Examen Resuelto Selectividad EVAU UCLM Biología 2023/2024

BLOQUE 1. TEST (15 + 2 DE RESERVA). DE LAS 15 PRIMERAS, CONTESTE 10 PREGUNTAS. (2.5 PUNTOS).

1. ¿Cuáles son los bioelementos primarios que constituyen la materia viva?

Respuesta correcta: b. C, H, O, N, S, P.

Razonamiento: Los bioelementos primarios son aquellos que se encuentran en mayor proporción en los seres vivos y son esenciales para la formación de las biomoléculas orgánicas. El carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), azufre (S) y fósforo (P) son los bioelementos primarios, ya que constituyen aproximadamente el 96% de la materia viva. Las demás opciones incluyen elementos que no son considerados primarios o excluyen elementos que sí lo son.

2. ¿Cuál de los siguientes NO es un homopolisacárido?

Respuesta correcta: d. Pectina.

Razonamiento: Los homopolisacáridos son polímeros formados por la unión de un solo tipo de monosacárido. El almidón, la celulosa y la quitina son ejemplos de homopolisacáridos, ya que están formados por la unión de glucosa (almidón y celulosa) o N-acetilglucosamina (quitina). La pectina, en cambio, es un heteropolisacárido, ya que está formada por diferentes tipos de monosacáridos, como el ácido galacturónico, la galactosa y la arabinosa.

3. La actina es una proteína que:

Respuesta correcta: b. Contrae las fibras musculares.

Razonamiento: La actina es una proteína globular que forma los microfilamentos, uno de los componentes del citoesqueleto. En las células musculares, la actina, junto con la miosina, es responsable de la contracción muscular. Las demás opciones describen funciones de otras proteínas: la queratina forma el pelo, las escamas y las uñas; la histona forma parte de la cromatina; y las lipoproteínas transportan lípidos insolubles en la sangre.

4. El dióxido de carbono entra en la célula por:

Respuesta correcta: b. Difusión simple.

Razonamiento: El dióxido de carbono (CO2) es una molécula pequeña y apolar que puede atravesar la bicapa lipídica de la membrana celular por difusión simple. Este proceso no requiere energía ni la participación de proteínas transportadoras, ya que el CO2 se mueve a favor de su gradiente de concentración, desde una zona de mayor concentración a una de menor concentración. Las demás opciones describen mecanismos de transporte que no son aplicables al CO2: la endocitosis es un proceso de transporte en masa; el transporte activo requiere energía y proteínas transportadoras; y los poros son canales proteicos que permiten el paso de moléculas polares.

5. En la telofase:

Respuesta correcta: a. Se forma la membrana nuclear.

Razonamiento: La telofase es la última etapa de la mitosis y de la meiosis II, en la que los cromosomas llegan a los polos opuestos de la célula, la cromatina se descondensa y se forma la envoltura nuclear alrededor de cada conjunto de cromosomas, dando lugar a dos núcleos hijos. La opción b describe un evento de la anafase, la opción c describe la metafase, y la opción d describe la profase.

6. ¿Qué enfermedad se produce por deficiencia de vitamina C?

Respuesta correcta: a. Escorbuto.

Razonamiento: La vitamina C (ácido ascórbico) es esencial para la síntesis de colágeno, una proteína importante para la estructura de los tejidos conectivos. La deficiencia de vitamina C provoca escorbuto, una enfermedad caracterizada por debilidad, hemorragias, problemas en las encías y dificultades en la cicatrización de heridas. Las demás opciones son causadas por deficiencias de otras vitaminas: la anemia perniciosa por deficiencia de vitamina B12, el beriberi por deficiencia de vitamina B1 y la pelagra por deficiencia de vitamina B3.

7. ¿En qué orgánulo de la célula animal se realiza la digestión?

Respuesta correcta: c. Lisosoma.

Razonamiento: Los lisosomas son orgánulos que contienen enzimas hidrolíticas capaces de digerir una gran variedad de macromoléculas, como proteínas, lípidos, carbohidratos y ácidos nucleicos. Los lisosomas se encargan de la digestión intracelular, degradando tanto materiales provenientes del exterior celular (por endocitosis) como componentes celulares envejecidos o dañados. Las demás opciones no son el sitio principal de la digestión celular: las vacuolas almacenan sustancias, el núcleo contiene el material genético y la membrana plasmática regula el paso de sustancias entre el interior y el exterior celular.

