de ramificación, donde el enlace es  α -1,6. En el glucógeno no hay enlaces  β . 41-C.

La glucógeno sintasa añade residuos de glucosa de la UDP-glucosa al extremo no reductor de un cebador de glucógeno. La glucosa es fosforilada a glucosa 6-fosfato, que se convierte en glucosa 1-fosfato y reacciona con el UTP para formar UDP-glucosa. 42-C.

La glucógeno fosforilasa utiliza fosfato inorgánico (Pi) para escindir los enlaces  α -1,4 y producir glucosa 1-fosfato. La glucosa 1-fosfato es convertida en glucosa 6-fosfato, que libera fosfato inorgánico, y la glucosa libre entra en la sangre. La UDP-glucosa y el cebador de glucógeno se utilizan en la síntesis de glucógeno, no en su degradación. 43-B.

El glucagón, una hormona peptídica, actúa en las células hepáticas para estimular la degradación de glucógeno. La glucógeno fosforilasa es activada para escindir los residuos de glucosa de 44-B.

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BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

los extremos no reductores de las cadenas de glucógeno, y produce glucosa 1-fosfato, que puede ser convertida en glucosa libre. El glucagón disminuye la actividad de la glucógeno sintasa. La actividad de las enzimas glucocinasa, hexocinasa y UDP-glucosa pirofosforilasa no es inducida por el glucagón. La glucogenólisis y gluconeogénesis hepáticas son de gran importancia en el mantenimiento de la concentración de glucosa en sangre durante el ayuno o el ejercicio. El músculo esquelético no tiene glucosa 6-fosfatasa y, por lo tanto, no contribuye al mantenimiento de la glucosa en sangre. El glucógeno lisosómico es degradado por una  α -glucosidasa y no es necesario para el mantenimiento de concentraciones normales de glucosa en sangre. El corazón y el bazo son órganos que pueden almacenar glucógeno. 45-A.

El oxalacetato es descarboxilado por la PEPCK para formar fosfoenolpiruvato (y no a la inversa). El piruvato no es convertido directamente a fosfoenolpiruvato. La piruvato carboxilasa convierte piruvato en oxalacetato. El fosfoenolpiruvato es convertido en fructosa 1,6-bisfosfonato al invertirse las reacciones glucolíticas. 46-C.

Los precursores principales de la gluconeogénesis son: lactato, aminoácidos y glicerol. El nitrógeno de los aminoácidos es convertido en urea. Los ácidos grasos de cadena par son oxidados a acetil-CoA, que entra en el ciclo CAT. Por cada 2 carbonos de acetil-CoA que entran en el CAT, se liberan 2 carbonos en forma de CO2, de modo que no hay síntesis neta de glucosa a partir del acetil-CoA. El ATP (o GTP) es necesario para la gluconeogénesis. 47-B.

48-C.   La

piruvato carboxilasa convierte el piruvato en oxalacetato para la gluconeogénesis. Dado que no puede producirse oxalacetato, no puede producirse tampoco citrato para el CAT. El piruvato es derivado a vías alternativas para producir lactato, alanina y acetil-CoA. La acetil-CoA no puede producir citrato sin el oxalacetato, de modo que es derivada para producir cuerpos cetónicos. La diabetes mellitus de tipo 1 provoca la destrucción autoimmunitaria de las células β  pancreáticas, que producen insulina. Debido a la deficiencia de insulina y a la elevada concentración de glucagón, estos pacientes manifiestan hiperglucemia por la disminución de la captación de glucosa por las células y el incremento de la excreción de glucosa por el hígado. El cociente glucagón:insulina se incrementa anormalmente. La producción de cuerpos cetónicos también se incrementa. Dado que los pacientes responden normalmente a la insulina (y el glucagón), se les trata con insulina exógena. 49-A.

Para formar 1 mol de glucosa durante la gluconeogénesis se necesitan 2 moles de glicerol; para la síntesis de 1 mol de glucosa se necesitan 2 moles de fosfato de alta energía. El glicerol entra en la gluconeogénesis a nivel del DHAP. En cambio, para formar 1 mol de glucosa se necesitan 2 moles de piruvato, de modo que se requieren 6 moles de fosfato de alta energía para la síntesis de 1 mol de glucosa. 50-B.

