Las moléculas de la vida
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  • 1. LAS MOLÉCULAS DE LA VIDA 1
  • 2. INTRODUCCIÓN.-En la Tierra aparecen más de 90 elementos químicos naturales, estos como tales o bien combinándoseentre sí mediante diferentes enlaces componen toda la materia. Si se analiza esta composición se ve quees diferente en la materia inerte que en los seres vivos.En la corteza terrestre predomina el silicio y el oxígeno, este último es también muy abundante en losseres vivos, pero el silicio aparece en una proporción mínima.Los elementos químicos en la materia viva se clasifican como: BIOELEMENTOS 1ª; BIOELEMENTOS 2ª YELEMENTOS TRAZA (OLIGOELEMENTOS). BIOELEMENTOS PRIMARIOS.- Son C, H, O, N, P y S, aparecen en un porcentaje muy alto formando parte de la materia viva (98%), son indispensables para formar parte de todas las biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). BIOELEMTOS SECUNDARIOS.- Son Ca, Na, K y Cl, aparecen en cantidades menores, formando sales, o bien en forma de iones, realizando funciones fundamentales en los seres vivos. ELEMENTOS TRAZA (OLIGOELEMENTOS).- Se llaman así por aparecer en cantidades muy pequeñas (de ahí el nombre) en los seres vivos, como es el caso del Mg, Cu y Si.Los principales bioelementos que forman parte de la materia viva, presentan ciertas característicascomunes, como: 1. Poder enlazar con otros átomos, constituyendo moléculas de gran tamaño (macromoléculas). 2. Ser elementos muy ligeros que forman con facilidad enlaces covalentes, constituyendo moléculas muy estables.La unión de estos bioelementos forman las diferentes biomoléculas, que se clasifican en: EL AGUABIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS LAS SALES MINERALESEstas biomoléculas también aparecen en la materia inerte GLÚCIDOSBIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS LÍPIDOS PROTEÍNAS ÁCIDOS NUCLEICOSSon exclusivas de los seres vivos 2
  • 3. EL AGUA.-Es imprescindible para el desarrollo de la vida. Está constituida por dos átomos de hidrógeno yuno de oxígeno que se unen mediante enlaces covalentes muy polarizados, debido a la mayorelectronegatividad del oxígeno, esto determina que aunque la molécula como tal sea neutra(ya que el número de cargas positivas y negativas es igual), estas cargas se encuentrenrepartidas de una forma ligeramente desigual ya que las negativas se concentran cerca deloxígeno, mientras que las positivas lo hacen cerca de los hidrógenos. Por ello se dice que lamolécula del agua es polar, ya que hay dos zonas con cargas de diferente signo (dipolos).De este modo entre una molécula de agua y las que la rodean se establecen fuerzas deatracción que tienden a unir cargas de signo apuesto. Estas uniones se denominan puentes dehidrógeno(Dibujar lo dado en la pizarra) δ - O Parte positiva en la zona de los hidrógenos δ+ δ+ y negativa en la zona del oxígeno H HDe esta forma los puentes de hidrógeno se dan de la siguiente forma:(Dibujar lo dado en la pizarra) 3
  • 4. La polaridad de la molécula de agua y la existencia de los puentes de hidrógeno explican dospropiedades que hacen del agua una sustancia imprescindible para los seres vivos, estaspropiedades son: CAPACIDAD DISOLVENTE Y ELEVADO CALOR ESPECÍFICO.CAPACIDAD DISOLVENTE.-Debido a su polaridad cuando está en contacto con sustancias iónicas como el cloruro sódico,es capaz de separar sus iones, disolviendo estas sustancias. También puede disolver sustanciascovalentes con polaridad.Por otro lado veremos una serie de moléculas que tendrán zonas hidrofílicas (parte soluble enagua) y zonas hidrofóbicas (parte de la molécula insoluble en el agua), estas moléculastambién se dispersan en el agua, orientándose de determinada forma, orientaciónfundamental para la propia vida.CALOR ESPECÍFICO.-Es muy elevado ya que los puentes de hidrógeno limitan su movilidad y por tanto se retarda elincremento de la agitación térmica frente el calor, esto determina que el agua debe absorbermás calor que otras sustancias para aumentar su temperatura y también es mayor la cantidadde calor que debe desprender para que la temperatura descienda.Estas dos propiedades son fundamentales para todos los seres vivos, ya que por un lado elagua constituye la mayor parte del citoplasma de las células y del medio extracelular y por ellose disuelven en ella gran cantidad de sustancias que de esta forma son transportadas,participando en las reacciones metabólicas.Por otro lado, debido a su alto calor específico el agua es un buen amortiguador térmico,favoreciendo dentro de unos límites el mantenimiento de una temperatura estable..Por último comentar que en estado sólido tiene una densidad menor que en estado líquido,permitiendo de esta forma que la vida en el agua en las zonas frías se mantenga, al subir elhielo a la superficie, manteniendo el estado líquido en el fondo y por tanto la vida. 4