8. La enzima que desenrolla la doble hélice en un punto es la:

Respuesta correcta: a. Helicasa.

Razonamiento: La helicasa es la enzima encargada de separar las dos hebras de la doble hélice de ADN durante la replicación. Esta enzima rompe los puentes de hidrógeno que mantienen unidas las bases nitrogenadas de las dos hebras, permitiendo que otras enzimas, como la ADN polimerasa, accedan a las hebras individuales para sintetizar las nuevas hebras complementarias. Las demás opciones son enzimas que participan en otros procesos: la ligasa une fragmentos de ADN, la ADN polimerasa sintetiza nuevas hebras de ADN y la primasa sintetiza cebadores de ARN.

9. Una función de los neutrófilos es:

Respuesta correcta: b. Fagocitar.

Razonamiento: Los neutrófilos son un tipo de glóbulo blanco (leucocito) que forma parte del sistema inmunitario innato. Su principal función es la fagocitosis, es decir, la ingestión y destrucción de microorganismos patógenos, como bacterias y hongos. Las demás opciones son funciones de otros tipos celulares: los basófilos liberan histamina, los linfocitos T producen citoquinas y los mastocitos provocan la vasodilatación.

10. Si muta la región intrónica de un gen, se obtendrá una proteína:

Respuesta correcta: d. Normal, pues el error se transcribe, pero no se traduce.

Razonamiento: Los intrones son secuencias no codificantes dentro de un gen que se transcriben a ARNm, pero se eliminan durante el proceso de maduración del ARNm (splicing) antes de la traducción a proteína. Por lo tanto, una mutación en un intrón no afectará la secuencia de aminoácidos de la proteína, ya que la región mutada no forma parte del ARNm maduro que se traduce. La proteína resultante será normal. Las demás opciones son incorrectas porque asumen que los intrones se traducen o que la mutación se transcribe y se traduce, lo cual no ocurre.

11. ¿Cuál es el rendimiento energético de la fermentación comparado con la respiración aerobia?

Respuesta correcta: c. Menor.

Razonamiento: La fermentación es un proceso anaeróbico (no requiere oxígeno) que produce una cantidad limitada de ATP (2 moléculas de ATP por molécula de glucosa). La respiración aerobia, en cambio, es un proceso aeróbico (requiere oxígeno) que produce una cantidad mucho mayor de ATP (aproximadamente 36-38 moléculas de ATP por molécula de glucosa). Por lo tanto, el rendimiento energético de la fermentación es menor que el de la respiración aerobia. Las demás opciones son incorrectas porque la fermentación no tiene un rendimiento mayor, igual o variable en comparación con la respiración aerobia, sino siempre menor.

12. ¿Cuál es el producto final del metabolismo aerobio de la glucosa?

Respuesta correcta: c. CO2 y H2O.

Razonamiento: El metabolismo aerobio de la glucosa (respiración celular) es un proceso catabólico en el que la glucosa se oxida completamente en presencia de oxígeno para producir energía en forma de ATP. Los productos finales de este proceso son dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O). Las demás opciones son productos de otros procesos metabólicos: el ácido láctico es un producto de la fermentación láctica, el etanol es un producto de la fermentación alcohólica y el acetil-CoA es un intermediario en la respiración celular.

13. ¿Qué tipo de mutación implica la falta de una base en la secuencia de nucleótidos de un gen?

Respuesta correcta: a. Deleción.

Razonamiento: Una deleción es un tipo de mutación génica en la que se pierde uno o más nucleótidos de la secuencia de ADN. La falta de una base en la secuencia de nucleótidos de un gen se clasifica como una deleción. Las demás opciones son otros tipos de mutaciones: la sustitución implica el cambio de una base por otra, la traslocación implica el cambio de posición de un segmento de ADN a otro cromosoma, y la inversión implica la inversión del orden de un segmento de ADN.

