Origen y funciones de la vida

1. Naturaleza básica de la Vida
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Características diferenciales de los seres
vivos
Unidad química
Agua y sales minerales
Glúcidos
Lípidos
Proteínas
Ácidos nucleicos
Origen de la vida

1: Características diferenciales de los seres vivos

2. Unidad química de los seres vivos
• Unidad de composición y estructura
• Relación con la composición terrestre
(solo unos pocos elementos están en los
seres vivos)

• Bioelementos:
* Macroelementos o elementos plásticos:
Su función suele ser estructural, energética, etc.
Bioelementos principales
O, C, H, N, S, P
Bioelementos secundarios
Mg, Ca, Na, K, Cl
* Microelementos u oligoelementos:
Fe, Mn, Cu, Zn, F, I, B, Si, V, Cr, Co, Se, Mo, Sn
Función catalítica (elementos traza)

3. Agua y sales minerales
• Componente mayoritario
• Variaciones según especie,
tejido y actividad biológica
• Estructura molecular:
• Dipolo permanente
• Puentes de H.

PROPIEDADES DEL AGUA:
1.Alta constante dieléctrica: la mayor
parte de las moléculas de agua forman un
dipolo,
con
un
diferencial
de
carga negativo y
un
diferencial
de
carga positivo, esto le permite tener
elevada capacidad disolvente:
• De sales: solvatación iónica
• De compuestos orgánicos ionizables (RNH2 y R-COOH)
• De compuestos orgánicos neutros con
grupos
ionizables
(hidroxilo
y
carbonilo) mediante enlaces puente de
hidrógeno.
• Dispersa sustancias anfipáticas (con
grupos hidrófilos e hidrófobos): forma
micelas y/o liposomas.

2. Alto calor específico: para aumentar la temperatura
del agua un grado centígrado es necesario
comunicarle mucha energía para poder romper los
puentes de Hidrógeno que se generan entre las
moléculas. El agua absorbe o libera grandes cantidades
de calor sin que haya grandes variaciones de temperatura
(amortiguador térmico)
3. Alto calor de vaporización: el agua absorbe mucha
energía (539,5 cal/g) cuando pasa de estado líquido a
gaseoso. se puede eliminar gran cantidad de calor con
poca pérdida de agua
4. Alta tensión superficial: las moléculas de agua están
muy cohesionadas por acción de los puentes de
Hidrógeno. Esto produce una película de agua en la
zona de contacto del agua con el aire. Como las
moléculas de agua están tan juntas el agua es
incompresible.

5. Capilaridad: el agua tiene capacidad de
ascender por las paredes de un capilar debido a
la elevada cohesión molecular.
6. Bajo grado de ionización: la mayor parte de las
moléculas de agua no están disociadas. Sólo un
reducido número de moléculas sufre disociación,
generando iones positivos (H+) e iones negativos
(OH-). En el agua pura, a 25ºC, sólo una molécula
de cada 10.000.000 está disociada, por lo que la
concentración de H+ es de 10-7. Por esto, el pH del
agua pura es igual a 7.
7. La densidad del agua: en estado líquido, el agua
es más densa que en estado sólido. Por ello, el hielo
flota en el agua. Esto es debido a que los puentes
de Hidrógeno formados a temperaturas bajo cero
unen a las moléculas de agua ocupando mayor
volumen.

FUNCIONES DEL AGUA:
1.Disolvente polar universal: el agua, debido a su elevada constante dieléctrica,
es el mejor disolvente para todas aquellas moléculas polares. Sin embargo,
moléculas apolares no se disuelven en el agua.
2.Lugar donde se realizan reacciones químicas: debido a ser un buen
disolvente, por su elevada constante dieléctrica, y debido a su bajo grado de
ionización. El agua también participa en reacciones de hidrólisis.
3.Función estructural: por su elevada cohesión molecular, el agua confiere
estructura, volumen y resistencia.
4.Función de transporte: por ser un buen disolvente, debido a su elevada
constante dieléctrica, y por poder ascender por las paredes de un capilar, gracias a
la elevada cohesión entre sus moléculas, los seres vivos utilizan el agua como
medio de transporte por su interior.
5.Función amortiguadora: debido a su elevada cohesión molecular, el agua
sirve como lubricante entre estructuras que friccionan y evita el rozamiento.
6.Función termorreguladora: al tener un alto calor específico y un alto calor de
vaporización el agua es un material idóneo para mantener constante la
temperatura, absorbiendo el exceso de calor o cediendo energía si es necesario.

