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• Alejandro Reyes

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GUÍA DE ESTUDIO Proteínas Estructura y

LAS PROTEÍNAS FIBROSAS ESTRUCTURALES (4.3)

SE

HAN

No.5: Función

ADAPTADO

PARA

FUNCIONES

1. ¿Qué tipo de aminoácidos conforman en general las proteínas fibrosas? ¿Qué propiedades en relación a la solubilidad genera esto? a-queratina: Ala, Val, Leu Ile, Met y Phe en a-queratina duras: Cys Colágeno: Ala, Gly, Pro y-Hyp (4-hidroxiprolina). Tambien Hys, Lys y Hylys (5-Hidroxilisina). Fibroína de la seda: Gly y Ala * Todas las proteínas fibrosas son insolubles en agua, una propiedad debida a la elevada concentración de residuos aminoácidos hidrofobicos presentes tanto en el interior como en la superficie de estas proteínas. 2. ¿En qué tipo de organismos se puede encontrar alfa-queratina? ¿En que organos derivados se encuentra? En mamíferos, presente en cabello, plumas, lana, uñas, garras, cuernos, pezuñas, citoesqueleto de las células animales. 3. Describa la estructura secundaria y terciaria de la queratina ¿Qué estabiliza la estructura cuaternaria? ¿Qué relación guarda la cantidad de enlaces covalentes con la fuerza? Un polipeptido individual de a-queratina superenrollada presenta una estructura terciaria relativamente simple, dominada por la estructura secundaria de la hélice a con su eje helicoidal adaptado a una superhelice levógira. El trenzado de los dos polipeptidos den hélice a es un ejemplo de estrutura cuaternaria. Los superenrollamientos de este tipo se presentan con frecuencia en los elementos estructurales de las proteínas filamentosas y en la proteína muscular miosina. La estructura cuaternaria de la a-queratina puede ser muy compleja. Muchas estructuras superenrolladas pueden formar grandes complejos supramoleculares del mismo modo en que la a-queratina forma los filamentos intermedios del pelo. La resistencia de las proteínas fibrosas se refuerza también gracias a entrecruzamientos covalentes entre las cadenas polipeptidicas que forma las sogas o trenzas de hélices múltiples y entre cadenas adyacentes de una súper estructura moléculas. En las a-queratinas, los entrecruzamientos que estabilizan la estructura cuaternaria son enlaces disulfuro. 4. El colágeno forma parte del tejido conectivo ¿Qué tejidos se clasifican como tejido conectivo? Tendones, cartílagos, matriz organica de los huesos, y cornea del ojo.

5. Describa la estructura secundaria y terciaria del colágeno. La helice del colágeno es una estructura secundaria única, bastante distinta de la helice a. Es levógira y tiene tres residuos aminoácidos por vuelta. El colágeno también es una estructura superenrollada pero con estructuras terciaria y cuaternaria distintas: tres cadenas polipeptidicas separadas, denominadas cadenas a (no deben confundirse con hélices a), están superenrolladas una alrededor de la otra. En el colágeno el enrollamiento superhelicoidal es dextrógiro, en sentido opuesto a la helice levógira de las cadenas a. El

