Primer parcial de Biología, resuelto paso a paso

El ejercicio junta tres cosas: cuánto agranda el microscopio, cómo se pasa de una unidad a otra, y qué es lo que el aumento no puede arreglar.

a) El aumento total es el producto de las dos lentes: 10 × 100 = 1000×. Se multiplican, no se suman (10 + 100 = 110 es el error típico).

b) 1 µm = 1000 nm, así que 2 µm = 2000 nm. Para ir de una unidad más grande a una más chica se multiplica.

c) La imagen mide el tamaño real por el aumento: 2 µm × 1000 = 2000 µm. Y 1000 µm son 1 mm: 2 mm.

d) No. Lo que limita al microscopio óptico no es el aumento sino la resolución: la distancia mínima a la que dos puntos se ven separados, unos 0,2 µm (200 nm), y sale de la longitud de onda de la luz. El fago mide 80 nm, menos de la mitad.

e) En la centrifugación diferencial cada vuelta es más rápida y más larga, y lo que sedimenta primero es lo más grande y denso: los núcleos. Después, con más velocidad, mitocondrias, lisosomas y peroxisomas; más tarde los microsomas, y al final, con ultracentrífuga, los ribosomas.

Tres muestras, tres tipos de célula: una procariota (la bacteria), una eucariota vegetal (la elodea) y una eucariota animal (la mejilla). Y un virus, que no es ninguna.

a) En las tres. Toda célula fabrica proteínas, y para eso necesita ribosomas. Los de las bacterias son más chicos (70S contra 80S), pero están.

b) Sólo en las eucariotas (elodea y mejilla) el ADN está dentro de un núcleo con envoltura. En la bacteria está en el nucleoide, una zona del citoplasma sin membrana alrededor.

c) Los centríolos son de la célula animal, la de la mejilla. Las plantas con flor no los tienen y arman el huso de la división sin ellos; a cambio, la elodea tiene pared, cloroplastos y vacuola central.

d) El virus no tiene metabolismo propio ni ribosomas: no puede fabricar nada por sí mismo y sólo se multiplica adentro de una célula, usando la maquinaria de ella. Que sea chico no lo descalifica (hay bacterias muy chicas), y que su genoma sea de ARN tampoco: hay virus de ADN y virus de ARN.

e) Individuos de la misma especie que viven en el mismo lugar forman una población. Si se sumaran los peces, los caracoles y las bacterias del acuario sería una comunidad; con el agua, la luz y la temperatura, un ecosistema.

La mayonesa es un problema de agua y aceite, y lo resuelve un fosfolípido. Todo sale de una idea: el agua es polar y se une consigo misma por puentes de hidrógeno.

a) El aceite es apolar: no tiene cargas parciales con las que el agua pueda formar puentes de hidrógeno. Las moléculas de agua quedan unidas entre ellas y dejan al aceite afuera, que por ser menos denso flota. La sal, en cambio, se disuelve porque sus iones (Na⁺ y Cl⁻) quedan rodeados de moléculas de agua que les apuntan su lado de carga contraria.

b) La lecitina es anfipática: una cabeza polar, con el fosfato, y dos colas apolares. En la gotita, las colas se meten en el aceite y las cabezas miran al agua. Así la gotita queda envuelta y no se junta con las otras: la mayonesa no se corta.

c) Los ácidos grasos del aceite de girasol son insaturados: tienen dobles enlaces que hacen un codo en la cola. Las colas dobladas no se apilan bien y las moléculas quedan más separadas: el aceite es líquido. Las grasas animales, con colas saturadas y rectas, se acomodan apretadas y son sólidas a temperatura ambiente.

d) Cada ácido graso se une al glicerol por un enlace éster, y cada enlace se forma liberando una molécula de agua (una condensación). Tres ácidos grasos: 3 moléculas de agua.

e) La sacarosa es un disacárido de glucosa y fructosa. Glucosa y galactosa es la lactosa; dos glucosas, la maltosa.

La receta tiene razón, y la explicación es de enzimas: la bromelina es una proteína que funciona sólo si conserva su forma.

a) El calor desnaturaliza la bromelina: rompe las uniones débiles (puentes de hidrógeno, interacciones entre cadenas laterales) que sostienen su plegado, y con el plegado se pierde el sitio activo. Sin sitio activo no hay catálisis, y el colágeno de la gelatina queda entero para formar la red que cuaja.

b) Desnaturalizar es perder la estructura secundaria, terciaria (y cuaternaria si la hay), pero no la primaria: queda sólo la primaria, porque las uniones peptídicas son covalentes y resisten esa temperatura.

c) Para dejar 4 pedazos de una cadena lineal hay que hacer 3 cortes, y cada corte es la hidrólisis de una unión peptídica, que usa una molécula de agua: 3. Contar 4 es el error típico (se cuentan pedazos en vez de cortes).

d) Con la enzima saturada todos los sitios activos están ocupados todo el tiempo: la reacción va a la velocidad máxima de esa cantidad de enzima, y con más sustrato la velocidad casi no cambia. Para que vaya más rápido habría que poner más enzima.

e) Regla de Chargaff: en el ADN de doble cadena A = T y G = C. Si T = 28 %, A = 28 %, y entre las dos suman 56 %. Quedan 44 % para G + C, que son iguales: G = 22 %.

