HARPER: Sección I. Estructuras y funciones de proteínas y enzimas Flashcards
Explique cómo la observación de Büchner durante la primera parte del siglo xx llevó al descubrimiento de los detalles de la fermentación.
Mucho antes de la historia registrada, casi todas las civilizaciones sabían que los azúcares podían convertirse en bebidas alcohólicas. Sin embargo, la capacidad de los científicos antes del siglo xx para descubrir los intermediarios en este proceso fue obstaculizada por la afirmación del gran Louis Pasteur de que la fermentación sólo podía tener lugar en células intactas. El descubrimiento fortuito por los Büchner de que un extracto de levadura libre de células almacenado en una solución de azúcar concentrada produjo etanol y dióxido de carbono permitió a bioquímicos y médicos identificar los intermediarios, las enzimas y los cofactores involucrados en la fermentación y el estrechamente relacionado proceso de la glucólisis.
Mencione algunos de los descubrimientos más tempranos que siguieron al entendimiento de que una preparación libre de células, de células de levadura, podía catalizar el proceso de fermentación.
Pronto se descubrió que la fermentación cesó después de un cierto tiempo, pese a la presencia de abundantes azúcares como sustrato. Sólo cuando se añadió ortofosfato inorgánico se reanudó la fermentación; esta observación llevó rápidamente al aislamiento y la caracterización de cada intermediario de la fermentación y la glucólisis. Además del azúcar inicial y de los productos terminales, etanol o piruvato, todos estos intermediarios son ésteres de fosfato. Experimentos similares con el uso de extractos calentados de levadura facilitaron el descubrimiento del ATP, el ADP y el cofactor NAD.
Nombre algunos de los tipos de preparaciones de tejido que los bioquímicos de principios del siglo xx emplearon para estudiar la glucólisis y la biosíntesis de la urea, y para descubrir las funciones de derivados de vitaminas.
Las preparaciones usadas durante todo el siglo xx para identificar y estudiar los metabolitos y las enzimas de procesos bioquímicos comprenden, en orden decreciente de complejidad:
- Hígado intacto perfundido
- Rebanadas de tejido hepático
- Homogeneizados crudos
- Las porciones particulada y soluble de homogeneizados separados mediante centrifugación de alta velocidad
- Preparaciones de enzima brutas o purificadas.
Describa cómo la disponibilidad de isótopos radiactivos facilitó la identificación de intermediarios metabólicos.
La disponibilidad de isótopos radiactivos de carbono, hidrógeno y fósforo (14C, 3H y 32P) simplificó mucho la capacidad para detectar y aislar los intermediarios de procesos metabólicos como la biosíntesis de colesterol, la biosíntesis de nucleótido, y las vías mediante las cuales aminoácidos individuales son degradados.
Nombre varios de los “errores congénitos del metabolismo” identificados por el médico Archibald Garrod.
Garrod propuso que la alcaptonuria, el albinismo, la cistinuria y la pentosuria eran consecuencias de metabolismo alterado y llamó a estas afecciones “errores congénitos del metabolismo” (un término que hoy llamaríamos “trastornos genéticos del metabolismo”). Las ideas de Garrod proporcionaron un fundamento para el campo en desarrollo de la genética
Cite un ejemplo en el metabolismo de lípidos para el cual el enlace de métodos bioquímicos y genéticos ha contribuido al avance de la medicina y de la bioquímica.
La regulación de la biosíntesis del colesterol ilustra el enlace entre bioquímica y genética. Receptores de superficie celular internalizan colesterol plasmático circulante, que a continuación regula la biosíntesis de colesterol. Como se comenta en capítulos subsiguientes, los individuos con receptores truncados o por lo demás defectuosos no logran internalizar el colesterol y, en consecuencia, sufren hipercolesterolemia extrema.
Nombre varios de los organismos “modelo” intactos cuyos genomas pueden alterarse de manera selectiva para proporcionar información acerca de procesos bioquímicos.
Los organismos modelo más importantes son levadura (p. ej., Saccharomyces cerevisiae), moho de fango (Dictyostelium discoideum), la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) y el gusano redondo pequeño Caenorhabditis elegans. Las ventajas de estos organismos modelo son crecimiento y manipulación fáciles, tiempos de generación breves y la capacidad para generar mutantes que proporcionan información.
La propensión de las moléculas de agua a formar enlaces de hidrógeno una con otra es el factor primario del cual dependen todas las propiedades del agua que siguen, EXCEPTO:
- *A.** Su punto de ebullición atípicamente alto.
- *B.** Su calor de vaporización alto.
- *C.** Su tensión superficial alta.
- *D.** Su capacidad para disolver hidrocarburos.
- *E.** Su expansión en el momento de la congelación.
D.Su capacidad para disolver hidrocarburos.
Ya que los hidrocarburos son insolubles en agua.
De las afirmaciones que siguen, seleccione la que es INCORRECTA.
- *A.** Las cadenas laterales de los aminoácidos cisteína y metionina absorben luz a 280 nm.
- *B.** La glicina a menudo está presente en regiones donde un polipéptido forma una flexión aguda, lo cual revierte la dirección de un polipéptido.
- *C.** Los polipéptidos se nombran como derivados del residuo aminoacilo C terminal.
- *D.** Los átomos de C, N, O y H de un enlace peptídico son coplanares.
- *E.** Un pentapéptido lineal contiene cuatro enlaces peptídicos.
A. Las cadenas laterales de los aminoácidos cisteína y metionina absorben luz a 280 nm.
Ya que la fenilalanina, la tirosina y el triptófano son los únicos aminoácidos de proteína que absorben luz a 280 nm.