La fructosa 1-fosfato aldolasa escinde la fructosa 1-fosfato para formar DHAP y gliceraldehído. Los pacientes que tienen una deficiencia de esta enzima permanecen asintomáticos hasta que ingieren fructosa. Las principales fuentes de fructosa de la dieta son el azúcar de mesa y la fruta. La fructocinasa convierte la fructosa en fructosa 1-fosfato. La sorbitol deshidrogenasa convierte el sorbitol en fructosa. La aldosa reductasa convierte la glucosa en sorbitol. La galactocinasa convierte la galactosa en galactosa 1-fosfato. 51-B.

TEST FINAL

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La glucosa 6-fosfato deshidrogenasa es la primera enzima de la vía de la pentosa fosfato. La deficiencia de esta enzima causa una producción insuficiente de NADPH en ciertas condiciones de estrés oxidativo (p. ej., si se toman algunos fármacos antipalúdicos). Como resultado, el glutatión de los eritrocitos no se reduce adecuadamente y no está disponible para reducir los metabolitos de los antipalúdicos. Esto provoca una anemia hemolítica (lisis de los eritrocitos). 52-C.

Los glucosaminoglucanos son degradados por las enzimas lisosómicas. Los glucosaminoglucanos están cargados negativamente, se localizan fuera de la célula, son altamente comprimibles y están muy hidratados. 53-C.

54-B.   Las

glucoproteínas con enlaces  O  son hidratos de carbono unidos a un residuo de serina o de treonina en la proteína. Los UDP-glúcidos y la GDP-manosa son algunos de los precursores. Las glucoproteínas con enlaces N  son hidratos de carbono unidos a un residuo de asparagina en la proteína. El dolicol fosfato está implicado en la síntesis de glucoproteínas con enlaces  N . 55-C.  La

transcetolasa requiere la presencia de tiamina pirofosfato. Otras vitaminas B importantes son la piridoxina, la cobalamina, la riboflavina y el folato. 56-C.  La

acetil-CoA reacciona con el residuo fosfopanteteinilo de la ácido graso sintasa. Piruvato, oxalacetato y malato están implicados en la conversión de glucosa en acetil-CoA. La malonil-CoA proporciona las unidades de 2 carbonos que se añaden a la palmitoil-CoA o a la cadena más larga de los acilos grasos-CoA. Lós ácidos grasos se alargan con unidades de 2 carbonos. El grupo  β -ceto es reducido por el NADPH a un grupo  β -hidroxi. Tiene lugar una deshidratación y se produce un grupo enoílo con el doble enlace entre los carbonos 2 y 3. El complejo ácido graso sintasa libera palmitato. 57-E.

58-A.  El

glicerol 3-fosfato proporciona la fracción glicerol que reacciona con 2 acilos grasos-CoA para formar ácido fosfatídico. El grupo fosfato es escindido para formar un diacilglicerol, que reacciona con otro acilo graso-CoA para formar un triacilglicerol. El ácido araquidónico es un ácido graso poliinsaturado que está presente en los fosfolípidos de las membranas celulares. 59-B.  La

apoproteína CII es transferida de la HDL a los quilomicrones y las VLDL. La apoproteína CII activa la lipoproteinlipasa, que hidroliza los triacilgliceroles de los quilomicrones y las VLDL a ácidos grasos y glicerol. Las LDL tienen el contenido máximo de colesterol y sus ésteres. Los triacilgliceroles sintetizados por las células epiteliales intestinales se convierten en un componente de los quilomicrones. En el hígado, el triacilglicerol es incorporado a las VLDL. Las LDL tienen el máximo contenido de colesterol, pero menos triacilgliceroles. Las HDL tienen el contenido más bajo de triacilglicerol. 60-B.

En la oxidación de los ácidos grasos, la CATI cataliza la transferencia de grupos acilo del acilo graso-CoA a la carnitina para formar acilo graso-carnitina. La CATI es inhibida por la malonil-CoA. Los ácidos grasos son activados por el ATP y la CoA para formar un acilo graso-CoA. 61-B.