SALES MINERALES
 Las sales precipitadas (sólidas) forman estructuras duras, que proporcionan
estructura o protección al ser que las posee. Ejemplos son las conchas, los
caparazones o los esqueletos. Carbonatos y fosfatos de calcio, sílice, etc. (Con
función esquelética y protectora)
Funciones de las sales minerales:
 Constitución de estructuras duras y de sostén. Fosfatos, carbonatos y sílice
precipitados, presentes en esqueletos, caparazones, espículas, ciertas semillas y
frutos, paredes celulares vegetales.
 Funciones fisiológicas y bioquímicas. Para realizarlas correctamente se deben
mantener en equilibrio las concentraciones de los diferentes iones.

FUNCIONES DE LAS SALES MINERALES
•
•
•

•

•

Mantienen el grado de salinidad en los organismos: La concentración de
sales de los distintos organismos se mantienen más o menos constante.
Regulan la actividad enzimática: determinados iones activan o inhiben
reacciones químicas.
Generan potenciales eléctricos: Intervienen en la transmisión del impulso
nervioso.
Regulan los cambios de pH en el organismo
(SISTEMAS TAMPÓN)
Regulan los procesos osmóticos: se produce
entrada o salida de agua de los compartimentos
fisiológicos en función de la concentración de sales

http://www.edumedia-sciences.com/es/a80-la-sinapsis

TAMPONES O DISOLUCIONES AMORTIGUADORAS
Como consecuencia de las reacciones metabólicas, se están
produciendo continuamente en el organismo sustancias ácidas o básicas
que alteran el pH de los líquidos fisiológicos. Esta alteración del pH
puede desnaturalizar las proteínas (dejan de hacer su función).
Para evitarlo algunas sales disueltas contribuyen a disminuir estas
variaciones, manteniendo el pH constante.
Existen sistemas tampón en todos los fluidos biológicos. Los más
importantes son:
- El sistema tampón fosfato, en líquidos intracelulares.
- El sistema tampón bicarbonato, en el medio
extracelular.

Si aumenta la acidez (elevada concentración de H+):

Si aumenta la basicidad (elevada concentración de OH-):

Sales minerales: pH






El pH mide la cantidad
de iones H+ en un medio
líquido.
En nuestro organismo, el
pH óptimo es alrededor
de 7.
Si se separa de éste valor,
algunas sales reaccionan
entre sí y compensan la
variación de iones H+.

http://biomodel.uah.es/biomodel-misc/anim/memb/osmosis.html

• Cuando el medio externo celular es
hipertónico con respecto al exterior, sale
agua por ósmosis
En
células
vegetales,
se
produce
PLASMOLISIS
En células animales como los glóbulos rojos,
se arrugan
• Cuando el medio externo celular es
hipotónico con respecto al interior, entra
agua por ósmosis (TURGENCIA O
TURGESCENCIA)
En
células
animales,
se
produce
HEMOLISIS
En células vegetales, la vacuola se hincha y
presiona el citoplasma contra la pared, sin
llegar a reventar
• Cuando ambos medios son isotónicos, no se
produce intercambio de agua a través de la
membrana semipermeable.

4. Los Glúcidos
CLASIFICACIÓN DE LOS GLÚCIDOS

4. Los Glúcidos
• Monosacáridos:
Energéticos: glucosa, fructosa, galactosa, etc.
Estructural: ribosa y desoxirribosa

• Disacáridos: Función energética

• Polisacáridos

Sacarosa (glucosa+fructosa)
Lactosa (glucosa+galactosa)
Maltosa (glucosa+glucosa)

Energéticos: almidón, glucógeno
Estructurales: celulosa, quitina

4. Los Glúcidos
FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS:
•Fuente de energía: los monosacáridos se pueden oxidar totalmente, obteniendo unas
4 KCal/g.
•Reserva energética: el almidón (en vegetales) y el glucógeno (en animales) son
polisacáridos que acumulan gran cantidad de energía en su estructura, por lo que
sirven para guardar energía excedente y utilizarla en momentos de necesidad.
•Formadores de estructuras: la celulosa (paredes vegetales) o la quitina (en hongos
y exoesqueletos de artrópodos y crustáceos)son ejemplos de polisacáridos que otorgan
estructura resistente al organismo que las posee. La ribosa y la desoxirribosa forman
parte de los ácidos nucleicos.

4. Los Glúcidos: monosacáridos
 Sólidos

cristalinos, blancos,
solubles en agua y dulces (son
azúcares).
 Principal función energética
(aunque también ADN, ATP).
 Son polihidroxialdehídos
(aldosas:grupo aldehído en C1) o
polihidroxicetonas (cetosas: grupo
cetona en C2).
 Se nombran según su número de
carbonos: Triosas (3C), tetrosas
(4), pentosas (5C), hexosas (6).
 Todos tienen carácter reductor
porque los grupos funcionales
pueden oxidarse a carboxilos
 Más importantes: hexosas y
pentosas.