14. ¿Qué inmunoglobulina predomina en las secreciones externas como la leche y las lágrimas?

Respuesta correcta: a. IgA.

Razonamiento: La IgA es el principal anticuerpo presente en las secreciones externas, como la saliva, las lágrimas, la leche materna y las secreciones mucosas del tracto respiratorio y digestivo. Su función es proteger las superficies mucosas del cuerpo contra la invasión de patógenos. Las demás opciones son otros tipos de inmunoglobulinas con funciones y localizaciones diferentes: la IgD se encuentra en la superficie de los linfocitos B, la IgG es el anticuerpo más abundante en la sangre y la IgM es el primer anticuerpo que se produce en respuesta a una infección.

15. La matriz de las mitocondrias:

Respuesta correcta: c. Contiene moléculas de ADN.

Razonamiento: La matriz mitocondrial es el espacio interno de la mitocondria, delimitado por la membrana mitocondrial interna. La matriz contiene una gran variedad de enzimas, ribosomas y moléculas de ADN circular, similar al ADN bacteriano. Esta presencia de ADN propio refleja el origen endosimbiótico de las mitocondrias. Las demás opciones son incorrectas: la membrana mitocondrial externa es muy permeable, pero la matriz no lo es; la cadena respiratoria se encuentra en la membrana mitocondrial interna, no en la matriz; y la fosforilación de nucleótidos a partir de ATP ocurre principalmente en el citoplasma, no en la matriz mitocondrial.

PREGUNTAS DE RESERVA: 16 y 17.

16. ¿Qué elementos se consideran parte de la barrera humoral?

Respuesta correcta: d. Complemento y linfocitos B.

Razonamiento: La inmunidad humoral es una rama del sistema inmunitario adaptativo que se basa en la producción de anticuerpos por parte de los linfocitos B. El sistema del complemento es un conjunto de proteínas plasmáticas que se activan en cascada y participan en la destrucción de patógenos, potenciando la acción de los anticuerpos. Por lo tanto, tanto el complemento como los linfocitos B son componentes clave de la inmunidad humoral. Las demás opciones incluyen elementos que no son exclusivos de la barrera humoral: los neutrófilos y basófilos participan en la respuesta innata, las citoquinas son moléculas de señalización en ambos tipos de inmunidad y los linfocitos T pertenecen a la inmunidad celular.

17. ¿Cuál es la función de los lípidos?

Respuesta correcta: d. Todas las anteriores.

Razonamiento: Los lípidos son un grupo diverso de biomoléculas que desempeñan una amplia gama de funciones en los seres vivos. Tienen una función estructural, ya que forman parte de las membranas celulares (fosfolípidos y colesterol). También tienen una función reguladora, ya que algunas hormonas son de naturaleza lipídica (esteroides). Además, los lípidos son una importante fuente de energía de reserva (triglicéridos). Por lo tanto, la respuesta correcta es que todas las funciones mencionadas son desempeñadas por los lípidos.

BLOQUE 2. CONTESTE TRES DE LAS SIGUIENTES CUATRO CUESTIONES CORTAS. (1.5 PUNTOS POR PREGUNTA).

2.1. La hormona insulina se secreta en respuesta a los niveles de glucosa en sangre y regula el metabolismo de la glucosa en el cuerpo.

a. Nombre y describa brevemente el proceso siguiente a la transcripción para dar lugar a la insulina.

Respuesta: El proceso que sigue a la transcripción para dar lugar a la insulina es la traducción. La traducción es el proceso por el cual la secuencia de nucleótidos del ARNm se utiliza para sintetizar una proteína. En el caso de la insulina, el ARNm que se transcribe a partir del gen de la insulina se une a los ribosomas en el citoplasma de las células beta del páncreas. Los ribosomas leen la secuencia de codones del ARNm y, con la ayuda de los ARNt que transportan los aminoácidos correspondientes, van uniendo los aminoácidos en el orden correcto para formar la cadena polipeptídica de la preproinsulina. La preproinsulina luego sufre modificaciones postraduccionales, como el plegamiento y la escisión de péptidos, en el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi para convertirse en insulina madura.

b. Las proteínas pueden presentar diversas estructuras. ¿Qué tipo de interacciones se producen para dar lugar a la estructura secundaria?