La acetil-CoA es el producto final en la oxidación de los ácidos grasos de cadena par. La oxidación de los ácidos grasos de cadena impar produce acetil-CoA y propionil-CoA. La malonil-CoA es un producto intermedio de la síntesis de ácidos grasos. La enoil-CoA y la β -hidroxiacil-CoA son productos intermedios de la oxidación de los ácidos grasos. 62-A.

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BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

La oxidación de ácidos grasos de cadena muy larga tiene lugar en los peroxisomas y no genera ATP. La oxidación se produce en el  α -carbono, de modo que el ácido graso es degradado de un carbono en un carbono, y produce CO2. 63-D.

La oxidación de los ácidos grasos proporciona una fuente abundante de ATP. El ATP neto producido a partir del palmitato es de 129. Para activar el palmitato a palmitoil-CoA se utilizan 2 ATP, y la oxidación del palmitoil-CoA a CO2 y H2O genera 131 ATP (131 − 2 = 129). 64-E.

La acil-CoA deshidrogenasa es la enzima que cataliza el primer paso de la β-oxidación de los ácidos grasos. La ácido graso sintasa es la primera enzima implicada en la síntesis de ácidos grasos. Las otras enzimas implicadas en la β-oxidación son: enoil-CoA hidratasa, L-3-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa y β -cetotiolasa. 65-B.

66-A.  A

partir de la acetil-CoA del citosol se sintetiza colesterol. Los triacilgliceroles son producidos a partir de ácidos grasos. LDL y HDL son ejemplos de lipoproteínas, que se componen de triacilgliceroles, colesterol, ésteres de colesterol, fosfolípidos y proteínas. La HMG-CoA es reducida a ácido mevalónico por la HMG-CoA reductasa. Otros productos intermedios de la síntesis de colesterol son: acetil-CoA, escualeno y lanosterol. 67-B.

Las LDL tienen el contenido más alto de colesterol y sus ésteres, y se conocen como lipoproteínas «malas». Los quilomicrones y las VLDL tienen un alto contenido en triacilgliceroles. Las IDL, que derivan de las VLDL, tienen menos de la mitad de triacilglicerol. Las HDL se conocen como lipoproteínas «buenas» porque desde la periferia pueden transportar de nuevo colesterol al hígado para ser excretado o reutilizado. 68-D.

La apo B es la apolipoproteína principal de LDL y VLDL. La apo A es la principal apolipoproteína de las HDL. La apo CII, que es transferida por las HDL a quilomicrones y VLDL, es un activador de la lipoproteinlipasa. La apo E es transferida por las HDL a los quilomicrones en formación para formar quilomicrones maduros. 69-B.

Quilomicrones y VLDL tienen un alto contenido en triacilgliceroles. La lipoproteinlipasa hidroliza los triacilgliceroles de los quilomicrones y las VLDL a ácidos grasos y glicerol. La concentración de colesterol o LDL en sangre no suele incrementarse. 70-C.

Los cuerpos cetónicos son sintetizados a partir de la acetil-CoA. Los triacilgliceroles son sintetizados a partir de ácidos grasos y glicerol. El colesterol es utilizado como columna vertebral de los componentes como las sales biliares y los esteroides. 71-A.

72-A.  Los

cuerpos cetónicos incluyen acetoacetato y 3-hidroxibutirato. El ácido fosfatídico libera fosfato inorgánico para formar diacilglicerol, que está implicado en la síntesis de fosfoglicéridos como la lecitina. La ceramida forma la columna vertebral de los esfingolípidos. El principal componente del surfactante es la dipalmitoil-fosfatidilcolina (DPPC), también llamada lecitina. El ácido fosfatídico está implicado en la síntesis de fosfoglicéridos como el fosfatidilinositol, la fosfatidiletanolamina y la fosfatidilserina. 73-D.

La columna vertebral de los esfingolípidos se compone de ceramida. La β -galactosidasa es importante para la degradación de los esfingolípidos que contienen β-galactosa. Los esfingolípidos se forman a partir de la serina, no del glicerol. Los ácidos grasos de cadena impar son oxidados a acetil-CoA y propionil-CoA. 74-C.

