Liceo miguel de cervantes y saavedra




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Actividad 2. Resuelve los siguientes problemas ( 90 minutos)

  1. Los siguientes esquemas muestran varios aspectos de la organización de las moléculas orgánicas. Compáralos con las descripciones de la tabla 3 y anota en tu cuaderno una característica de cada tipo de molécula, que concluiste de tales dibujos.




CARBOHIDRATOS








Figura 1a. Formación de disacárido a partir de dos monosacáridos




Figura 1b. Estructura de un polisacárido: el almidón













LÍPIDOS








Figura 1c. Formación de un triglicérido a partir de un glicerol y tres ácidos grasos




Figura 1d. Estructura de un fosfolípido




PROTEÍNAS



Figura 1e. (a) Formación de un dipéptido a partir de dos aminoácidos. (b) Esquema de un polipéptido, mostrando la diversidad de tipos de aminoácidos y los extremos terminales













ÁCIDOS NUCLEICOS








Figura 1f. Estructura de un nucleótido




Figura 1g. Organización de una cadena de nucleótidos, para configurar un ácido nucleico



  1. Identifica el grupo al que corresponden las siguientes moléculas orgánicas:














B.









C.






A.




D.




  1. Tanto los polisacáridos como las proteínas son polímeros, vale decir, se componen de muchas subunidades encadenadas. Sin embargo, sólo en el caso de las proteínas el orden de tales subunidades es estrictamente controlado por la información contenida en el ADN, no así en el caso de los polisacáridos. Averigua por qué.





Figura 2a






Figura 2b



Los fosfolípidos poseen una organización que facilita la formación de estructuras con forma de capa
Para que una molécula pueda ser disuelta por el agua, debe compartir una característica con el agua: ser polar. El hecho de ser polar permite que las moléculas de agua establezcan puentes de hidrógeno “entre medio” de las moléculas que se desea diluir, separándolas y generando una solución acuosa. Cuando se piensa en un ejemplo de sustancia que no se diluye en agua, surge la idea del aceite o cualquier sustancia grasa. El problema es que los triglicéridos presentes en un aceite efectivamente tienen una porción polar, que tiene mucha afinidad con el agua. ¿Cómo se explica la conducta del aceite entonces?

Si vuelves a revisar las figuras 1c y 1d, se advierte que los triglicéridos y los fosfolípidos comparten una organización similar: los ácidos grasos quedan reunidos mediante una molécula de glicerol, la que en el caso de los fosfolípidos, además se asocia a un grupo fosfato. De esta manera, un fosfolípido posee una “cabeza” de glicerol y fosfato, adherida a una “cola” formada por dos ácidos grasos.

Actividad 3. Resolver la “paradoja” de los fosfolípidos

Hecho 1: la estructura de los fosfolípidos, ya descrita y esquematizada

Hecho 2: una parte de los fosfolípidos es polar

Hecho 3: pese al hecho 2, los fosfolípidos, al igual que los triglicéridos, no se disuelven en agua
Evidencia experimental 1: Cuando se agrega una pequeña cantidad de moléculas de fosfolípidos en un recipiente con agua, los fosfolípidos se disponen en una capa superficial, tal como se muestra en la figura 2a.

Evidencia experimental 2: Cuando se agrega una mayor cantidad de fosfolípidos en un recipiente con agua, los fosfolípidos adquieren la disposición mostrada en la figura 2b.
Preguntas:

    1. ¿Cuál es la porción polar de un fosfolípido? ¿Cuál sería apolar?

    2. ¿Qué hace que un fosfolípido tienda a quedarse al lado de otro, en forma mas o menos paralela?

    3. Cuando se tienen gotitas esféricas de aceite en un vaso con agua (micelas de triglicéridos), espontáneamente se reunen formando una gota cada vez más grande. ¿Qué sucede si se revuelve el agua con la gota de aceite? ¿Cómo se explican los comportamientos del aceite en agua en base a las evidencias experimentales descritas?

    4. ¿Por qué los triglicéridos y los fosfolípidos no se disuelven en agua?


La capacidad de los fosfolípidos de formar bicapas determina la estructura y función de la membrana plasmática




La membrana plasmática es básicamente una bicapa de fosfolípidos, que junto a proteínas y carbohidratos, configura una barrera que regula el intercambio de sustancias entre la célula y su entorno. Tras desarrollar la actividad 3 debió quedar claro que el hecho que los fosfolípidos se asocien en bicapas es espontáneo y responde a las cualidades anfipáticas de tales moléculas, vale decir, poseen una región polar y otra apolar.