  • 5. LAS SALES MINERALES.-Se pueden encontrar en tres formas diferentes: Precipitadas, disueltas o asociadas a moléculasorgánicas. Todas ellas aparecen en pequeñas cantidades, pero sus funciones sonfundamentales en todos los seres vivos.Las sales precipitadas constituyen estructuras sólidas insolubles con una función esqueléticadando soporte y protección a los seres vivos, como por ejemplo el carbonato cálcico (CaCO 3)de las conchas de los moluscos o bien el carbonato cálcico y el fosfato cálcico [Ca3(PO4)2] de loshuesos.Las sales disueltas en forma de iones, disueltos en el agua. Son fundamentales para elmantenimiento del pH del medio, para el control del proceso de ósmosis, sin contar con laacción específica de determinados iones como los iones sodio y potasio en el proceso de latransmisión del impulso nervioso o el ión calcio en el proceso de la coagulación de la sangre,etc. Una variación en el equilibrio iónico del medio interno celular provoca alteraciones en laexcitabilidad y contractilidad de las células.Entre los aniones más importantes están: Cl-; HPO42-; H2PO4-; SO42-; SO32-Entre los cationes más importantes están: Na+; K+; Mg2+; Ca2+; NH4+Las sales asociadas suelen encontrarse unidas a determinadas proteínas (fosfoproteínas) alípidos (fosfolípidos) a glúcidos. Por ejemplo el ion ferroso (Fe2+) forma parte de lahemoglobina, que es la molécula encargada del transporte del oxígeno por la sangre. Lasclorofilas, moléculas fundamentales para el proceso de la fotosíntesis, contienen en suestructura el ion Mg2+.Resumiendo, las principales funciones de las sales en los seres vivos son, mantener la salinidaddel medio interno, mantener el pH, intervenir en el proceso de ósmosis y formar estructurasesqueléticas.ÓSMOSISLa ósmosis es la difusión del agua a través de una membrana semipermeable, para igualarconcentraciones. El agua se mueve de zonas poco concentradas (hipotónicas) a zonas másconcentradas (hipertónicas), para intentar llegar a concentraciones iguales (isotónicas). Deesta forma si a una célula la colocamos en un medio más hipotónico (menos concentrado ensales), el agua del medio entrará en el citoplasma, para intentar igualar concentraciones y lacélula se hinchará, dándose el fenómeno de TURGENCIA, si por el contrario se coloca unacélula en un medio más hipertónico (más concentrado en sales), el agua del citoplasma de lacélula tenderá a salir para igualar concentraciones y se arrugará, dándose el fenómeno dePLASMÓLISIS.Un ejemplo de turgencia lo tenemos cuando la lechuga se mete en el agua para que las hojasadquieran un aspecto terso en la ensalada y un fenómeno de plasmólisis lo tenemos en laspapas arrugadas de Canarias. 5
  • 6. * * TURGENCIA * ******** ******** * ********** * ********** ******** * ******** * * *** * *** PLASMÓLISIS * * ***** ** *** ** ** ***** * *** ** * * ** * * * ** 6
  • 7. BIOMOLÉCULAS ORGÁNICASEl carbono es un elemento fundamental en todas las moléculas que forman la materia viva.Por sus características físico-químicas puede formar cuatro enlaces covalentes con otroselementos. Si enlaza consigo mismo, forma cadenas en las que los enlaces entre los átomos decarbono pueden ser simples, dobles o triples.A lo largo de estas cadenas, se pueden dar enlaces con otros grupos funcionales originando elgrupo de “los compuestos de carbono”. Los compuestos de carbono o biomoléculas orgánicaspresentan funciones muy diversas, como una función estructural, o una función energética,controlan reacciones metabólicas, etc.Estas biomoléculas orgánicas son: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleícos. LOS GLÚCIDOSSon biomoléculas formadas por H, O y C y forman un grupo de moléculas muy extenso.Químicamente son polihidroxialdehídos o pilihidroxicetonas (varios grupos hidroxilo con ungrupo aldehído o bien varios grupos alcohol con un grupo cetona).En cuanto a sus funciones biológicas, algunos actúan como moléculas energéticas y otrostienen una función estructural.Hay tres grandes grupos: LOS MONOSACÁRIDOS LOS OLIGOSACÁRIDOS (DISACÁRIDOS) LOS POLISACÁRIDOSLOS MONOSACÁRIDOS.