estrecho empaquetamiento de las cadenas a en la triple helice del colágeno proporciona más fuerza de tensión que un cable de acero de idéntica sección. 6. ¿Cuántos tipos de colágeno existen? Existen muchos tipos de colágeno en vertebrados. Por lo general contienen cerca de un 35% de Gly, 11% de Ala y 21%pro y de 4-Hyp. 7. ¿Cuál es el tripéptido repetitivo en la mayoría de colágenos? La secuencia de aminoácidos del colágeno consiste generalmente en la repetición de un tripeptido del tipo Gly-X-Y donde X es a menudo Pro e Y es a menudo 4-Hyp. Solo los residuos de Gly pueden acomodarse en las estrechas uniones entre las cadenas a individuales. Los residuos Pro y 4-Hyp permiten el marcado giro de la helice del colágeno. 8. ¿Por qué la 4-hidroxiprolina es una aminoácido importante para la fuerza y rigidez del colágeno? ¿Qué tipo de aminoácido es? ¿Cómo se forma? Es una aminoácido no estándar. Derivado de la prolina (4R)-L-hidroxiprolina, que tiene un papel esencial en el plegamiento del colágeno y en el mantenimiento de su estructura. El anillo de prolina se encuentra normalmente como una mezcla de dos conformaciones no planares denominadas Cy-endo y Cy-exo. La estructura de la hélice del colágeno exige que los residuos Pro en las posiciones Y estén en la conformación Cy-exo y esta es la conformación impuesta por la hidroxilacion en C-4 de la 4-Hyp. L a estructura del colágeno exige que los residuos Pro en la posición X estén en la conformación Cy-endo; la introducción de 4-Hyp en esta posición podría desestabilizar la hélice. La incapacidad de hidroxilar Pro en posición Y en ausencia de vitamina C provoca la inestabilidad del colágeno y los problemas de tejido conjuntivo. 9. Para las patologías asociadas con defectos en el colágeno (escorbuto, osteogénesis imperfecta y Sdme. De Ehlers-Danlos) indique: brevemente en que consiste y el defecto que la ocasiona. La osteogénesis imperfecta se caracteriza por la formación anormal de los huesos en bebés, existen al menos ocho variantes de esta enfermedad en la población humana, con grados diversos de gravedad. El síndrome de Ehlers-Danlos, del que se conoce al menos seis variantes en la población humana, produce debilidad en las articulaciones. Son el resultado de la sustitución de una única Gly en una cadena a de una u otra proteína de colágeno por un residuo aminoácido con un grupo R más voluminoso como Cys o Ser, sustituyéndose un residuo Gly diferente en cada caso. Estas sustituciones de un solo residuo tienen un efecto catastrófico sobre la función del colágeno, pues destruyen la estructura repetitiva Gly-X-Y que confiere al colágeno su estructura helicoidal única. La glicina debido a su papel en la triple hélice del colágeno, no puede ser sustituida por ningún otro residuo aminoácido sin un efecto perjudicial en la estructura. El escorbuto está causado por una deficiencia en vitamina C o ácido ascórbico. La vitamina C es necesaria para, entre otras cosas, la hidroxilacion de prolinas y lisinas del colágeno, el escorbuto es una enfermedad carencial caracterizada por la degeneración general del tejido conjuntivo. El anillo de prolina se encuentra normalmente como una mezcla de dos conformaciones no planares denominadas Cy-endo y Cy-exo. La estructura de la hélice del colágeno exige que los residuos Pro en las posiciones Y estén en la conformación Cy-exo y esta es la conformación impuesta por la hidroxilacion en C-4 de la 4-Hyp. L a estructura del colágeno exige que los residuos Pro en la posición X estén en la conformación Cy-endo; la introducción de 4-Hyp en esta posición podría desestabilizar la hélice. La incapacidad de hidroxilar Pro en posición Y en ausencia de vitamina C provoca la inestabilidad del colágeno y los problemas de tejido conjuntivo observados en el escorbuto.

10. ¿Qué organismos pueden producir fibroína? ¿Qué estructura secundaria conforma la fribroína? ¿Qué aminoácidos son frecuentes encontrar? ¿Por qué la proteína posee un alto grado de flexibilidad? La fibroina , la proteína de la seda, es producida por los insectos y las arañas. Sus cadenas polipeptidas están mayoritariamente en conformación B. la fibroina es rica en residuos Ala y Gly, este hecho que permite un empaquetamiento compacto de las hojas B y una disposición indentada de los grupos R. El uso exhaustivo de la capacidad de formación de enlaces de hidrogeno entre todas las uniones peptídicas de los polipeptidos de cada hoja b y la optimización de las interacciones de van der Walls entre las hojas estabilizan la estructura global. La seda no se estira ya que la conformación b ya está muy extendida. Sin embargo, la estructura es flexible debido a que las hojas se mantienen unidas mediante numerosas interacciones débiles en lugar de enlaces covalentes tales como los puentes disulfuro de las a-queratinas. 11. Defina: ligando y sitio de unión ¿Qué características deben tener? Ligando: molécula unida de manera reversible por una proteína Sitio de unión: lugar de la proteína en donde se une el ligando. El sitio de unión y el ligando deben ser complementarios en tamaño, forma, carga y carácter hidrofóbico o hidrofílico. Además la interacción es específica: la proteína puede discriminar entre las miles moléculas diferentes de su entorno y unir selectivamente solo una o unas pocas. Una proteína determinada puede tener diferentes sitios de fijación para diferentes ligandos. Estas interacciones moleculares específicas son cruciales para mantener el alto grado de orden en un sistema vivo. 12. ¿Cuántos sitios de unión puede tener una proteína? Una proteína determinada puede tener diferentes sitios de unión para diferentes ligandos, depende de la especificidad de la proteína. 13. Defina encaje inducido La adaptación estructural que se produce entre la proteína y el ligando 14. ¿Qué datos aporta las constantes de asociación y disociación de una proteína? La constante de asociación describe el equilibrio existente entre el complejo y sus componentes libres no unidos. También proporciona una medida de la afinidad del ligando por la proteína. La constante de disociación es la constante de equilibrio para la liberación del ligando. También equivale a la concentración molar del ligando a la cual la mitad de los sitios de fijación de ligando disponibles están ocupados.