En la figura 3 se señalan los componentes de la membrana plasmática y el rol que le corresponde a cada uno.





Fosfolípidos

Colesterol

Proteínas integrales

Glicolípidos y Glicoproteínas

Estructura

Moléculas anfipáticas, con cabeza hidrofílica y cola hidrofóbica. El tipo de fosfolípido que forma una membrana determina su permeabilidad y flexibilidad. Ver figura 1d

Es un esteroide, que se dispone entre los fosfolípidos, a la altura de la base de la cola. Pueden llegar a ser tan numerosos como los fosfolípidos

Suelen tener formas cilíndricas, que logran al atravesar la bicapa lipídica una o más veces. Son moléculas de alto peso molecular, formados por cientos de aminoácidos

Son carbohidratos unidos a proteínas o lípidos de la membrana formando una “nube superficial de azúcares” que en sus partes más densas se llama glicocálix

Función

La bicapa que organizan permite acomodar las demás moléculas de la membrana y servir como principal mecanismo de aislación de la célula

Aumentan la rigidez y disminuyen la permeabilidad de la membrana

Transporte de sustancias, por ej., iones.

Activación de respuestas celulares (proteínas receptoras)

Reconocimiento de sustancias


Reconocimiento con otras células o moléculas. También se cree que protegen y e impiden interacciones innecesarias

Dato interesante

El REL sólo sintetiza los fosfolípidos de la capa citosólica de la membrana. Los de la capa externa provienen de la interna

La presencia de colesterol en la membrana es exclusivo de las células eucariontes

Hay proteínas integrales que se fijan a la membrana mediante una porción hidrofóbica que sólo tiene afinidad con la parte central de la membrana

Uno de los glicocálix mejor estudiados pertenece a los glóbulos blancos


Actividad 4. Unidad y diversidad de membrana ( 90 minutos)


    1. En el siguiente esquema de una célula animal, marca mediante flechas aquellas estructuras que están formadas de membrana

    2. La tabla 5 señala la composición lipídica aproximada de 3 tipos de membranas celulares. Compara los valores y elabora una hipótesis que dé una explicación frente a las diferencias






Porcentaje de lípido total en peso

Membrana plasmática del glóbulo rojo

Membrana de la mitocondria

Membrana del retículo endoplásmico

Fosfolípidos

60

76

67

Colesterol

23

3

6

Glicolípidos

3

trazas

trazas

Otros

13

21

27



3. Intercambio entre la célula y el ambiente
La membrana presenta permeabilidad selectiva
Tabla 5. Composición lipídica aproximada de diferentes membranas celulares
En el estudio de los organelos, especialmente los que tienen relación con la síntesis de materiales, se hizo evidente la necesidad que la materia prima para que tales estructuras funcionen, proviene del medio que rodea a la célula. Al mismo tiempo, si una célula desea eliminar un desecho o liberar alguna sustancia que ha elaborado, la membrana plasmática será fundamental en el proceso de intercambiar moléculas.

Frente a los mecanismos de intercambio, se dice que la membrana posee permeabilidad selectiva. Permeabilidad selectiva significa que algunas sustancias atraviesan con más facilidad que otras. Por ejemplo, el oxígeno es muy permeable, mientras que el ion sodio posee una permeabilidad reducida y dependiente de mecanismos especiales de ingreso. La siguiente actividad permite comprender por qué algunas sustancias pasan con más facilidad que otras a través de la membrana.
Actividad 5. Causas de la permeabilidad selectiva

En el siguiente esquema se representan la permeabilidad de diversas sustancias a través de la membrana y algunas características de tales sustancias. Tu tarea es explicar las diferencias de permeabilidad a partir de la comparación de las cualidades de las partículas.




Nombre

Fórmula química

Peso molecular

Polaridad

Oxígeno

O2

32

Apolar

Dióxido de carbono

CO2

44

Polar pequeña

Agua

H2O

18

Polar pequeña

Urea

CH4ON2

108

Polar pequeña

Glicerol

C3H8O3

92

Polar pequeña

Triptófano

C11H12O2N2

204

Apolar

Glucosa

C6H12O6

180

Polar grande

Cloruro

Cl-

35

Ion negativo

Potasio

K+

39

Ion positivo

Sodio

Na+

23

Ion positivo
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