Respuesta: La estructura secundaria de una proteína se refiere a la disposición espacial regular y repetitiva de la cadena polipeptídica en regiones localizadas. Los dos tipos principales de estructura secundaria son la hélice alfa y la lámina beta. Estas estructuras se estabilizan principalmente por puentes de hidrógeno que se forman entre los grupos amino (N-H) y carboxilo (C=O) del esqueleto peptídico. En la hélice alfa, los puentes de hidrógeno se forman entre aminoácidos que están separados por cuatro residuos, lo que da lugar a una estructura helicoidal. En la lámina beta, los puentes de hidrógeno se forman entre cadenas polipeptídicas adyacentes o entre segmentos diferentes de la misma cadena, lo que da lugar a una estructura laminar.

c. Explique la relación funcional entre el retículo endoplasmático rugoso, aparato de Golgi y lisosomas.

Respuesta: El retículo endoplasmático rugoso (RER), el aparato de Golgi y los lisosomas son orgánulos que están interconectados funcionalmente en la ruta de síntesis, procesamiento y degradación de proteínas. El RER, que tiene ribosomas adheridos a su superficie, es el sitio donde se sintetizan muchas proteínas destinadas a la secreción o a la membrana plasmática, así como enzimas lisosomales. Estas proteínas son translocadas al lumen del RER, donde se pliegan y sufren modificaciones iniciales, como la glicosilación. Luego, las proteínas son transportadas en vesículas al aparato de Golgi, donde se procesan y modifican aún más. En el aparato de Golgi, las proteínas se clasifican y se empaquetan en vesículas para su transporte a sus destinos finales. Algunas de estas vesículas se convierten en lisosomas, que contienen enzimas hidrolíticas para la digestión intracelular. Los lisosomas pueden fusionarse con vesículas endocíticas que contienen material del exterior celular o con autofagosomas que contienen componentes celulares dañados, degradando su contenido. Por lo tanto, el RER, el aparato de Golgi y los lisosomas trabajan en conjunto para garantizar la síntesis, el procesamiento y la degradación adecuados de las proteínas en la célula.

2.2. Una muestra de que una planta está teniendo problemas en el proceso de la respiración es la decoloración de sus hojas, debido a la falta de producción de clorofila.

a. En las plantas, ¿en qué estructura celular tiene lugar la fase lumínica de la fotosíntesis? ¿Qué productos se obtienen en esta fase?

Respuesta: La fase lumínica de la fotosíntesis tiene lugar en los tilacoides, que son sacos aplanados que forman parte de la estructura interna de los cloroplastos. Los tilacoides se apilan formando estructuras llamadas grana. En la membrana de los tilacoides se encuentran los fotosistemas y la cadena de transporte de electrones, donde se producen las reacciones de la fase lumínica. Los productos que se obtienen en esta fase son ATP (adenosín trifosfato) y NADPH (nicotinamida adenina dinucleótido fosfato reducido). Estos productos se utilizarán posteriormente en la fase oscura (ciclo de Calvin) para la fijación del carbono.

b. Los pigmentos fotosintéticos forman los fotosistemas. ¿Qué son? ¿Cuál es el objetivo fundamental del transporte no cíclico de electrones de la fase luminosa?

Respuesta: Los fotosistemas son complejos proteicos que contienen pigmentos fotosintéticos, como la clorofila a, la clorofila b y los carotenoides, y que se encuentran en la membrana de los tilacoides. Existen dos tipos de fotosistemas: el fotosistema I (PSI) y el fotosistema II (PSII). Cada fotosistema tiene un centro de reacción que contiene una molécula especial de clorofila a (P700 en el PSI y P680 en el PSII) que es capaz de transferir electrones a un aceptor primario de electrones.