15. ¿Cuál es la función de mioglobina y la hemoglobina? ¿Por qué razón el oxígeno requiere de un transportardor?

La mioglobina monomérica facilita la difusión de oxígeno en el tejido muscular. La hemoglobina tetramérica es responsable del transporte de oxígeno en el torrente circulatorio. Porque el oxígeno no es muy soluble en agua y no puede transportarse a los tejidos en cantidad suficiente por simple disolución en el suero sanguíneo.

16. Describa la estructura del grupo hemo ¿Cuál es la función de los nitrógenos presentes en los anillos pirrolicos que se unen a los cuatro enlaces de coordinación con el hierro? ¿Por qué es importante esta función? ¿Qué es una metaglobina? El grupo hemo es un grupo prostético. Tiene una estructura de anillo orgánico complejo, la protoforpirina, a la que está unido un único átomo de hierro en su estado ferroso Fe2+ Dicho átomo de hierro tiene seis enlaces de coordinación, cuatro con átomos de nitrógeno que forman parte del sistema plano del anillo de porfirina y dos perpendiculares a la porfirina. Los átomos de nitrógeno coordinados (que tienen carácter de dadores de electrones) ayudan a evitar la conversión del hierro hemo al estado férrico Fe 3+. Es importante porque el hierro en estado Fe2+ une oxígeno de manera reversible, mientras que en el estado Fe3+ no une oxígeno. La metahemoglobina es el grupo hemo con hierro en estado férrico (Fe 3+), es decir que pierde su afinidad por el oxígeno.

17. ¿De qué forma interactúa el grupo hemo con la mioglobina y hemoglobina? ¿Cuál es la función de la Histidina distal y la Histidina proximal? En la mioglobina la molécula de hemo está profundamente sepultada en el polipéptido plegado, sin que haya un camino directo para el oxígeno desde la disolución hasta el sitio de fijación del ligando. La hemoglobina es una proteína tetramérica que contiene cuatro grupos prostéticos hemo, cada uno asociado a una de las cadenas polipeptídicas. La His distal: forma un enlace de hidrógeno con el O 2 pero puede impedir la formación del enlace lineal del CO. La His proximal: dos enlaces de coordinación del grupo hemo, perpendiculares al hemo, se establecen con el nitrógeno de la cadena lateral de la histidina proximal y con el oxígeno.

18. ¿Cuál es la composición de la estructura cuaternaria de la hemoglobina? ¿Qué es un protómero? ¿Cuántos grupos hemo posee? ¿Cuántos ligandos puedo transportar? ● Estructura cuaternaria: Constituida por cuatro cadenas polipeptídicas (dos unidades de globinas: α-globinas y β-globinas, 2α y 2β, todas las hélices que lo conforman son hélices α), que se encuentran unidas con fuertes interacciones ● Protómero: Unidad estructural de una proteína oligomerica. En la Hb su protómero es cada unidad con un grupo hemo ● Cuántos grupos hemo posee: 4 grupos hemo