Monosacáridos:

Aldosas y cetosas
D-gliceraldehído
(C3)
D-eritrosa (C4)

Aldosas

D-ribosa (C5)
D-glucosa (C6)
D-manosa (C6)
D-galactosa (C6)

Cetosas

dihidroxiacetona
(C3)
D-ribulosa (C5)
D-fructosa (C6)

PROYECCIÓN DE FISCHER
(El grupo funcional arriba, y los –OH y –H a
la derecha o izquierda)

ALDOTRIOSAS

CETOTRIOSA

Muchos monosacáridos pueden tener la misma fórmula empírica pero son
distintos, se dice que presentan ISOMERÍA. Existen varios tipos:
 ISOMERIA DE FUNCIÓN: idéntica fórmula, pero son diferentes

C3H6O3

ESTEREOISOMERÍA: idéntica fórmula y mismas propiedades físicoquímicas, pero presentan diferencias en los carbonos asimétricos (unidos a 4
radicales diferentes).



FORMA D: -OH del carbono
asimétrico a la derecha
 FORMA L: -OH del carbono
asimétrico a la izquierda






La mayoría de los monosacáridos tienen más de un C asimétrico, por lo que
el número de estereoisómeros de cada sustancia es 2n, siendo n el número de
C asimétricos (que es mayor en aldosas que las correspondientes cetosas).
Por convenio se ha establecido que los prefijos D y L se refieran a la
posición del OH del C asimétrico más alejado del grupo funcional, es decir,
del C asimétrico de mayor numeración.

Entre los estereoisómeros se distinguen:
 ENANTIÓMEROS: La posición de todos los –OH varía. Son imágenes
especulares entre sí. Conservan el mismo nombre anteponiendo D o L.
 EPÍMEROS: Se diferencian en la posición de un grupo –OH de un C
asimétrico. No son imágenes especulares y tienen nombres diferentes.

ACTIVIDAD: Dibujar los enantiómeros y epímeros de la aldopentosa y buscar los nombres.

•

Otra propiedad que presentan los monosacáridos es la ACTIVIDAD
ÓPTICA, debido a que contienen C asimétricos. Consiste en que cuando se
hace pasar la luz polarizada (que vibra en un solo plano) por una disolución
de monosacáridos, el plano de la luz se desvía:



Si se desvía hacia la derecha se llaman DEXTRÓGIRAS (se representa con el signo +)
Si se desvía hacia la izquierda se llaman LEVÓGIRAS (se representa con el signo -)



NO EXISTE RELACIÓN ENTRE LA ACTIVIDAD ÓPTICA,
DEXTRÓGIRA Y LEVÓGIRA, Y EL CARÁCTER D O L DE UN
DETERMINADO ESTEREOISÓMERO.

•

•
•

Otra característica que presentan los
monosacáridos de 5 o más carbonos que
están en disolución acuosa (lo que ocurre
siempre que se encuentran en un ser vivo), es
que la mayoría presentan estructuras cíclicas,
que se forman porque reaccionan el grupo
carbonilo (-C=O) con uno de los grupos
hidroxilo (-OH). Se obtiene así un
HEMIACETAL O HEMICETAL (según
se trate de un aldehído o cetona,
respectivamente).
Los ciclos hexagonales se llaman piranosas
y los pentagonales furanosas.
Como consecuencia de la ciclación, el C del
grupo carbonilo, pasa a ser asimétrico, se le
llama C ANOMÉRICO y, por tanto, se
forman dos nuevos estereoisómeros que se
llaman ANÓMEROS.

Para realizar la ciclación se suele seguir el método de proyección de Haworth:
1.La forma abierta se gira 90º y se proyecta sobre un plano horizontal.
2.La molécula se representa plegada, quedando el C del grupo carbonilo cercano al penúltimo
carbono, que sufre una rotación, quedando el último C unido a él por encima del plano de
proyección.
3.Se cicla de forma hexagonal o pentagonal.
4.Los grupos -OH o -H que en la proyección de Fischer están situados a la derecha, quedan ahora
abajo, y los de la izquierda se sitúan hacia arriba.
5.Si el -OH del C anomérico está hacia abajo se llama alfa (α) y si se representa hacia arriba, el
anómero se llama beta (β).

