Enlaces peptídicos, agua y masa: ejercicios para PAU

Contar aminoácidos no siempre basta para contar enlaces. Debemos saber si hay una sola cadena, varias cadenas separadas o una estructura cíclica. En un péptido lineal, cada enlace une dos residuos vecinos y hay un enlace menos que residuos; extender esa regla sin mirar la estructura conduce a errores.

Los ejercicios siguientes usan un balance formal entre aminoácidos libres y péptidos sin modificaciones adicionales. La pérdida de agua sirve para la contabilidad molecular de la condensación y la hidrólisis. No se describe como mecanismo directo de síntesis ribosomal: en la célula intervienen aminoácidos activados, ARN de transferencia y otras etapas.

De aminoácido libre a residuo

El enlace peptídico conecta el grupo carboxilo de un aminoácido con el grupo amino del siguiente, formando una unión de tipo amida. La cadena conserva una orientación que se expresa con los extremos amino y carboxilo.

En una única cadena lineal de n residuos, hay n−1 enlaces peptídicos. En el balance formal de su formación a partir de aminoácidos libres, corresponden n−1 moléculas de agua. En la hidrólisis completa de esos enlaces se consume esa misma cantidad por molécula de cadena.

No confundas «residuo» con una molécula libre intacta dentro de la cadena. El balance de masa refleja precisamente que los componentes quedan enlazados con una composición diferente de la suma inicial.

Ejercicio 1: seis residuos en una cadena

Un hexapéptido lineal contiene seis residuos y no tiene enlaces cruzados ni modificaciones. Calcula los enlaces peptídicos, las moléculas de agua del balance formal de condensación y los extremos de la cadena.

Paso 1. Contar uniones vecinas. Seis posiciones necesitan cinco conexiones para formar una cadena continua. Hay 6−1=5 enlaces peptídicos.

Paso 2. Agua. La formación formal desde los seis aminoácidos libres corresponde a cinco moléculas de agua liberadas por molécula de hexapéptido. Su hidrólisis completa consume cinco.

Paso 3. Extremos. Hay un extremo amino y un extremo carboxilo por cadena lineal. No hay seis de cada uno: los grupos implicados en las uniones ya forman parte de los enlaces.

Si el problema indica 0,0200 mol de ese hexapéptido, la hidrólisis completa requiere 5·0,0200=0,100 mol de agua estequiométricamente. Esa cuenta no especifica cuánto disolvente debe emplearse en un procedimiento experimental.

Ejercicio 2: calcular una masa molar

Un tetrapéptido lineal hipotético se forma con cuatro aminoácidos libres cuyas masas molares, proporcionadas para el ejercicio, son 75,0; 89,0; 117,0 y 131,0 g·mol⁻¹. Usa M(agua)=18,0 g·mol⁻¹. Calcula la masa molar del péptido sin modificaciones.

Paso 1. Suma inicial. 75,0+89,0+117,0+131,0=412,0 g·mol⁻¹.

Paso 2. Número de enlaces. Cuatro residuos en una cadena lineal dan tres enlaces peptídicos.

Paso 3. Corrección de agua. M(péptido)=412,0−3·18,0=358,0 g·mol⁻¹.

Paso 4. Comprobación inversa. La hidrólisis completa añade formalmente tres aguas: 358,0+54,0=412,0 g·mol⁻¹, recuperando la suma de los productos libres.

El orden de esos cuatro residuos no cambia la masa en este modelo, aunque sí cambia la secuencia. Dos cadenas de distinta secuencia pueden tener igual composición y masa; una masa molar por sí sola no permite reconstruir el orden de los aminoácidos.

Ejercicio 3: dos cadenas en lugar de una

Una muestra contiene dos cadenas lineales sin modificaciones: una de ocho residuos y otra de cinco. Calcula el número total de enlaces peptídicos por conjunto formado por ambas cadenas. Compáralo con una sola cadena lineal de trece residuos.

Paso 1. Resolver cada cadena. La primera tiene 8−1=7 enlaces y la segunda 5−1=4.

Paso 2. Sumar. Hay 7+4=11 enlaces peptídicos. En el balance formal son once moléculas de agua por conjunto de dos cadenas.

Paso 3. Comparar la cadena única. Trece residuos unidos en una sola cadena lineal darían 12 enlaces. El número total de residuos coincide, pero el número de cadenas cambia.

En general, para N residuos repartidos entre c cadenas lineales separadas, el total es N−c, siempre que no haya ciclos ni ramificaciones. Esta expresión resume el razonamiento; no sustituye la comprobación de sus condiciones.

Una unión diferente no cambia el nombre del enlace

Supongamos que las dos cadenas del ejercicio anterior se mantienen unidas por un puente disulfuro entre cisteínas. Siguen teniendo once enlaces peptídicos: el puente disulfuro no conecta grupos amino y carboxilo vecinos y no se suma como otro enlace de ese tipo.

El balance de masa completo con oxidación de grupos tiol requeriría considerar esa modificación adicional. Por eso la fórmula de masa usada en el tetrapéptido no debe aplicarse a cualquier proteína modificada sin revisar qué transformaciones incluye.

Del mismo modo, una cadena cíclica no conserva los dos extremos libres del modelo lineal. Si el enunciado cambia la topología, vuelve a dibujar las conexiones antes de usar n−1.

Qué revisar en una respuesta

Escribe primero cuántos residuos y cuántas cadenas hay. Después identifica el tipo de enlace que se pregunta. Finalmente, convierte moléculas a moles solo cuando todas las cantidades correspondan a la misma unidad de conjunto.

Una respuesta puede acertar n−1 y equivocarse en la masa si resta agua por cada residuo. Otra puede acertar la masa y atribuir al ribosoma una reacción directa que el balance formal no describe. Mantener separadas estructura, estequiometría formal y mecanismo biológico evita esas confusiones.

Para situar esta práctica en el bloque completo, consulta el artículo relacionado de Biología. El recurso gratuito de repaso ayuda a organizar conceptos; su descarga no implica que se permita llevarlo a una prueba.

Referencia conceptual: OpenStax, apartado consultado. Los ejercicios, datos y desarrollos son originales. No se atribuyen a un examen oficial ni predicen su frecuencia o los criterios de una convocatoria.

Preguntas frecuentes

¿Un péptido lineal de diez residuos tiene diez enlaces peptídicos?

No. Si es una sola cadena lineal sin ramificaciones, tiene nueve enlaces entre los diez residuos.

¿La masa del péptido es la suma de las masas de los aminoácidos libres?

No en el balance formal indicado: se resta una molécula de agua por cada enlace peptídico formado.

¿Un puente disulfuro cuenta como enlace peptídico?

No. Es una unión distinta, por lo que no se añade al recuento de enlaces peptídicos.

Cuenta las cadenas antes de restar el agua

Dibuja los residuos como posiciones y une solo los vecinos de cada cadena. Cuenta primero las conexiones y después aplica el balance formal de agua. Si aparece una modificación o un ciclo, señala qué parte del modelo anterior deja de ser aplicable antes de calcular una masa.

Para ampliar la preparación, revisa la ficha del curso disponible de Biología. Allí puedes comprobar contenido, precio y condiciones actuales de compra. Selecciona tu comunidad: esta práctica conceptual no describe por sí sola la estructura ni las instrucciones de su examen.