El objetivo fundamental del transporte no cíclico de electrones de la fase luminosa es generar un gradiente de protones a través de la membrana del tilacoide y producir NADPH. Este proceso comienza cuando la luz excita los pigmentos del PSII, lo que lleva a la transferencia de electrones desde el P680 a una cadena de transporte de electrones. Los electrones perdidos por el P680 son reemplazados por electrones provenientes de la fotólisis del agua, que libera oxígeno como subproducto. Los electrones son transportados a lo largo de la cadena de transporte de electrones hasta el PSI, generando un gradiente de protones que se utiliza para la síntesis de ATP mediante la ATP sintasa (fotofosforilación). La luz también excita los pigmentos del PSI, y los electrones del P700 son transferidos a otra cadena de transporte de electrones, que finalmente reduce el NADP+ a NADPH.

c. ¿Cómo influye la concentración de CO2 en el proceso de la fotosíntesis? ¿Y la temperatura?

Respuesta: La concentración de CO2 influye directamente en la tasa de fotosíntesis. El CO2 es el sustrato para la enzima RuBisCO en el ciclo de Calvin (fase oscura), donde se fija el carbono para producir azúcares. A bajas concentraciones de CO2, la tasa de fotosíntesis es limitada por la disponibilidad de CO2. A medida que aumenta la concentración de CO2, la tasa de fotosíntesis aumenta hasta alcanzar un punto de saturación, donde otros factores, como la intensidad de la luz o la disponibilidad de agua, se vuelven limitantes.

La temperatura también influye en la tasa de fotosíntesis. Como la fotosíntesis implica reacciones enzimáticas, la temperatura afecta la actividad de las enzimas involucradas. A bajas temperaturas, la actividad enzimática es baja y la tasa de fotosíntesis es lenta. A medida que aumenta la temperatura, la actividad enzimática aumenta y la tasa de fotosíntesis también aumenta, hasta alcanzar una temperatura óptima. Por encima de la temperatura óptima, las enzimas comienzan a desnaturalizarse y la tasa de fotosíntesis disminuye rápidamente. Además, las altas temperaturas pueden provocar un aumento de la fotorrespiración, un proceso que reduce la eficiencia de la fotosíntesis.

2.3. La actriz y cantante Selena Gómez es uno de los rostros conocidos que padecen lupus eritematoso, una enfermedad autoinmune crónica.

a. ¿En qué consiste la autoinmunidad? Ponga un ejemplo de patología autoinmune distinto al del enunciado.

Respuesta: La autoinmunidad es una condición en la que el sistema inmunitario del organismo ataca por error a sus propios tejidos y células. En condiciones normales, el sistema inmunitario distingue entre lo propio y lo ajeno, y solo ataca a los agentes extraños, como bacterias y virus. Sin embargo, en las enfermedades autoinmunes, se produce una pérdida de la tolerancia inmunológica, y el sistema inmunitario reconoce a los componentes del propio organismo como extraños y los ataca, provocando inflamación y daño tisular.

Un ejemplo de patología autoinmune distinto al lupus eritematoso es la artritis reumatoide. En la artritis reumatoide, el sistema inmunitario ataca las articulaciones, provocando inflamación, dolor, rigidez y, eventualmente, deformidad y pérdida de la función articular.

b. ¿Qué diferencia la inmunidad innata de la inmunidad adquirida? Explique los dos tipos de inmunidad adquirida que conoce.

Respuesta: La inmunidad innata es la primera línea de defensa del organismo contra los patógenos. Es una respuesta rápida, no específica, que actúa de forma inmediata ante la presencia de cualquier agente extraño. Está presente desde el nacimiento y no requiere un contacto previo con el patógeno. Incluye barreras físicas (piel, mucosas), químicas (lisozima, pH ácido) y celulares (fagocitos, células NK).

La inmunidad adquirida, también llamada adaptativa, es una respuesta específica que se desarrolla tras el contacto con un patógeno. Es más lenta que la inmunidad innata, pero es más potente y tiene memoria inmunológica, lo que permite una respuesta más rápida y eficaz en futuros encuentros con el mismo patógeno.