HEXOSAS

• Glucosa: Sangre, músculos, etc.
• Fructosa: Frutas
• Galactosa: Leche

PENTOSAS
RIBOSA

Función estructural. Forman parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN)

4. Los Glúcidos: disacáridos






Formados por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace O-glucosídico (entre
grupos –OH de dos monosacáridos, desprendiéndose agua)
Función energética.
Color blanco, sabor dulce y solubles en agua (también son azúcares).
Pueden descomponerse en dos monosacáridos, liberando energía (son hidrolizables).
La unión entre dos monosacáridos puede ser de dos tipos:
 Enlace monocarbonílico: entre el –OH del C anomérico del primer monosacárido y
otro –OH del segundo monosacárido. Ej: lactosa, maltosa, celobiosa.
 Enlace dicarbonílico: entre los C anoméricos de dos monosacáridos, por eso
pierden el poder reductor, como le ocurre a la sacarosa.

NOMENCLATURA DE LOS DISACÁRIDOS:
Se

escribe el nombre del monosacárido que emplea
el –OH del C anomérico, cambiando la terminación
-osa por –osil.
Se expresan entre paréntesis los carbonos
participantes en el enlace, separados por una flecha
corta.
Por último, se escribe el nombre del segundo
monosacárido, con la terminación –osa si el enlace
es monocarbonílico, o con la terminación –ósido, si
es dicarbonílico.
Lactosa:
β-D-Galactopiranosil-(1→4)-β-D-Glucopiranosa
Sacarosa:
α-D-Glucopiranosil (1→2)-β-D-Fructofuranósido
Maltosa:
α-D-Glucopiranosil (1→4)-α-D-Glucopiranosa
Celobiosa:
β-D-Glucopiranosil (1 → 4)-β-D-Glucopiranosa

4. Los Glúcidos: polisacáridos





Se forman por la unión de varios
monosacáridos.
Con función energética: Enlaces α.
 Almidón: Mezcla de amilosa y
amilopectina.
Reserva
en
vegetales.
 Glucógeno: Reserva en animales.
Con función estructural: Enlaces β.
No podemos digerirla, forma la fibra
alimentaria.
 Celulosa: Forma paredes celulares
de vegetales.
 Quitina: Forma exoesqueletos de
artrópodos. Polímero de un
derivado de la glucosa, la N-acetilD-glucosamina.
 Otros: pectina, hemicelulosa, agaragar, gomas vegetales, mucopolisacáridos,

4. Los Glúcidos: polisacáridos de reserva

ALMIDÓN

GLUCÓGENO

4. Los Glúcidos: polisacáridos estructurales

CELULOSA

PECTINA

4. Los Glúcidos: Heterósidos


Se forman por la unión de un glúcido y una molécula no glucídica
llamada AGLUCON.



Pueden ser:
 Glucolípidos
(glúcido+ceramida): cerebrósidos, gangliósidos.
Intervienen en el reconocimiento celular proporcionando a las células
sus señas de identidad.
 Glucoproteínas (glúcido+proteína): protrombina, inmunoglobulinas,
LH, FSH, determinantes antigénicos en transplantes, receptores de
mensajeros químicos, etc.
 Principios activos de plantas medicinales (glúcido+molécula
orgánica): digitalina, cianogenéticos (en almendras), glicirrina (en
regaliz), antracénicos (laxantes) tanósidos (astringentes), etc.

5. Los lípidos
• Formados por C, H y O (algunos con S, P o N)
• Químicamente son muy heterogéneos.
• Se caracterizan por sus propiedades físicas:
No se disuelven en agua, formando estructuras
denominadas micelas.
Se disuelven en disolventes orgánicos, tales como
cloroformo, benceno, aguarrás o acetona.
Son menos densos que el agua, por lo que flotan
sobre ella.
Son untosos al tacto.

5. Los lípidos
Se clasifican según si tienen o no ácidos grasos:

Lípidos con ácidos grasos (saponificables)
 Acilglicéridos: triglicéridos
 Ceras
 Fosfolípidos o fosfoglicéridos
 Esfingolípidos
 Lípidos sin ácidos grasos (insaponificables):
Esteroides, isoprenoides o terpenos y
prostaglandinas

5. Los lípidos: Funciones
Los acilglicéridos (aceites y grasas)
•Funcionan como reserva energética. Acumulan mucha energía en poco peso.
Comparada con los glúcidos, su combustión produce más del doble de energía.
•Sirven como aislantes térmicos. Conducen mal el calor. Los animales de
zonas frías presentan, a veces, una gran capa de tejido adiposo.
•Son buenos amortiguadores mecánicos. Absorben la energía de los golpes y,
por ello, protegen estructuras sensibles o estructuras que sufren continuo
rozamiento.
Los fosfoglicéridos y los esfingolípidos son moléculas que aparecen
formando parte de la estructura de las membranas celulares. Estas moléculas
presentan una parte polar (cabeza polar) y una parte apolar (colas apolares). Por
este motivo, se dice que son anfipáticos.
Los isoprenoides o terpenos se forman por la unión de moléculas de isopreno
y están relacionadas con la recepción de estímulos lumínicos o químicos.
Los esteroides son derivados del ciclopentano - perhidrofenantreno. Esta
molécula origina moléculas tales como colesterol, estradiol, progesterona,
testosterona, aldosterona o corticosterona. Todas ellas son esenciales para el
funcionamiento de nuestro metabolismo.