De las afirmaciones que siguen, seleccione la que es INCORRECTA.
- *A.** Los amortiguadores del tejido humano son bicarbonato, proteínas y ortofosfato.
- *B.** Un ácido débil o una base débil muestra su mayor capacidad de amortiguación cuando el pH es igual a su pKa más o menos una unidad de pH.
- *C.** El pH isoeléctrico (pI) de la lisina puede calcularse al usar la fórmula (pK2 1 pK3)/2.
- *D.** La movilidad de un ácido débil monofuncional en un campo eléctrico de corriente continua alcanza su máximo cuando el pH de su ambiente circundante es igual a su pKa.
- *E.** En aras de la sencillez, las potencias de las bases débiles por lo general se expresan como la pKa de sus ácidos conjugados.
D. La movilidad de un ácido débil monofuncional en un campo eléctrico de corriente continua alcanza su máximo cuando el pH de su ambiente circundante es igual a su pKa.
Puesto que a su pKa un ácido débil no porta carga neta, su movilidad sería en esencia de cero en un amortiguador cuyo pH fuera igual a la pKa.
De las afirmaciones que siguen, seleccione la que es INCORRECTA.
- *A.** Si la pKa de un ácido débil es de 4.0, 50% de las moléculas estará en el estado disociado cuando el pH del ambiente circundante es de 4.0.
- *B.** Un ácido débil con una pKa de 4.0 será un amortiguador más eficaz a pH de 3.8 que a pH de 5.7.
- *C.** A un pH igual a su pI, un polipéptido no porta grupos cargados.
- *D.** Los ácidos y bases fuertes se denominan así porque se disocian por completo cuando se disuelven en agua.
- *E.** La pKa de un grupo ionizable puede estar influida por las propiedades físicas y químicas de su ambiente circundante.
C. A un pH igual a su pI, un polipéptido no porta grupos cargados.
Ya que la distinción importante aquí es entre “carga” y “carga neta”. A su pI un aminoácido típico contiene un número igual de cargas positivas y negativas y, así, está cargado, pero no tiene carga netageneral.
De las afirmaciones que siguen, seleccione la que es INCORRECTA.
A. Un objetivo importante de la proteómica es identificar todas las proteínas presentes en una célula bajo diferentes condiciones, así como sus estados de modificación.
B. La espectrometría de masa ha reemplazado en su mayor parte al método de Edman para la secuenciación de péptidos y proteínas.
C. El reactivo de Sanger fue una mejoría del método de Edman porque el primero genera un amino terminal nuevo, lo que permite que tengan lugar varios ciclos de secuenciación consecutivos.
D. Dado que la masa es una propiedad universal de todos los átomos y moléculas, la espectrometría de masa es ideal para la detección de modificaciones postraduccionales en proteínas.
E. Los espectrómetros de masa de tiempo de vuelo aprovechan la relación F 5 ma.
C. El reactivo de Sanger fue una mejoría del método de Edman porque el primero genera un amino terminal nuevo, lo que permite que tengan lugar varios ciclos de secuenciación consecutivos.
Ya que durante la secuenciación de una proteína la técnica de Edman comprende derivatización sucesiva y eliminación de residuos N terminales sucesivos.
¿Por qué el aceite de oliva añadido a agua tiende a formar gotas grandes?
Las moléculas que son no polares tienden a autoasociarse en un ambiente acuoso. Una gota grande minimiza el área de superficie en contacto con el agua. Dado que las moléculas de agua en una interfaz lipídica tienen menos posibilidades de unión a hidrógeno (esto es, tienen grados de libertad reducidos), una gota grande maximiza el número de moléculas de agua libres para optimizar sus interacciones de enlace de hidrógeno, una situación que es termodinámicamente favorecida.
¿Qué distingue una base fuerte de una base débil?
La distinción se basa en qué tan completamente una base se disocia en solución. Una base fuerte está en esencia disociada por completo en solución; por ejemplo, el hidróxido de sodio existe en solución como iones sodio y iones hidróxido. En contraste, una base débil, como el hidróxido de bario, se disocia sólo parcialmente en solución. Casi toda permanece como Ba(OH)2. Consideraciones similares distinguen ácidos fuertes y débiles.
De las afirmaciones que siguen, seleccione la que es INCORRECTA.
A. La cromatografía de intercambio iónico separa proteínas con base en el signo y la magnitud de su carga a un pH dado.
B. La electroforesis en gel bidimensional separa proteínas primero con base en sus valores de pI, y en segundo lugar con base en su proporción entre carga y masa con el uso de SDS-PAGE.
C. La cromatografía de afinidad explota la selectividad de interacciones entre proteína y ligando para aislar una proteína específica de una mezcla compleja.
D. Muchas proteínas recombinantes se expresan con un dominio adicional fusionado a su N terminal o C terminal. Un componente común de estos dominios de fusión es un sitio de unión a ligando diseñado expresamente para facilitar la purificación mediante cromatografía de afinidad.
E. Después de purificación mediante técnicas clásicas, la espectrometría de masa en tándem típicamente se usa para analizar péptidos homogéneos individuales derivados de una mezcla de proteínas compleja.
E. Después de purificación mediante técnicas clásicas, la espectrometría de masa en tándem típicamente se usa para analizar péptidos homogéneos individuales derivados de una mezcla de proteínas compleja.
Ya que las mezclas complejas de péptidos pueden separarse mediante espectrometría de masa en tándem sin su purificación previa.