TEST FINAL

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Los pacientes con la enfermedad de Fabry tienen una deficiencia de α-galactosidasa A, el resultado de la cual es la acumulación de glucoesfingolípidos en las células. El ácido fosfatídico es un producto intermedio en la síntesis de fosfoglicéridos. Las fosfolipasas hidrolizan los fosfoglicéridos. La palmitoil-CoA está implicada en la formación de un derivado de la esfingosina, que se combina con otros compuestos para formar esfingolípidos. 75-E.

La fenilalanina hidroxilasa convierte la fenilalanina en tirosina. Una anomalía en esta enzima produce la acumulación de fenilcetonas en la orina, a la cual confiere un olor característico. La fenilcetonuria se trata restringiendo la fenilalanina de la dieta. Tanto la serina como la glicina, la cisteína y la alanina se parecen en tanto que derivan de productos intermedios de la glucólisis. 76-A.

Los aminoácidos liberan el nitrógeno que contienen en forma de amoníaco o de ion amonio, que es tóxico para el sistema nervioso central. El ion amonio (y el aspartato) proporciona el nitrógeno que se utiliza para producir urea. Una dieta alta en proteínas incrementará la producción y la excreción de urea mediante la inducción de las enzimas del ciclo de la urea y el incremento de la disponibilidad de compuestos nitrogenados para ser desaminados. La transaminación se define como la transferencia de grupos amino de un aminoácido a un α -cetoácido. 77-B.

Los aminoácidos con tres ramificaciones son: valina, leucina e isoleucina. Aspartato, citrulina y arginina están implicados en el ciclo de la urea. El glutamato es un aminoácido importante para las reacciones de transaminación. 78-A.

La ornitina sirve como portador y es regenerada en el ciclo de la urea. Serina, glutamato, prolina y leucina no están relacionadas con el ciclo de la urea. 79-D.

El ácido homogentísico es un producto del metabolismo de la tirosina o la fenilalanina. Lisina, treonina, isoleucina y triptófano se parecen en que a partir de todos ellos se puede formar acetil-CoA. 80-A.

La fenilalanina forma tirosina, que forma dopa. A partir de la descarboxilación de la dopa se forma dopamina. La creatina es convertida en creatinfosfato por la creatincinasa. El óxido nítrico induce la relajación del músculo liso. La serotonina es un neurotransmisor derivado del triptófano. El GABA es un neurotransmisor inhibidor producido por descarboxilación del glutamato. 81-C.

82-D.   El

folato es reducido a tetrahidrofolato en dos reacciones consecutivas que requieren NADPH y dihidrofolato reductasa. Los grupos de 1 carbono que recibe el tetrahidrofolato son transferidos a precursores de purina. Las hormonas tiroideas, la melanina, las catecolaminas y la S -adenosilmetionina no transfieren grupos de 1 carbono a los precursores de purina y no son necesarias para la síntesis de ADN y ARN. Cuando los fármacos del grupo de los nitratos entran en la sangre, liberan óxido nítrico, que relaja la musculatura lisa vascular. La nitroglicerina sublingual se utiliza para dilatar las arterias coronarias si un paciente puede estar sufriendo un infarto de miocardio. El creatinfosfato se produce en el corazón, el cerebro y el músculo esquelético. La S -adenosilmetionina proporciona grupos metilo a varios compuestos. El glutatión reduce proteínas oxidadas. La melatonina es de gran importancia en el ciclo día-noche y deriva de la serotonina (que deriva del triptófano). 83-E.

Las hormonas tiroideas (T3 y T4) se producen por la yodación de residuos de tirosina y las reacciones de acoplamiento subsiguientes. La melanina forma pigmentos en la piel y el pelo y deriva de la dopa. Dopamina, noradrenalina y adrenalina son catecolaminas. 84-B.

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BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

85-E.  La

histamina causa broncoconstricción, vasodilatación, reacciones alérgicas y producción de ácidos en el estómago. Los bloqueantes de la histamina inhiben esta respuesta. Las catecolaminas son inhibidas por la monoaminooxidasa. La S -adenosilmetionina, el creatinfosfato y la serotonina no están implicados en ninguno de estos procesos. La hipoxantina-guanina fosforribosiltransferasa (HGPRT) y la adenina fosforribosiltransferasa (APRT) son enzimas de recuperación de purina. Las bases purínicas pueden recuperarse al reaccionar con 5’-fosforribosil-1’-pirofosfato para volver a formar nucleótidos. Si las bases purínicas no pueden ser recuperadas debido a una anomalía en una de estas enzimas, las purinas serán convertidas en ácido úrico, que aumentará su concentración en sangre. 86-B.