5. Los lípidos: los ácidos grasos


Son moléculas hidrocarbonadas lineales, con número par
de átomos de carbono y un grupo ácido en un extremo.



Pueden ser saturados, si sólo tienen enlaces simples entre
los C, e insaturados si tienen uno o varios enlaces dobles.
En este caso los dobles enlaces se indican a partir del
carbono terminal, llamado ω; así, un ácido graso ω3
tendrá un doble enlace entre los carbonos 3 y 4 contados a
partir de este último carbono.



Los ácidos grasos se caracterizan por tener una zona
hidrófila, soluble en agua, correspondiente al grupo ácido,
y una zona lipófila (e hidrófoba), insoluble en agua,
correspondiente a la cadena hidrocarbonada (son
anfipáticos).





Los ácidos grasos
saturados están presentes
en alimentos de origen
animal y elevan el
colesterol en sangre.
Los insaturados son de
origen vegetal y hacen
descender el colesterol,
principalmente el LDL.

5. Los lípidos: triglicéridos (grasas)
• Principal reserva energética
• Proporcionan aislamiento térmico y físico

1, 2, 3 propanotriol

Reacción de esterificación: Es la reacción
química que se produce entre un ácido orgánico
y un alcohol para dar un éster más agua.
R1-COOH + HOCH2-R2
Ácido orgánico

alcohol

=

O
R1-C-O -H

R1-COO-CH2-R2 + H2O
éster

agua

H-O-CH2-R2
alcohol

Ácido orgánico

Éster

agua

Estructura de un monoacilglicérido

éster

=

O
C-O CH2
Glicerina

Ácido graso

HO CH

HO CH2

La cadena del ácido graso puede saturada o insaturada.

Estructura de un diacilglicérido

éster

=

Ácido graso
Ácido graso

Glicerina

=

O
C-O CH2
O
C-O CH
HO CH2

Las cadenas de los ácidos grasos pueden ser iguales o diferentes, saturadas o insaturadas.

Estructura de un triacilglicérido

=

Ácido graso

=

Ácido graso

Glicerina

=

O
-C-O CH2
O
-C-O CH
O
-C-O CH2

Ácido graso

éster
Las cadenas de los ácidos grasos pueden ser iguales o diferentes, saturadas o insaturadas.

Formación de un monoacilglicérido

Ac. graso

=

O
R-C-O H

Glicerina

HO CH2
HO CH
HO CH2

agua

Monoacilglicerido

Formación de un triacilglicérido

=

=

=

O
H2
HO
R1-C-OO CH2
O
H2
HO
R2-C-OO CH
O
H2
HO
R3-C-OO CH2
Glicerina

5. Los lípidos: ceras
• Proporcionan protección y revestimiento

5. Los lípidos: fosfolípidos
• Componentes principales de las membranas
biológicas
• Formados por el glicerol + 2 ácidos grasos +
fosfato unido mediante enlace fosfodiéster a
colina, serina o etanolamina

Los fosfoglicéridos: estructura de la molécula .

Ácido graso

Glicerina

Ácido graso

Fosfórico

Aminoalcohol
X

En la figura vemos un fosfoglicérido tipo: la lecitina. La lecitina está formada por dos ácidos grasos que esterifican,
(trazos en rojo) sendos grupos alcohol de la glicerina. El tercer grupo alcohol de la glicerina está unido, mediante un
enlace fosfoéster, a un ácido fosfórico que, a su vez, esterifica un aminoalcohol, la colina , en este caso, aunque puede
haber diferentes alcoholes (X), lo que origina diferentes familias de fosfoglicéridos.