Todo el ejercicio es ósmosis: el agua va hacia donde hay más solutos, a través de una membrana que la deja pasar a ella más que a los solutos. La hoja mustia perdió agua al sol; el bol decide si la recupera o la sigue perdiendo.

a) El agua de la canilla tiene muchos menos solutos que el interior de las células: es un medio hipotónico, y el agua entra.

b) El agua que entra infla la vacuola y empuja la membrana contra la pared celular, que no cede: la célula queda turgente (la hoja, firme) y no revienta.

c) El agua salada es hipertónica: el agua sale de las células, la vacuola se achica y la membrana se despega de la pared. Es la plasmólisis. La sal casi no entra: lo que se mueve es el agua.

d) Las acuaporinas son canales: el agua pasa a favor de su gradiente, sin gastar energía, ayudada por una proteína. Es difusión facilitada, un transporte pasivo. Un poco de agua también se cuela por la bicapa, pero no es lo que describe el caso.

e) Acumular potasio donde ya hay cien veces más es ir en contra del gradiente, y eso exige transporte activo: una proteína de la membrana que gasta energía (directa o indirectamente, del ATP).

f) Una molécula que no cruza la bicapa actúa desde afuera: se une a un receptor de la membrana, que cambia de forma y dispara una respuesta adentro. Sólo responden las células que tienen ese receptor.

El experimento sigue con una marca dos piezas distintas de la misma molécula: la parte de proteína (leucina) y la de azúcar (galactosa). Cada una entra a la ruta de secreción en un lugar distinto.

a) La galactosa aparece primero en el complejo de Golgi. Los azúcares del final de las cadenas se agregan en el Golgi, mientras la proteína lo atraviesa de la cara cis a la trans.

b) La leucina se incorpora mientras se arma la cadena, y la mucina se fabrica en ribosomas pegados al retículo endoplásmico rugoso: ahí aparece primero. Después pasa al Golgi y a las vesículas.

c) En la exocitosis la membrana de la vesícula se fusiona con la plasmática y pasa a ser parte de ella: la célula gana superficie. Por eso una célula que secreta mucho la recupera por endocitosis.

d) Las hidrolasas de los lisosomas se fabrican en el RER y pasan por el Golgi, donde reciben la marca que las manda al lisosoma y no afuera. Trabajan a pH ácido, adentro del lisosoma.

e) No. Las enzimas del peroxisoma, como la catalasa, se fabrican en ribosomas libres del citosol y entran ya terminadas al peroxisoma. No pasan ni por el RER ni por el Golgi.

La hoja hace las dos cosas a la vez: en los cloroplastos fabrica glucosa con la luz (fotosíntesis) y en las mitocondrias la degrada para fabricar ATP (respiración). La frase de la clase es la trampa del ejercicio.

a) El O₂ sale del agua. En la etapa que depende de la luz, el fotosistema le quita electrones al agua; el agua se rompe en protones y O₂. El CO₂ entra recién en el ciclo de Calvin, y su oxígeno termina en la glucosa (y en agua), no en el aire.

b) La rubisco y todo el ciclo de Calvin están en el estroma, el líquido del cloroplasto que rodea a los tilacoides. En la membrana del tilacoide están los fotosistemas.

c) Cada vuelta del ciclo fija un CO₂. Una glucosa tiene seis carbonos: hacen falta 6 CO₂ fijados (y se gastan 18 ATP y 12 NADPH).

d) La glucólisis, en el citosol, gasta 2 ATP para activar la glucosa y fabrica 4: el saldo es 2 ATP netos, más 2 NADH y 2 piruvatos.

e) La 1 es la mitocondria. El piruvato entra a la matriz, donde está el ciclo de Krebs (dos vueltas por glucosa); la cadena respiratoria y la ATP sintasa están en la membrana interna, plegada en crestas. La glucólisis no ocurre en la mitocondria sino en el citosol.

f) El NADH le entrega sus electrones a la cadena: se oxida (pierde electrones) a NAD⁺. Al final de la cadena el O₂ los recibe y se reduce: con protones forma agua. El CO₂ de la respiración no sale de acá: sale del piruvato y del ciclo de Krebs.

g) Las pruebas de la endosimbiosis son las que la emparentan con una bacteria: ADN circular propio, ribosomas parecidos a los bacterianos, división por fisión y una doble membrana (la interna, de la bacteria; la externa, de la vesícula que la envolvió). Fabricar ATP lo hace cualquier célula, así que no prueba nada: lo que la delata es tener su propio genoma y sus propios ribosomas, como una bacteria.