La adenosina desaminasa convierte la adenosina en inosina. La AMP es degradada a adenosina por eliminación del fosfato por la 5′-nucleotidasa. Hay dos reacciones catalizadas por la purina nucleósido fosforilasa (PNP):  1)   la guanosina es convertida a guanina y ribosa 1-fosfato, y  2)  la inosina es convertida a hipoxantina y ribosa 1-fosfato. Como en el caso de la deficiencia de adenosina desaminasa, la deficiencia de purina nucleósido fosforilasa también causa inmunodeficiencia combinada grave. La hipoxantina es convertida a xantina por la xantina oxidasa. 87-B.

En la síntesis de pirimidina, el orotato reacciona con la 5′-fosforribosil-1 ′-pirofosfato y produce orotidina 5′-fosfato, que es descarboxilada para formar uridinmonofosfato (UMP). Ambas reacciones están catalizadas por la UMP sintasa, que actúa de orotato fosforribosiltransferasa y de OMP descarboxilasa. 88-D.

Cuando se combina con el oxígeno, el grupo hemo da a los eritrocitos su color rojo característico. En la degradación del grupo hemo, éste es oxidado y escindido para producir CO y biliverdina, un pigmento de color verde. La biliverdina es reducida para producir bilirrubina, que tiene un color amarillento. El hierro del grupo hemo se combina con el oxígeno cuando está en su forma ferrosa (Fe2+). El grupo hemo es producido gracias a la enzima ácido  δ -aminolevulínico sintasa. La ceruloplasmina está implicada en la oxidación del hierro. La eritropoyetina induce la síntesis del grupo hemo en la médula ósea. 89-C.

90-E.   El

UDP-glucuronato reacciona con la bilirrubina para formar bilirrubina monoglucurónido. Esta reacción está catalizada por la uridindifosfato gluconiltransferasa de bilirrubina (UDP-GT). La vitamina C incrementa la captación de hierro en el tracto intestinal. En el grupo hemo, el hierro está en el centro del anillo de porfirina. La ceruloplasmina está implicada en la oxidación del hierro. La biotina es un importante cofactor en la carboxilación del piruvato (a oxalacetato), la acetil-CoA (a malonil-CoA) y la propionil-CoA (a metilmalonil-CoA). La tiamina pirofosfato, el fosfato de piridoxal y la vitamina B12 son vitaminas B que también sirven como cofactores para otras enzimas. 91-B.

La vitamina K está implicada en la activación de los precursores de la protrombina y la carboxilación de factores de coagulación. El resultado de la deficiencia de vitamina K es la aparición de problemas hemorrágicos. La vitamina A es necesaria para las reacciones a la luz asociadas a la visión. Las vitaminas B actúan como cofactores de enzimas. La vitamina C es importante para la hidroxilación de residuos prolilo en el colágeno, para la absorción de hierro y como antioxidante. La vitamina D está implicada en el metabolismo del calcio. 92-E.

Aproximadamente 2-3 h después de una comida, el hígado mantiene los niveles normales de glucosa en sangre gracias a la glucogenólisis. A las 30 h, las reservas de glucógeno hepático han disminuido, y la gluconeogénesis se convierte en el proceso principal para el mantenimiento de los 93-B.

TEST FINAL

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niveles normales de glucosa en sangre. Se generan cuerpos cetónicos y se degradan triacilgliceroles; también se incrementa la degradación de proteínas musculares. En estado de saciedad, la insulina aumenta; en estado de ayuno, aumenta el glucagón. 94-B.  En

estado de inanición (3-5 días de ayuno), el cuerpo utiliza sus reservas de grasa como fuente principal de energía, y así conserva las proteínas funcionales. La gluconeogénesis hepática disminuye, se ahorran proteínas musculares y el cerebro utiliza cuerpos cetónicos para obtener energía. La creatinina deriva del creatinfosfato, que deriva de la creatina de los músculos esqueléticos y cardíacos. La excreción de creatinina por el riñón es constante y depende de la masa muscular corporal. Por lo tanto, el aclaramiento de creatinina es utilizado para valorar la función renal. El corazón, el músculo esquelético, el cerebro y el hígado no están implicados en la excreción de creatinina. 95-E.