5. Los lípidos: fosfolípidos

5. Los lípidos: esfingolípidos
• Componentes de membranas celulares, sobre
todo en células del tejido nervioso

5. Los lípidos: esteroides
• Forman parte de membranas
celulares, como el colesterol
• Son los componentes básicos de
algunas vitaminas (D)
• Algunos son hormonas
(sexuales, aldosterona, cortisol)
• Derivados del
ciclopentanoperhidrofenantreno

5. Los lípidos: terpenos o isoprenoides

• Forman pigmentos
vegetales
• Algunos son vitaminas
(Vit. A o retinol)
• Derivados del isopreno
(o 2-metil-1,3butadieno)

5. Los lípidos: prostaglandinas
•
•
•
•

Actúan como vasodilatadores regulando la presión arterial
Intervienen en procesos inflamatorios
Estimulan la contracción del músculo liso
Intervienen en la coagulación de la sangre (agregación
plaquetaria)

6. Las proteínas
•
•
•

C, H, O y N (S)
Son polímeros de aminoácidos unidos
mediante enlaces peptídicos. Hay 20 tipos de
aminoácidos
La unión de aminoácidos da lugar a péptidos, si
el peso molecular es pequeño, y a proteínas, si
el peso molecular es mayor de 5000 dalton.

6. Las proteínas
• Se caracterizan por tener un
grupo amino y un grupo
ácido (carboxilo), que en
los aminoácidos naturales
se unen ambos al mismo
carbono, al que se llama
por eso carbono α.
• En los seres vivos hay
alrededor de 20
aminoácidos, que son
comunes a todos ellos, y
que se diferencian unos de
otros por el radical R unido
al carbono α.

6. Las proteínas
Los 20 aminoácidos
proteicos

6. Las proteínas: Funciones
• ESTRUCTURAL: Suelen ser fibrilares:
queratina, fibroína, etc. Forman parte de
membranas, citoesqueleto, pelo, uñas, etc.
• TRANSPORTADORA. Hemoglobina,
proteínas de membrana.
• ENZIMÁTICA: Los enzimas regulan las
reacciones químicas en el organismo, uniéndose
a un sustrato y catalizando su transformación.
• HORMONAL: Insulina, hormona del
crecimiento, adrenalina.
• INMUNITARIA: Anticuerpos o
inmunoglobulinas (Ig). Se unen al antígeno y lo
inactivan.
• CONTRÁCTIL: Contracción de los músculos
(actina y miosina).
• HOMEOSTÁTICA: Intervienen en la
coagulación de la sangre (fibrina) o colaboran
manteniendo las constantes fisiológicas porque
se unen a un ligando y activan algún proceso.

6. Las proteínas: Propiedades
 Son

específicas: Cada individuo tiene sus
propias proteínas. Por eso existe rechazo en la
donación de órganos. Y cada proteína tiene
una secuencia específica.
 Se desnaturalizan: Pierden su estructura
tridimensional (terciaria) debido al calor,
ácidos, etc, y no pueden desempeñar su
función.

7. Los ácidos nucleicos
• ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN y ARN
• C, H, O N y P
• Son cadenas de nucleótidos
• Un nucleótido está formado por tres componentes:
• Un azúcar (ribosa o desoxirribosa)
• Ácido fosfórico
• Una base nitrogenada: A, G, C, T, U.
O
FOSFATO O

P

O
O
N

O
N
C
AZUCAR

O

O
BASE NITROGENADA

• Los nucleótidos se unen formando cadenas, con enlace fosfodiéster 5´-3´
• En la cadena alternan Pentosa y Fosfato, con las bases hacia el lado.
• Pueden ser polirribonucleótidos (ARN) o polidesoxirribonucleótidos
(ADN)

NUCLEÓTIDO: ATP (adenosin
trifosfato)
El ATP actúa como moneda de intercambio energético:
En todas las células es necesario un mecanismo de almacenamiento de energía libre.
En la reacción de combustión de la glucosa hasta dióxido de carbono y agua, con la
participación del oxígeno molecular, la cantidad de energía libre disponible para la célula es
de 686 kcal/mol:
C6H12O6 + 6O2
6CO2 + 6H2O + 686 kcal/mol
Parte de esta energía se utiliza en la síntesis de moléculas de adenosín trifosfato o ATP a
partir de ácido fosfórico y de otro compuesto químico similar, el ADP o adenosín difosfato,
según la reacción química:
ADP + H3PO4 + 7,3 kcal/mol
ATP + H2O
Esta reacción es endergónica y en consecuencia,
solamente se puede producir si está acoplada a
alguna reacción exergónica.
La reacción inversa, en cambio, es un proceso
exergónico:
ATP + H2O

ADP + H3PO4 + 7,3 kcal/mol

ARN


Su azúcar es ribosa.



Nunca tiene la base nitrogenada timina (T).



Es una cadena simple de nucleótidos.



Se encuentra en el núcleo y en el citoplasma de
la célula.