●

Cuántos ligando puede transportar: 4 ligados, moléculas de O2

19. ¿Por qué el CO y el NO son compuestos altamente tóxicos? ¿Qué es la carboxihemoglobina? ● Porque CO y NO tienen mayor afinidad que el O2, provocando que suelte el oxígeno para atrapar más monóxido de carbono y óxido nítrico. Esto hace que no se transporte O2 a los tejidos, haciendo que ya no puedan funcionar. ● Carboxihemoglobina: Hemoglobina que tiene unido CO

20. ¿Qué indica la Ka y la Kd de una proteína? ¿Cómo se relaciona con la afinidad y la concentración por el ligando? ¿Qué condiciones se requieren para alcanzar la media saturación y la saturación completa de una proteína? ● El Ka y Kd indican el grado de afinidad de un ligando hacia una proteína. Más bajo Kd, mayor afinidad y viceversa. Más alto Ka, mayor afinidad, y viceversa. ● Es una relación inversamente proporcional, mientras menos concentración de ligando se necesita, mayor será la afinidad y viceversa ● Condiciones para una media saturación: La mitad de sitios de unión esta ocupados. Ka= 1/Kd ● Condiciones para una saturación completa: Todos los sitios de unión están ocupados por ligando, La proteína debe de estar llena de ligando 21. ¿Por qué se dice que los eritrocitos son células incompletas? Porque no tiene órganos intracelulares: núcleo, mitocondria endoplasmático; únicamente se encarga de transporta Hb

y

retículo

22. ¿Qué tipos de globinas conforman la hemoglobina del adulto? Dos cadena α (141 residuos cada una) y dos cadenas β (146 residuos cada una). Recordar: α y β solo es para identificarlas porque las cuatro cadenas son hélices α

23. ¿En qué estados conformacionales se puede encontrar la hemoglobina? Explique cada uno de ellos ¿Por qué la curva de saturación del oxígeno posee un comportamiento sigmoidal? ¿Por qué es importante que la hemoglobina posea dos estados conformacionales? ● Conformaciones de Hb: ○ o Estado T (tenso): La Hb se encuentra en un estado inactivo, es decir, no tiene O2. Tiene una baja afinidad al oxígeno y se le conoce como la deoxihemoglobina. ○ o Estado R (relajado): Se encuentra en estado activo porque tiene O2, cuenta con una alta afinidad al oxígeno y se le conoce como oxihemoglobina. ● Curva de saturación con comportamiento sigmoidal: Porque es la suma del estado R y T Además de la presencia de alosterismo ● Importancia: Los cambios a las dos conformaciones permite tener un control al transporte y liberación del oxígeno 24. Defina: alosterismo, sitio alosterico, modulador (efector alostérico), efector homotrópico, efector heterotrópico, alosterismo positivo, alosterismo negativo.

● ● ● ● ● ● ●

Alosterismo: Cambio de conformación que produce un cambio en la afinidad de la proteína por su ligando Sitio alostérico: Lugar donde se une el modulador a la proteína, causando el cambio de conformación. Modulador (efector alostérico): Molécula que cambian la conformación de una proteína. Efector homotrópico: El modulador y el ligando son los mismo Efector heterotrópico: El modulador y el ligando son distintos Alostérico positivo: Provoca mayor afinidad de ligando con la proteína Alostérico negativo: Causa una menor afinidad del ligando hacia la proteína