La insulina se une a un receptor de la superficie celular que actúa como tirosincinasa. Hormonas como la adrenalina y el glucagón activan la adenilato ciclasa, que convierte el ATP en AMPc. Hormonas como la hormona liberadora de tirotropina (TRH) y la oxitocina activan la proteincinasa C. A continuación, otros complejos activan la fosfolipasa C, que escinde el PIP2 en diacilglicerol (DAG) e inositol bisfosfonato (IP3). 96-A.

La aldosterona incrementa la absorción de Na+ en el riñón y se reabsorbe agua. El resultado es un incremento del volumen y presión sanguíneos. La hormona del crecimiento estimula la liberación de factores de crecimiento de tipo insulina y es responsable del crecimiento y el desarrollo propiamente dichos. La hormona estimulante del tiroides estimula la liberación de T3 y T4 en el tiroides, que incrementan la tasa metabólica basal. Los glucocorticoides son importantes en la respuesta al estrés. La adrenalina es la hormona responsable del comportamiento de «lucha o huida», y estimula la glucogenólisis y la lipólisis. 97-D.

Una subida de LH a la mitad del ciclo menstrual estimula la salida del óvulo del folículo. Inicialmente, la FSH actúa en los folículos inmaduros para promover la maduración. El estradiol induce un engrosamiento del endometrio, que se vasculariza para prepararse para la implantación. Después de la ovulación, el folículo residual secreta progesterona y estradiol. La progesterona también induce el engrosamiento y vascularización del endometrio. 98-C.

99-C.   La

5-α-reductasa convierte la testosterona en un andrógeno más potente, la dihidrotestosterona (DHT). La DHT es responsable de la masculinización y el crecimiento de la próstata. La LH estimula las células de Leydig para que produzan y secreten testosterona. La FSH actúa en las células de Sertoli para promover la síntesis de ABP. La progesterona y el estradiol no se ven afectados por la acción de la finasterida. La calcitonina inhibe la liberación de calcio del hueso y, por lo tanto, disminuye la concentración de calcio a través de la estimulación de su excreción en la orina. Por esta razón, la calcitonina, el calcio y la vitamina D pueden prescribirse para tratar la osteoporosis. En cambio, la hormona paratiroidea promueve la movilización del calcio y el fosfato del hueso, de modo que induce el incremento de la concentración de calcio. Ni la oxitocina, ni la prolactina ni el estradiol son importantes para la regulación de la concentración de calcio. 100-D.

El ARN mensajero tiene una estructura Cap con una cola poli(A). El ADN nuclear es la forma B y contiene 10 pares de bases por vuelta. El ADN mitocondrial es bicatenario y circular. El ARN 101-C.

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ribosómico contiene muchas asas y muchas bases emparejadas. El ARN de transferencia tiene una estructura trilobulada y es relativamente pequeño. Las quinolonas son antibióticos que inhiben la ADN girasa, que es una topoisomerasa que sólo se encuentra en los procariotas. Los humanos tienen diferentes topoisomerasas de las de los procariotas. Durante la replicación del ADN, una helicasa desenrolla la hélice y las proteínas de unión a ADN monocatenario lo mantienen en una conformación monocatenaria. La ADN polimerasa I está implicada en la reparación durante la síntesis de ADN. La ADN polimerasa III es la enzima de replicación. 102-C.

La ARN polimerasa se une a la región promotora para la síntesis de ARN. La caja TATA está localizada en la cadena unos 25 pares de bases más allá del punto de inicio de la transcripción en dirección 5′. La caja CAAT está localizada unos 70 pares de bases en dirección 5′desde el punto de inicio de la transcripción. Una secuencia consenso es la secuencia de bases más frecuente en una zona o región concreta en todos los ADN secuenciados. Una secuencia potenciadora es una secuencia de ADN que estimula la tasa de transcripción. 103-A.