Los dos tipos de inmunidad adquirida son:

• Inmunidad humoral: Mediada por anticuerpos producidos por los linfocitos B. Los anticuerpos se unen a los antígenos específicos de los patógenos, neutralizándolos o marcándolos para su destrucción por otras células del sistema inmunitario.
• Inmunidad celular: Mediada por linfocitos T. Los linfocitos T citotóxicos (CD8+) reconocen y destruyen células infectadas por virus o células tumorales. Los linfocitos T cooperadores (CD4+) ayudan a activar otras células del sistema inmunitario, como los linfocitos B y los macrófagos.

c. ¿Qué son los linfocitos T8 (CD8)? ¿Cuál es su participación en la respuesta inmune?

Respuesta: Los linfocitos T8, también conocidos como linfocitos T citotóxicos o CD8+, son un tipo de linfocito T que desempeña un papel crucial en la inmunidad celular. Se caracterizan por expresar la molécula CD8 en su superficie. Su principal función es reconocer y destruir células infectadas por virus, células tumorales o células dañadas.

Los linfocitos T8 reconocen antígenos presentados por moléculas del complejo principal de histocompatibilidad de clase I (MHC-I), que se expresan en la superficie de todas las células nucleadas. Cuando una célula está infectada por un virus, por ejemplo, fragmentos de proteínas virales se unen a las moléculas MHC-I y se presentan en la superficie celular. Los linfocitos T8, a través de su receptor de células T (TCR), reconocen estos complejos MHC-I-péptido viral y se activan. Una vez activados, los linfocitos T8 liberan moléculas citotóxicas, como perforinas y granzimas, que inducen la apoptosis (muerte celular programada) de la célula infectada. También producen citoquinas, como el interferón gamma (IFN-γ), que contribuyen a la respuesta antiviral y a la activación de otras células del sistema inmunitario.

2.4. En una comida familiar en la que se premia la croqueta más buena, Marta ingiere una pastilla de lactasa antes de darse el atracón correspondiente.

a. ¿Qué tipo de biomolécula es la lactosa? Explique su estructura.

Respuesta: La lactosa es un disacárido, es decir, un carbohidrato formado por la unión de dos monosacáridos. En concreto, la lactosa está formada por una molécula de glucosa y una molécula de galactosa unidas por un enlace glucosídico β(1→4). Este enlace se forma entre el carbono anomérico de la galactosa (C1) y el carbono 4 de la glucosa. La fórmula molecular de la lactosa es $C_{12}H_{22}O_{11}$.

b. La lactasa es una enzima. Defina enzima. ¿Cómo influye la temperatura sobre las mismas? ¿y el pH?

Respuesta: Las enzimas son catalizadores biológicos, generalmente de naturaleza proteica, que aceleran la velocidad de las reacciones químicas en los seres vivos. Actúan disminuyendo la energía de activación necesaria para que se produzca la reacción, sin alterar el equilibrio de la misma. Las enzimas son altamente específicas, es decir, cada enzima cataliza una reacción específica o un tipo de reacción.

La temperatura influye en la actividad enzimática. A bajas temperaturas, la actividad enzimática es baja debido a la baja energía cinética de las moléculas. A medida que la temperatura aumenta, la actividad enzimática aumenta, ya que aumenta la frecuencia de colisiones entre la enzima y el sustrato. Sin embargo, existe una temperatura óptima para cada enzima. Por encima de esta temperatura, la enzima comienza a desnaturalizarse, es decir, a perder su estructura tridimensional, lo que provoca una disminución de su actividad hasta su completa inactivación.

El pH también influye en la actividad enzimática. Cada enzima tiene un pH óptimo en el que su actividad es máxima. Los cambios de pH pueden afectar la ionización de los aminoácidos en el sitio activo de la enzima, alterando su capacidad para unirse al sustrato y catalizar la reacción. Los valores de pH extremos pueden provocar la desnaturalización de la enzima y la pérdida de su actividad.

c. En el modelo procariota del operón lac, dentro del contexto de la regulación génica, ¿qué ocurre cuando hay lactosa en el medio? Explique brevemente la estructura del operón lac.

Respuesta: El operón lac es un conjunto de genes en bacterias (como Escherichia coli) que codifican para enzimas involucradas en el metabolismo de la lactosa. Cuando hay lactosa en el medio, esta actúa como inductor del operón lac, permitiendo la expresión de los genes necesarios para su utilización como fuente de carbono.