25. ¿Para qué sirve la ecuación de Hill? Sirve para cuantificar la unión cooperativa de ligando. La pendiente para una curva de Hill se indica por nH, el coeficiente de Hill, si este es igual a 1, la unión del ligando no es cooperativa. Si es mayor a 1, indica que hay una cooperatividad positiva en la unión del ligando, si es menor a 1 indica cooperatividad negativa, en la que la unión de una molécula de ligando dificulta la unión de otras. 26. ¿Qué porcentaje de H+ y CO2 es capaz de transportar la hemoglobina? ¿A qué región de la hemoglobina se unen? ¿Por qué la hemoglobina es considerada un buffer plasmático? ¿Qué pasaría en las células y tejidos si el CO2 no se convirtiera a bicarbonato? ¿Quién es la enzima responsable de que esto ocurra? *La hemoglobina transporta 40% del total de H+ y del 15% al 20% de CO2 formado en los tejidos hacia los pulmones y los riñones. * La unión de H+ Y CO2 está inversamente relacionada con la unión de oxígeno. El H+ se puede unir a diversos residuos de aminoácido de la proteína. El CO2 se une en forma de grupo carbamato al grupo a-amino del extremo amino-terminal de cada cadena de globina, formando carbaminohemoglobina. * contiene varios protones ionizables. * El CO2 no es demasiado soluble en solución acuosa, y de no ser convertido en bicarbonato, se formarían burbujas de CO2 en los tejidos y en la sangre. Tal como puede verse en la reacción catalizada por la carbónico anhidrasa, la hidratación del CO2 provoca un aumento de la concentración de H+ en los tejidos. La unión de oxígeno a la hemoglobina se ve muy afectada por el pH y la concentración de CO2, por lo que la interconversión de CO2 y bicarbonato es de gran importancia para la regulación unión de oxígeno y su liberación en la sangre. * Carbónico anhidrasa, una enzima especialmente abundante en los eritrocitos. 27. ¿En que consiste el efecto Bohr? ¿En qué consiste el efecto Haldane? Describa el efecto de la presión parcial de oxígeno y de dióxido de carbono en la afinidad de Hb por su ligando, considere los microambientes y sus implicaciones en el transporte de oxígeno según los diferentes tejidos u órganos. * La unión del H+ y CO2 esta inversamente relacionada con la unión de oxígeno. Con un pH relativamente bajo y altas concentraciones de CO2 en los tejidos periféricos, la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno disminuye a medida que se unen H- y CO2 y se libera oxígeno a los tejidos. Por el contrario, a medida que se excreta CO2 en los capilares pulmonares y aumenta consecuentemente el pH de la sangre, la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno aumenta y la proteína une mas O2 para su transporte a los tejidos periféricos. Este efecto del pH y de la concentración de CO2 sobre la unión y liberación de oxígeno es el efecto Bohr.

*

28. ¿Qué es la carbaminohemoglobina? ¿Cómo la formación de esta contribuye al efecto Bohr? ● Cuando el CO2 se une en forma de grupo carbamato al grupo a-amino del extremo amino-terminal de cada cadena de globina, formando carbaminohemoglobina. ● Esta reacción produce H+ y contribuye al efecto Bohr, porque se libera O2 29. ¿En qué ruta metabólica se produce el 2,3 –bifosfoglicerato? ¿A qué parte de la hemoglobina puede unirse? ¿Cómo afecta la temperatura la afinidad de la hemoglobina por su ligando? ● metabolito que interviene en la glucólisis. También está presente en los glóbulos rojos, que lo sintetizan por un desvío de la ruta glucolítica, en una concentración cercana a 5 mmol/L, actuando como modulador alostérico de la hemoglobina. de 1,3-BPG a 2,3-BPG, lo que facilita la desoxigenación de la hemoglobina. El pH alto estimula la actividad de la fosfoglicerato mutasa e inhibe la bisfosfoglicerato fosfatasa, lo que favorece la generación de ATP ● se une a la hemoglobina en la cavidad existente entre las subunidades B en el estado T. Esta cavidad está recubierta por residuos aminoácidos cargados positivamente que interaccionan con los grupos cargados negativamente del BPG. 30. ¿Qué es hipoxia? Disminución en la oxigenación de los tejidos periféricos debido a un funcionamiento inadecuado de los pulmones o del sistema circulatorio. 31. Elabore un cuadro con los diferentes efectores alostéricos que afectan a la hemoglobina y clasifiquelos como homotrópicos, heterotrópicos, positivos o negativos. Homotrópicos

Heterotrópicos

Cuando el ligando normal y el modulador son idénticos.

Cuando el modulador es una molécula diferente del ligando normal.

• Los efectores alostéricos pueden ser positivos o negativos: los positivos o también llamados activadores al interactuar con la enzima permitirán que con concentraciones de sustrato menores obtengamos mayores velocidades de reacción debido a que incrementan la acción de la enzima, el centro alostérico en donde se une un efector positivo se conoce como centro activador (la curva se desplaza hacia la izquierda) • los negativos o inhibidores son aquellos que cuando interactúan con la enzima disminuyen su actividad, el centro alostérico al que se unen se le conoce como centro inhibidor (la curva se desplaza hacia la derecha) Los efectores alostéricos negativos, (inhibidores) desplazan el equilibrio hacia la forma T de la enzima, mientras que los positivos (activadores) favorecen la conformación R. Estos juegan un rol importante en la regulación del metabolismo. Se unen a un sitio diferente al sustrato.