Los ARNPsn están implicados en el corte y empalme del ARN. Se añade una cola poli(A) al extremo 3′ del transcrito. El ARNhn contiene intrones que son cortados en una estructura en lazo; sólo los exones restantes se combinan para formar ARNm. El cor te y empalme del ARN tiene lugar en el núcleo y, cuando se ha completado, el ARNm deja el núcleo para ir al citoplasma. El ARNhn siempre tiene un tamaño igual o superior al del ARNm. 104-B.

En la reparación del ADN están implicadas endonucleasas, exonucleasas, una ADN polimerasa y una ligasa. Las hebras conductora y retardada y los fragmentos de Okazaki están implicados en la síntesis de ADN. La transcriptasa inversa convierte ARN en ADN. Un transposón es un gen saltador o un elemento móvil de ADN que facilita el movimiento de genes. 105-B.

106-A.  Una

mutación de aminoácido o de sentido equivocado ocurre cuando un aminoácido es sustituido por otro. En el caso de la anemia drepanocítica, una T sustituye a una A en el gen de la β-globina, y esto hace cambiar el codón GAG (glutamato) por el GTG (valina). Una mutación sin sentido o finalizadora provoca la prematura finalización de la cadena polipeptídica en crecimiento (el aminoácido correcto es sustituido por un codón de detención o finalización). Las inserciones consisten en la adición de una o más bases al ADN. Las deleciones consisten en la eliminación de una o más bases del ADN. Las mutaciones de desplazamiento del marco de lectura se producen cuando el número de bases añadidas o eliminadas no es múltiplo de tres. La traducción se inicia cuando el metionil-ARNtiMet se une a una pequeña subunidad ribosómica. El alargamiento se produce por la unión de aminoacil-ARNt al lugar A, la formación de un enlace peptídico y la translocación de peptidil-ARNt al lugar P. La traducción termina cuando un codón de terminación ocupa el lugar A. 107-A.

Una secuencia señal hidrófoba en el extremo terminal de una proteína secretora induce el paso de la proteína recién sintetizada a la luz del RER. La secuencia señal se escinde, de modo que la proteína puede ser glucosilada en el RER. El factor de iniciación, el factor de alargamiento y la peptidiltransferasa están implicados en la síntesis de proteínas. Un polisoma es un complejo de ARNm con múltiples ribosomas. 108-D.

  El operón  lac  es inducible, pero sólo en ausencia de glucosa. Si no hay glucosa pero hay otro glúcido disponible, E. coli   produce las proteínas que permiten a la célula obtener energía de di109-C.

TEST FINAL

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cho glúcido. La unión del represor al operador inhibe la transcripción. La alolactosa activa el operón lac . La ARN polimerasa se une al promotor para transcribir el operón. En los procariotas, la transcripción y la traducción se producen al mismo tiempo. Los eucariotas contienen núcleos, de modo que la transcripción es un proceso separado de la traducción. En los eucariotas, la mayoría de las células son diploides, y cada gen tiene su propio promotor; además, el ADN está ligado a complejos de histonas y los genes contienen intrones. Estas características no son cier tas en cambio para los procariotas. 110-A.

Los factores nucleares de transcripción contienen determinadas formas o motivos de aminoácidos que les permiten unirse al ADN. No contienen estos motivos los factores de crecimiento, las proteínas de transducción de señal, los reguladores del ciclo celular y los genes supresores de tumores. 111-C.

bcl-2 es un gen antiapoptótico. Rb es un gen supresor de tumores asociado al retinoblastoma. EGF es un factor de crecimiento epidérmico. El cromosoma Philadelphia es el resultado del gen bcr-abl y está asociado con la leucemia mielógena crónica. Ras es el oncogén que con mayor frecuencia está mutado en el cáncer. 112-C.

Las citocinas proapoptóticas, los TNF y el ligando Fas activan las enzimas proapoptóticas llamadas caspasas. Las caspasas son proteínas que tienen actividad de cisteína proteasas y ácido aspártico proteasas; el resultado es la ADN fragmentación del ADN. Bax es un gen proapoptótico activado por p53. 113-A.