Transmite la información genética hasta el
citoplasma, donde sintetiza proteínas .
Para realizar las funciones de los ácidos nucleicos
hacen falta tres clases de RNA:
• RNA mensajero (mRNA), portador del mensaje
genético
• RNA transferente (tRNA), que acerca
aminoácidos al mRNA
• RNA ribosómico (rRNA), que ensambla los
aminoácidos frente al mRNA para formar el
polipéptido correspondiente.

tRNA

• mRNA es lineal, sin bases
emparejadas, muy largo.
• rRNA presenta muchos
pliegues y bucles, se une a
determinadas proteínas para
formar los ribosomas,
encargados de leer el
mensaje genético y
ensamblar los aminoácidos
correspondientes.
• tRNA es pequeño (73 a 95
nucleótidos), con regiones
apareadas y bucles sin
aparear que toman la forma
de hoja de trébol, presenta
bases nitrogenadas atípicas.


ADN












Su azúcar es desoxirribosa
Nunca tiene uracilo (U)
Cadena doble unida por
puentes de hidrógeno entre sus
bases nitrogenadas.
Emparejamiento de bases:

A-T

G-C
La cadena se enrolla en forma
de doble hélice.
Se encuentra en el núcleo y en
orgánulos como las
mitocondrias o los cloroplastos.
Portador y transmisor de la
información genética.

DEL ADN

El dogma central de la Biología Molecular.

Transcripción inversa
o retrotranscripción

7. Los ácidos nucleicos: FUNCIONES
• El ADN es el portador de la
información genética
• Debe pasar de una generación a
Transcripción inversa
otra  REPLICACIÓN
o retrotranscripción
• Debe expresar el mensaje que
contiene, en forma de proteínas:
• TRANSCRIPCIÓN o copia
del mensaje en forma de ARNm
• TRADUCCIÓN o síntesis de
la proteína especificada en el
ARNm.
ARN mensajero

Lleva la información de los
genes hasta los ribosomas.

ARN ribosómico

ARN transferente

Transporta aminoácidos
hasta los ribosomas para
formar proteínas.

Forma los ribosomas junto
con ciertas proteínas.


Transcripción

ADN

ARN mensajero

Aminoácidos
Ribosomas

Proteína

TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN:
http://learn.genetics.utah.edu/es/
DUPLICACIÓN, TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN:
http://www.bioygeo.info/AnimacionesBio1.htm
CÓDIGO GENÉTICO:
http://cienciasnaturales.es/ANIMACIONESBIOLO
GIA.swf

Duplicación del ADN: Síntesis continua de la cadena 5’ -3’

A T C G A A C C G T T G C A C C G T T G C A C
U

A

G

C

T

T

G

G

C

A A

C

G

T

G

Síntesis continua de la cadena en dirección 5'→3'. La síntesis de esta cadena no plantea ningún problema. Así,
una vez separadas ambas cadenas, se sintetiza el primer y la ADN pol. III (una de las enzimas que unen los
nucleótidos) va a elongar la cadena en dirección 5'→3'.

La transcripción: Síntesis de ARN.

5’

3’

ARNpolimerasa

5’

3’

U G U G C G G C U G C
T A C A C G C C G A C G

A

(i)

ARN
ADN

Iniciación: La subunidad pequeña del ribosoma se une a la región líder del ARNm y el ARNm se
desplaza hasta llegar al codón AUG, que codifica el principio de la proteína. Se les une entonces el
complejo formado por el ARNt-metionina (Met). La unión se produce entre el codón del ARNm y el
anticodón del ARNt que transporta la metionina (Met).

Subunidad menor del ribosoma

5’

P

A

AAAAAAAAAAA 3’

A U G C AU G U U
A
C Codón
A
UA
C
Anticodón

(i)

CG UA
A
G

ARNt

ARNm

M
et
1er aminoácido

Elongación I: A continuación se une la subunidad mayor a la menor completándose el ribosoma.
El complejo ARNt-aminoácido2 , la glutamima (Gln) [ARNt-Gln] se sitúa enfrente del codón
correspondiente (CAA). La región del ribosoma a la que se une el complejo ARNt-Gln se le llama
región aminoacil (A).

Subunidad menor del ribosoma

P

A

AAAAAAAAAAA 3’

5’

A U G C AU G U U
A
UA GU C
A
C
U

M
et
(i)

Gl
n

CG UA
G
A

Elongación II: Se forma el enlace peptídico entre el grupo carboxilo de la

metionina (Met) y el

grupo amino del segundo aminoácido, la glutamina (Gln).