32. ¿Cómo se conforma la estructura cuaternaria de la hemoglobina fetal? ¿Cómo afecta la afinidad por el oxígeno esta variación? ¿Por qué es importante que las afinidades sean distintas? Está formada por cuatro cadenas polipeptidicas, en la hemoglobina fetal – HbF- tiene dos α y dos γ . En el feto humano, en un principio, no se sintetizan cadenas alfa ni beta, sino zeta (ζ ) y epsilon (ξ) (Hb Gower I). Al final del primer trimestre la subunidades α han reemplazado a las subunidades ζ (Hb Gower II) y las subunidades γ a los péptidos ξ. Por esto, la HbF tiene la composición 2α & 2γ. Las subunidades β comienzan su síntesis en el tercer trimestre y no reemplazan a γ en su totalidad hasta algunas semanas después del nacimiento. El feto en desarrollo no respira aire por sí mismo; depende totalmente del oxígeno presente en la sangre de la madre. La HbF tiene una afinidad por el oxígeno mayor que la HbA, lo que permite la transferencia de oxígeno desde la madre al feto. Tras el nacimiento, cuando los pulmones entran en funcionamiento, los niveles de hemoglobina fetal caen rápidamente y aumentan los de HbA, que tiene mejores características para entregar oxígeno a los tejidos. 33. ¿Qué es anemia? ¿Cuál es el defecto estructural en la hemoglobina S? ¿Qué tipo de anemia ocasiona? ¿Por qué el eritrocito adopta forma de media luna? La anemia es una enfermedad en la que la sangre tiene menos glóbulos rojos de lo normal. También se presenta anemia cuando los glóbulos rojos no contienen suficiente hemoglobina. Al presentar anemia, el cuerpo no recibe suficiente sangre rica en oxígeno. Como resultado, se puede sentir uno cansado o débil. También puede tener otros síntomas, como falta de aliento, mareo o dolores de cabeza. La anemia grave o prolongada puede causar lesiones en el corazón, el cerebro y otros órganos del cuerpo. La anemia muy grave puede incluso causar la muerte. La hemoglobina S se debe a un cambio en el codón GAC normal, que pasa a GTG, que da como resultado la sustitución del aminoácido ácido glutámico por valina, en la posición 6 de la cadena beta, resultando una hemoglobina anormal, que es la hemoglobina S, en lugar de la hemoglobina A normal. El tipo de anemia que ocasiona es la drepanocitosis o anemia falciforme: La anemia falciforme es causada por un tipo anormal de hemoglobina llamada hemoglobina S. La hemoglobina S cambia la forma de los glóbulos rojos. Los glóbulos rojos se tornan frágiles y en forma similar a media luna o a una hoz. La anemia falciforme es una enfermedad hereditaria, autosómica recesiva, ya que es necesario que el individuo sea homocigoto para tener la enfermedad En esta enfermedad, los glóbulos rojos cambian su forma a la de una hoz cuando han liberado el oxígeno. Estos glóbulos rojos falciformes no son flexibles y forman tapones en los vasos sanguíneos pequeños, produciendo una interrupción de la circulación de la sangre que puede dañar los órganos de cualquier parte del cuerpo 34. ¿Qué son las talasemias? ¿Qué tipos existen? ¿Cómo se ve afectado el transporte de oxígeno?

El término talasemias se reserva para las hemoglobinopatías debidas a la falta de síntesis, total o parcial, de una cadena completa de globina. Se debe a la herencia de uno o dos alelos patológicos de uno o varios genes de los cromosomas 11 y 16 (todos recibimos dos copias de un gen, una copia procedente del padre y otra de la madre, a cada una de esas copias se le llama alelo). Los dos tipos principales de talasemia se denominan talasemia alfa y talasemia beta. Las talasemias más importantes se heredan por genes autosómicos recesivos. Tanto la alfa como la beta talasemia ocasionan disminución de la Hb dentro del eritrocito, lo que da lugar a una disminución del color (hipocromia) y del tamaño (microcitica) del hematíe. Otras talasemias descritas son la delta y la gamma, de escasa frecuencia. ALFA TALASEMIAS: Son cuatro los genes que controlan la producción de la globina alfa y la cantidad de genes faltantes o anormales determina la severidad de la enfermedad (cuadro 1). El principal mecanismo por el que se producen las alfa talasemias es la deleción o pérdida total de un gen. Las formas no delecionales son menos frecuentes y obedecen a mutaciones, alteraciones en la transcripción del ARN o producción de ARN anómalo.