 Con un anticuerpo monoclonal, el trastuzumab, se trata el cáncer derivado del oncogén HER2/neu. La radiación ionizante con rayos X y  γ  daña directamente el ADN; el resultado es la carcinogénesis. Se ha demostrado que un inhibidor de la tirosincinasa, por ejemplo el mesilato de imatinib, es efectivo en el tratamiento de la leucemia milógena crónica. Los retrovirus tienen potencial carcinógeno debido a que insertan elementos reguladores al lado de los protooncogenes celulares o a que expresan homólogos (v-oncs) víricos de protooncogenes celulares (c-oncs). BRCA-1 es un gen de reparación de ADN asociado al cáncer de mama y ovario de tipo familiar. No se conoce asociación directa alguna entre BRCA-1 y HER2/neu. 114-D.

El producto del gen de la neurofibromatosis (gen NF1) tiene actividad GTPasa intrínseca, ya que activa la función GTPasa de Ras y convierte GTP en GDP. El resultado es la supresión de la función promotora del crecimiento de Ras. El gen 1 (TW1) del tumor de Wilms está mutado en la mayor parte de tumores renales en niños. La ciclina D es un regulador de la transición de G1 a S, y en tumores se observa con frecuencia un incremento de su expresión. Rb, el gen del retinoblastoma, es un gen supresor de tumores que actúa como regulador negativo del crecimiento celular. p53 funciona como «portero» de la proliferación celular. p53 garantiza la adecuada reparación del ADN antes de que se ponga en marcha el ciclo celular y, si no se puede reparar el ADN, este gen induce los genes proapoptóticos para que se produzca la muerte celular. 115-C.

  La prueba del VIH empieza con un análisis ELISA. Si el ELISA es positivo, se realiza un transferencia Western. Si la transferencia Western es positiva (si el suero del paciente contiene anticuerpos anti-VIH que se unen a los antígenos del VIH en la membrana de nitrocelulosa), entonces se diagnostica al paciente como VIH positivo. La transferencia Northern consiste en la hibridación de una prueba de ADN o ARN con ARN en una membrana de nitrocelulosa. La transferencia Southern consiste en la hibridación de una prueba de ADN con ADN en una membrana de nitrocelulosa. La electroforesis en gel separa ADN, ARN o proteínas en función de su tamaño molecular. Primero 116-C.

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BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

se realiza la prueba en gel y después los componentes son transferidos a una membrana de nitrocelulosa. Una endonucleasa de restricción escinde el ADN en fragmentos. La técnica descrita corresponde a una micromatriz multigénica de ADN. Se obtiene ADNc por transcripción inversa del ARNm antes de ser añadido al chip de ADN. La impresión de huellas de ADN consiste en la detección de un número variable de repeticiones en tándem (VNTR), que difieren de un individuo a otro. La secuenciación de ADN por el método de Sanger o del didesoxinucleótido determina la secuencia de nucleótidos. La clonación de ADN consiste en la inserción de ADN exógeno en un vector de ADN para después insertarlo en una bacteria. A medida que la bacteria crece, el ADN exógeno se replica o se clona. 117-B.

La prueba de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) replica una cantidad grande de ADN a partir de una cantidad pequeña de ADN. El resultado de la expresión de ADN es la generación de ARNm. El genotipado del ADN genómico puede detectar mutaciones o polimorfismos. Los polimorfismos de un único nucleótido son bases únicas en el ADN que difieren en el 99 % de los individuos. Cartografiar el genoma humano es un intento de secuenciar los 3.000 millones de bases que lo forman. 118-C.

Las células madre son pluripotenciales e indiferenciadas que pueden madurar hasta convertirse en diferentes tipos de células. Las células madre embrionarias pueden convertirse potencialmente en una gran variedad de tipos celulares especializados. Las células madre adultas sólo pueden diferenciarse en los tipos celulares especializados del tejido en el cual se han originado. 119-B.

Los polimorfismos de longitud de fragmentos de restricción (RFLP) detectan una mutación que se produce en el lugar de escisión de una enzima de restricción que está dentro de un gen o estrechamente ligada a él. Las repeticiones en tándem son regiones del ADN humano que difieren entre individuos. La amplificación y polimerización del ADN pueden llevarse a cabo durante la PCR. El ADN puede marcarse radiactivamente o con sustratos que cambian de color. 120-B.