El operón lac tiene la siguiente estructura:

• Gen regulador (lacI): Codifica para una proteína represora que se une al operador e inhibe la transcripción. No forma parte estrictamente del operón pero regula su expresión.
• Promotor (P): Región del ADN donde se une la ARN polimerasa para iniciar la transcripción.
• Operador (O): Región del ADN que se encuentra entre el promotor y los genes estructurales. La proteína represora se une al operador.
• Genes estructurales (lacZ, lacY, lacA): Codifican para las enzimas β-galactosidasa (lacZ), permeasa (lacY) y transacetilasa (lacA), que participan en el metabolismo de la lactosa.

Cuando hay lactosa en el medio, una pequeña cantidad de lactosa se convierte en alolactosa, que actúa como inductor. La alolactosa se une a la proteína represora, provocando un cambio conformacional que impide que se una al operador. Al no estar el operador bloqueado por el represor, la ARN polimerasa puede unirse al promotor y transcribir los genes estructurales (lacZ, lacY y lacA). Esto da como resultado la síntesis de las enzimas necesarias para el transporte y la metabolización de la lactosa. Cuando la lactosa se agota, la alolactosa deja de unirse al represor, que recupera su forma activa y vuelve a unirse al operador, bloqueando la transcripción de los genes estructurales. De esta manera, la bacteria regula la expresión de los genes del operón lac en función de la presencia o ausencia de lactosa en el medio, optimizando el uso de recursos.

BLOQUE 3. CONTESTE SOLO UNA DE LAS SIGUIENTES DOS CUESTIONES SOBRE IMÁGENES. (2 PUNTOS).

3.1. En la siguiente imagen se muestra la cadena de transporte de electrones.

a. ¿Qué ciclo se representa con el número 1? Enumere dos de sus productos.

Respuesta: El número 1 representa el ciclo de Krebs (también conocido como ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos).

Dos de sus productos son:

• $NADH$: Nicotinamida adenina dinucleótido reducido. Es una coenzima que transporta electrones de alta energía a la cadena de transporte de electrones.
• $FADH_2$: Flavina adenina dinucleótido reducido. Es otra coenzima que transporta electrones a la cadena de transporte de electrones, aunque con un potencial de reducción menor que el NADH.

Otros productos del ciclo de Krebs son el $CO_2$ (dióxido de carbono), que se libera como producto de desecho, y el $GTP$ (guanosín trifosfato), que es una molécula energética equivalente al ATP.

b. En la imagen se representan los 4 complejos de la cadena de transporte electrónico. Explique cuál es la función del complejo I y del complejo III.

Respuesta:

• Complejo I (NADH deshidrogenasa): La función del complejo I es aceptar electrones del NADH producido en el ciclo de Krebs y otras vías metabólicas. El complejo I oxida el NADH a NAD+, y los electrones son transferidos a la ubiquinona (coenzima Q), una molécula transportadora de electrones móvil. Durante este proceso, el complejo I bombea protones (H+) desde la matriz mitocondrial hacia el espacio intermembrana, contribuyendo al gradiente electroquímico de protones.
• Complejo III (citocromo bc1): La función del complejo III es transferir electrones desde la ubiquinona reducida (ubiquinol) al citocromo c. Durante este proceso, el complejo III también bombea protones desde la matriz mitocondrial hacia el espacio intermembrana, contribuyendo al gradiente electroquímico de protones.

c. ¿Dónde se localiza exactamente el citocromo c? Indique su función en este sistema.

Respuesta: El citocromo c se localiza en el espacio intermembrana de la mitocondria, asociado débilmente a la superficie externa de la membrana mitocondrial interna.

La función del citocromo c en la cadena de transporte de electrones es actuar como un transportador de electrones móvil entre el complejo III y el complejo IV. El citocromo c recibe electrones del complejo III y los transfiere al complejo IV (citocromo oxidasa). El citocromo c es una proteína pequeña que contiene un grupo hemo con un átomo de hierro que puede alternar entre los estados de oxidación Fe2+ (reducido) y Fe3+ (oxidado), permitiendo la transferencia de un electrón a la vez.

d. ¿Qué molécula se representa con el número 2? Explique su funcionamiento.