BETA TALASEMIAS: Las beta talasemias son el resultados de la falta de síntesis de las cadenas beta de globina (cuadro 2).

Cuando la talasemia se asocia a una mutación en el cromosoma 16, la baja síntesis de cadenas alfa produce en el organismo un exceso de cadenas beta. Estas transportan el oxígeno de una manera deficiente lo que lleva a una sensación de cansancio generalizada. En estos casos hablamos de talasemia alfa. La talasemia beta es la que se produce por la mutación de un gen situado en el cromosoma 11. En este caso el exceso de cadenas alfa puede llevar a la formación de un aglomerado insoluble que dificulte el paso de los glóbulos rojos a través de los capilares. Esto hace que se produzca muerte globular y como consecuencia anemia.

35. Investigue las alteraciones que se producen en la capacidad de transporte de oxígeno en personas que viven a diferente altitud (el conocido mal de montaña) ¿Cuál considera que sea la causa de modificación en capacidad de transporte de oxígeno? ¿Qué mecanismos permite compensar esas diferencias? La cantidad de oxígeno disponible para sostener la atención mental y psicológica disminuye conforme la altitud aumenta. La disponibilidad de oxígeno y nitrógeno, así como su densidad, van disminuyendo conforme aumenta la altitud. La deshidratación debido a una pérdida acelerada de agua en forma de vapor debido a la altitud puede contribuir a los síntomas del mal de altura. La rapidez con la que se asciende, la altura inicial, la actividad física, así como la susceptibilidad individual son factores que contribuyen a este malestar. Para un humano sano que se pasee a nivel del mar, la unión de oxigeno a la hemoglobina esta regulada de manera que la cantidad de Oxigeno liberada a los tejidos equivale aproximadamente al 40% del màximo que podría ser transportado por la sangre. si la misma persona se traslada rápidamente a un lugar montañoso a 4.500 m de altitud, en donde la pO2 a los tejidos se ve ahora reducida. sin embargo, después de una pocas horas de permanecer a gran altitud, la concentración de 2,3-bisfosfoglicerato de la sangre empieza a aumentar, conduciendo a una disminución de la afinidad de la hemoglobina por

el oxígeno. el resultado es que la liberación de oxígeno en los tejidos vuelve a ser de casi el 40% del que puede ser transportado por la sangre. una de las causas para el transporte de oxígeno, sería la presión a la que se es sometida dicho gas.

INMUNOGLOBULINAS 36. ¿Qué nombre reciben las proteínas encargadas de reconocer a los agentes extraños, virus o bacterias? ¿Qué porcentaje del total de las proteínas plasmáticas representan? ¿Qué tipo de células son las encargadas de producir a las inmunoglobulinas? ¿Aproximadamente cuántos anticuerpos distintos es capaz de producir el cuerpo humano? Anticuerpo o inmunoglobulinas, las cuales constituyen hasta un 20% de las proteinas sanguineas. Proteínas de estructura globular sintetizadas por células del sistema inmune (Son sintetizadas por los linfocitos B o células B. el cuerpo es capaz de producir 10 a la 8 (el 8 es exponente) 37. ¿Qué es un antígeno? Mencione ejemplos Un antígeno es una sustancia ajena al cuerpo que el sistema inmunológico reconoce como una amenaza. Algunos ejemplos de antígenos son las toxinas de las bacterias y los virus, así como los agentes químicos externos perjudiciales para la salud. Tipos de antígenos Los antígenos se pueden dividir en 2 grandes grupos: Exógenos. Son aquellos que provienen de afuera. Endógenos. Son aquellos que se encuentran dentro del organismo. Ejemplos de antígenos exógenos Bacterias Polen Polvo HeCes de rata Ejemplos de antígenos endógenos Virus Hongos patógenos Parásitos unicelulares Parásitos pluricelulares

38. Describa la estructura general de un monómero de inmunoglobulina

39. Realice un cuadro comparativo que incluya a las 5 inmunoglobulinas (IgG, IgM, IgE, IgD e IgA), para cada una de ellas indique la función principal, variaciones en su estructura y el nombre que reciben sus cadenas pesadas y ligeras.