P

A

ARNm

5’

A U G C AU G U U
A
UA GU C
A
C
U

Gl
M net

CG UA
G
A

AAAAAAAAAAA 3’

Elongación III: El ARNt del primer aminoácido, la metionina (Met) se libera.

P

A

ARNm

5’

UA
C

A U G C AU G U U
A
GU C
A
U

Gl
M net

CG UA
G
A

AAAAAAAAAAA 3’

Elongación IV: El ARNm se traslada, de tal manera que el complejo ARNt-Gln-Met queda en
la región peptidil del ribosoma, quedando ahora la región aminoacil (A) libre para la entrada del
complejo ARNt-aa3

P

A

ARNm

5’

A U G C AU G U U
A
GU C
A
U

Gl
M net

CG UA
G
A

AAAAAAAAAAA 3’

Elongación V: Entrada en la posición correspondiente a la región aminoacil (A) del complejo
ARNt-Cys, correspondiente al tercer aminoácido, la cisteína (Cys).

P

A

ARNm

5’

A U G C AU G U U
A
GU AC A
C
G
U

Cy
Gl
s
M net

CG UA
G
A

AAAAAAAAAAA 3’

Elongación VI: Unión del péptido Met-Gln (Metionina-Glutamina)

P

A

ARNm

5’

A U G C AU G U U
A
GU AC A
C
G
U

Cy
M s -G
et
ln-

CG UA
G
A

a la cisteína (Cys).

AAAAAAAAAAA 3’

Elongación VII: Se libera el ARNt correspondiente al segundo aminoácido, la glutamina (Glu).

P

A

ARNm

5’

GU
U

(i)

A U G C AU G U U
A
AC A
C
G

Cy
M s-G
et
ln

CG UA
G
A

-

AAAAAAAAAAA 3’

Elongación VIII: El ARNm corre hacia la otra posición, quedando el complejo ARN

t3

-Cys-

Glu-Met en la región peptidil del ribosoma.

P

A

ARNm

5’

A U G C AU G U U
A
AC A
C
G

Cy
M s -G
et
ln-

CG UA
G
A

AAAAAAAAAAA 3’

Elongación IX: Entrada del complejo ARNt-Leu correspondiente al 4º aminoácido, la leucina.

P

A

ARNm

AAAAAAAAAAA 3’

5’

A U G C AU G U U
A
AC A
C
G

Cy
M s -G
et
ln-

CG UA
G
A
AA
U

Leu

Elongación X: Este se sitúa en la región aminoacil (A).

P

A

ARNm

5’

A U G C AU G
A
AC
C
G

UU CG UA
A
G
AA A
U

Leu
Cy
s-G
ln- M
et

AAAAAAAAAAA 3’

Elongación XI: Unión del péptido Met-Gln-Cys con el 4º aminoácido, la leucina (Leu).
Liberación del ARNt de la leucina. El ARNm se desplaza a la 5ª posición

ARNm

P

A

AAAAAAAAAAA 3’

5’

A U G C AU G U U C G U A
A
A
G
C
AA A
U
AC
G

Leu
Me -Cys
-G
t

l n-

Elongación XII: Entrada del ARNt de la leucina, el 5º aminoácido, la arginina (ARNt-Arg).

ARNm

P

A

AAAAAAAAAAA 3’

5’

A U G C AU G U U C G U A
A
A
G
C
AA A
U

Leu
Me -Cys
-G
t

l n-

GC
U

g

Ar

Elongación XIII: Unión del péptido Met-Gln-Cys-Leu con el 5º
aminoácido, la arginina (Arg). Liberación del ARNt de la leucina
(Leu). El ARNm se desplaza a la 6ª posición, se trata del un codón de
finalización o de stop.

ARNm

P

A

5’

A U G C AU G U U
A
C
A
AA
U

AAAAAAAAAAA 3’

CG UA
G
AC G
U

Arg-Leu-Cys-GlnMet

Finalización I: Liberación del péptido o proteína. Las subunidades del ribosoma se disocian y
se separan del ARNm.

ARNm

P

A

5’

A U G C AU G U U
A
C
A
AA
U

AAAAAAAAAAA 3’

CG UA
G
AC G
U

Arg-Leu-Cys-GlnMet

Finalización II: Después unos minutos los ARNm son digeridos por las enzimas del
hialoplasma.

ARNm
AAAAAAAAAAA 3’

5’

A U GC A A U GC U U A C GA U A G

(i)

http://cienciasnaturales.es/ANIMACIONESBIOLOGIA.swf

http://www.lourdes-luengo.es/animaciones/animaciones.htm
http://www.lourdes-luengo.es/unidadesbio/
http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/2bach.ht
ml

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