Respuesta: El número 2 representa la ATP sintasa (también conocida como ATPasa o complejo V).

La ATP sintasa es una enzima transmembrana que utiliza el gradiente electroquímico de protones generado por la cadena de transporte de electrones para sintetizar ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico (Pi). Este proceso se conoce como fosforilación oxidativa.

La ATP sintasa tiene dos componentes principales:

• F0: Es un canal de protones transmembrana. El flujo de protones a través de F0, desde el espacio intermembrana hacia la matriz mitocondrial (a favor de su gradiente electroquímico), provoca la rotación de una subunidad de F0.
• F1: Es una subunidad que sobresale hacia la matriz mitocondrial y contiene los sitios catalíticos para la síntesis de ATP. La rotación de la subunidad de F0 induce cambios conformacionales en F1, que a su vez promueven la unión de ADP y Pi y la formación de ATP.

En resumen, la ATP sintasa actúa como un motor molecular que convierte la energía del gradiente de protones en energía química en forma de ATP.

3.2. Conteste a las siguientes cuestiones sobre el empaquetamiento del ADN en las células eucariotas:

a. Indique lo que representan los números 1, 2, 3 y, 4.

Respuesta:

• 1: Representa la doble hélice de ADN. Es la estructura básica del material genético, formada por dos cadenas antiparalelas de nucleótidos unidas por puentes de hidrógeno entre sus bases nitrogenadas complementarias (adenina con timina y guanina con citosina).
• 2: Representa las histonas, que son proteínas básicas alrededor de las cuales se enrolla el ADN. En concreto, se observa un octámero de histonas, formado por dos copias de cada una de las cuatro histonas principales (H2A, H2B, H3 y H4).
• 3: Representa un nucleosoma. Un nucleosoma es la unidad básica de empaquetamiento del ADN en eucariotas y está formado por un segmento de ADN de aproximadamente 147 pares de bases enrollado alrededor de un octámero de histonas (como el que se muestra en el número 2).
• 4: Representa la fibra de cromatina de 30 nm, también conocida como solenoide. Es una estructura formada por la compactación de los nucleosomas, que se enrollan entre sí formando una fibra más gruesa.

b. Indique qué estructura es la letra A y cuáles son sus componentes moleculares.

Respuesta: La letra A representa un cromosoma en su máximo nivel de compactación, como se observa durante la metafase de la mitosis o la meiosis.

Los componentes moleculares de un cromosoma son:

• ADN: Una única molécula de ADN de doble hélice que contiene la información genética. Esta molécula está altamente compactada y organizada gracias a su asociación con proteínas.
• Proteínas: Principalmente histonas, que son proteínas básicas que se unen al ADN y ayudan a su empaquetamiento. También hay proteínas no histónicas, que participan en la regulación de la expresión génica, la replicación del ADN y la estructura del cromosoma.

c. ¿Por qué es importante que el ADN se empaquete de esta manera en las células eucariotas?

Respuesta: El empaquetamiento del ADN en las células eucariotas es crucial por varias razones:

• Compactación: El ADN en las células eucariotas es extremadamente largo. Por ejemplo, el ADN de una célula humana mide aproximadamente 2 metros si se estira completamente. El empaquetamiento permite que esta enorme cantidad de ADN quepa dentro del núcleo celular, que tiene un diámetro de solo unos pocos micrómetros.
• Organización: El empaquetamiento organiza el ADN de manera ordenada, lo que facilita su replicación y transcripción de manera eficiente y precisa.
• Regulación de la expresión génica: El grado de compactación del ADN influye en la accesibilidad de los genes a la maquinaria de transcripción. Las regiones de ADN más compactadas (heterocromatina) son menos accesibles y, por lo tanto, se transcriben menos, mientras que las regiones menos compactadas (eucromatina) son más accesibles y se transcriben más.
• Protección: El empaquetamiento protege al ADN de daños físicos y químicos, como roturas o mutaciones.

d. Indique dos diferencias entre la heterocromatina y eucromatina.

Respuesta:

• Grado de compactación: La heterocromatina es una forma