Función

IgM (Infección nativa)

IgG (memoria)

IgA

IgE

IgD

Son los primeros en reconocer los antígenos

Reconocen que antígeno es y atacan. Se encuentra en el suero sanguíneo y único que atraviesa la placenta. Se une a la bacteria o virus, para después realizar fagocitosis.

Presente en mucosas como saliva, lágrimas, genitales, entre otros, y leche.

Respuesta de alergias, interaccionand o con los basófilos y mastocito.

Función indefinida. Receptos de las células B.

Variación Son estructural pentámero s, por lo que tiene 20 regiones variables (5 copias de IgG). Reconocen 10 antígenos

Formada por 4 cadenas; dos pesadas y dos ligeras, unidas por enlaces no covalentes. Las pesadas interacciones en un extremo y se abren para interaccionar separadament e con las ligeras, dando una forma de “Y”. Reconocen 2 antígenos.

Son dímeros que pueden reconocer 4 antígenos .

Misma Misma estructura que estructura las IgG que las IgG

Nombre de cadenas pesadas

μ (mu)

γ (gama)

α (alfa)

ε (épsilon)

δ (delta)

Nombre de cadenas ligeras

λ (lambda)

λ (lambda)

K (kappa)

λ (lambda)

λ (lambda)

MOTORES MOLECULARES 40. ¿Qué proteína forma los filamentos gruesos? ¿Qué proteína forma los filamentos delgados? ¿Qué diferencia existe entre una actina G y una actina F? ● Proteína que forma filamentos gruesos: miosina ● Proteína que forma filamentos delgados: actina ● Diferencia: La actina G es la actina de forma de monómero, mientras que la actina F ya es el polímero. 41. ¿Qué es el sarcómero? ¿Cuáles son sus componentes? ¿Cómo está formado cada uno de ellos? ● Sarcómero: Es la unidad funcional del musculo. ● Componentes: Filamentos gruesos y delgados ● Como está formado cada uno. ○ Gruesos: Es la miosina. Cuenta con 2 cadenas pesadas y 4 cadenas ligeras. Cuenta una línea divisoria que se le conoce como “línea M” y con una cabeza globular con dominio globular en el N-terminal, que es donde se da la hidrolisis de ATP ○ Delgados: Es la actina. Está formada por actina F, troponina y tropomiosina, los últimos dos se liberan cuando hay Ca+2 presentes. Cuenta con una línea divisoria llamada “disco Z” y une ATP.

42. Describa el proceso de contracción muscular ¿Cómo se produce el gasto de energía? ● La cabeza globular de miosina se une a la actina G ● El ATP se une a la cabeza de la miosina, provocando su disociación con la actina ● Se realiza la hidrolisis de ATP en las cabezas globulares, provocando un cambio deconformación y dando como resultado ADP y Pi ● La cabeza de miosina se une al filamento de actina provocando la liberación de Pi. ● La liberación de Pi, provoca un cambio de conformación en la cabeza de miosina que hace que los filamentos de actina y miosina se desplacen uno con respecto al otro. En esto se libera ADP. 43. La regulación de la contracción muscular debe darse por señales del Sistema Nervioso ¿Quiénes son las proteínas responsables de ello? ¿Cómo se transmite la señal? ● Proteínas reguladoras: troponina y tropomiosina ● Como se trasmite la señal: La tropomiosina se une a los filamentos delgado,bloqueando los sitios de fijación de las cabezas de miosina. La troponina es una proteína que se une al Ca2+. El impulso nervio provoca la liberación de Ca 2+ del retico sarcoplásmico. El Ca2+ liberado se une a la troponina y provoca un cambio conformacional, exponiendo los sitos de fijación para miosina de los filamentos delgados. Luego, se da la contracción.