Bioquímica y Biología Molecular
Bioquímica y Biología Molecular evalúa metabolismo intermediario, control enzimático y flujo de la información genética. El examen pide conectar una enzima o una mutación con su consecuencia metabólica medible y resolver cálculos de cinética y de balance energético.
Cinética enzimática
- v0 = Vmax·[S]/(Km+[S]); el Km es la [S] que da la mitad de Vmax, refleja afinidad (Km bajo, afinidad alta) y no depende de la concentración de enzima.
- Lineweaver-Burk: 1/v0 frente a 1/[S]; pendiente Km/Vmax, intercepto en y 1/Vmax, intercepto en x −1/Km.
- Competitivo: Km aparente = Km(1+[I]/Ki), la Vmax no cambia y se revierte aumentando el sustrato. No competitivo puro: Vmax baja, Km igual. Acompetitivo: ambos disminuyen.
- Regulación: modulación alostérica (ATP inhibe PFK-1, AMP la activa), fosforilación reversible y control hormonal (insulina/glucagón).
Rutas y balance
- Glucólisis: 2 ATP netos y 2 NADH por glucosa; paso limitante PFK-1.
- Piruvato deshidrogenasa: piruvato → acetil-CoA + NADH; requiere TPP (tiamina), lipoato, CoA, FAD y NAD+.
- Ciclo de Krebs por acetil-CoA: 3 NADH, 1 FADH2 y 1 GTP; no consume O2 directamente, pero depende de la cadena para regenerar aceptores.
- Cadena respiratoria: rotenona inhibe el complejo I, antimicina A el III, cianuro el IV y oligomicina la ATP sintasa; el 2,4-dinitrofenol desacopla, aumenta el consumo de O2 y no produce ATP.
- Pentosas: NADPH y ribosa-5-P; el déficit de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa causa hemólisis oxidativa.
Información genética y técnicas
- Replicación semiconservativa; transcripción por RNA polimerasa II con promotores y splicing; traducción con código degenerado.
- PCR: desnaturalización, hibridación de partidores y extensión con Taq; RT-PCR para RNA y qPCR para cuantificar. Southern detecta DNA, Northern RNA y Western proteína.
Ejemplo trabajado
Con Km = 0,5 mM, Vmax = 120 µmol/min y [S] = 0,25 mM: v0 = 120×0,25/0,75 = 40 µmol/min. Con un inhibidor competitivo de Ki = 0,5 mM y [I] = 1 mM, el Km aparente es 0,5×(1+1/0,5) = 1,5 mM y v0 = 120×0,25/1,75 = 17,1 µmol/min, con Vmax intacta. Si el inhibidor fuera no competitivo puro, la Vmax aparente sería 60 y v0 = 20 µmol/min.
Errores que cuestan puntos
Confundir Km con velocidad máxima; creer que el inhibidor competitivo baja la Vmax; contar 4 ATP netos en glucólisis; asignar 3 ATP a cada FADH2; suponer que un desacoplador inhibe la cadena respiratoria; olvidar que la actividad enzimática medida depende de pH y temperatura.