- Son los más sencillos, formados solo por una unidad de azúcar cuyonúmero de carbonos oscila entre 3 y 7 átomos. Si tiene tres átomos de carbono será UNATRIOSA, si tiene 4 será UNA TETROSA, con 5 será UNA PENTOSA, CON 6 UNA HEXOSA y con 7una HEPTOSA. Por otro lado si presenta un grupo aldehído pertenecerá a la familia de lasaldosas y si tiene un grupo cetona pertenecerá a la familia de las cetosas. De esta forma unmonosacáridos con cinco átomos de carbono y un grupo aldehído será una aldopentosa y unmonosacárido con seis átomo de carbono y un grupo cetona será una cetohexosa.En general son dulces, tienen color blanco y son solubles en el agua. La fórmula general detodos los monosacáridos es CnH2nOn. La gran mayoría tienen carbonos asimétricos (carbonosque tienen los cuatro radicales diferentes) y por tanto presentan isomería óptica (compuestoscon la misma fórmula molecular pero espacialmente con alguno de los radicales colocados enel espacio de diferente forma, lo que determina un giro de la luz polarizada de unmicroscopio). El número de isómeros ópticos está determinado por la fórmula 2n, siendo n elnúmero de carbonos asimétricos. Cuando un compuesto es una imagen especular de otro,entonces a los isómeros se les denomina ENANTIÓMEROS.Las células los utilizan para obtener energía mediante reacciones metabólicas exergónicas(reacciones exotérmicas, es decir, reacciones que desprenden energía. 7
  • 8. Entre los monosacáridos más importantes de la familia de las aldosas están:El glicerdehído (3 C)La ribosa (5 C)La desoxirribosa (5 C)La glucosa (6 C)La galactosa (6 C) 8
  • 9. En la familia de las cetosas tenemos:La dihidroxicetona (3 C)La ribulosa (5 C)La fructosa (6 C)Los monosacáridos que forman parte de la materia viva de forma más abundante son de laserie D, esto significa que tienen el grupo hidroxilo (-OH) del último carbono asimétricosituado hacia la derecha. La serie L tiene este grupo situado a la izquierda.Los monosacáridos (independientemente de que sean D o L) que giran el plano de la luzpolarizada a la derecha, son dextrógiros (+), mientras que los que la giran hacia la izquierda 9
  • 10. son levógiros (-).¡¡¡¡CUIDADO!!! No confundir D con dextrógiro, ni L con levógiro. La fructosaes de la serie D y es levógiraLos monosacáridos a partir de cinco átomos de carbono, suelen presentar estructuras cíclicascuando están en disolución. Estas estructuras resultan de la unión covalente entre el grupocarbonilo y el oxígeno perteneciente (normalmente) al grupo hidroxilo del último carbonoasimétrico de la misma cadena. Si el grupo carbonilo pertenece a una función aldehído esteenlace se denomina hemiacetálico y el carbono del aldehído pasa a ser asimétrico, del mismomodo, si el grupo carbonilo pertenece a la función cetona, el enlace se denomina hemicetálicoy este carbono hemicetálico pasa a ser asimétrico, por tanto, como resultado de esta ciclaciónaparecen dos formas cíclicas isómeras: la forma α, cuando el grupo hidroxilo de este carbonoestá situado hacia abajo y la forma β, cuando este grupo hidroxilo está situado hacia arriba.Estas formas se denominan anoméricas y a este carbono se le denomina carbono anomérico. 10
  • 11. En cuanto a sus propiedades, además de la isomería óptica, todos ellos presenta capacidadreductora cuando reaccionan con determinados metáles (Cu2+), ya que el carbono carbonílico(aldehído o cetono) pasa a ser carboxilo (ácido orgánico).La función más importante de los monosacáridos es la energética, ya que se degradanmediante procesos catabólicos (exergónicos) en el interior de la célula para dar energía enforma de ATP.LOS OLIGOSACÁRIDOSSon compuestos formados por la unión de dos a diez monosacáridos, mediante enlaces O-glucosídicos, estos enlaces son de naturaleza covalente y se establecen en la mayoría de loscasos entre el –OH del carbono del grupo aldehído o cetona y el –OH del carbono que hace laposición 4 (en algunos casos 2) del otro monosacárido. Como resultado de este proceso losmonosacáridos quedan unidos a través del oxígeno, de ahí el nombre.En general son dulces y solubles en el agua.Los oligosacáridos más importantes son los disacáridos, que como el nombre indica estánformados por dos unidades de monosacáridos. Entre ellos están: La lactosa  Está formada por la unión de galactosa y glucosa mediante un enlace β 1:4 Gal β (14)Glc, siendo la glucosa β. Se encuentra como tal libre en la naturaleza formando parte de la leche. Tiene poder reductor al tener el (–OH) del carbono anomérico de la glucosa libre. 11
  • 12. La sacarosa Está formada por la unión de glucosa y fructosa, mediante un enlace α1:2 Glc α (12) Fru, siendo la fructosa β. Se encuentra como tal libre en lanaturaleza (azúcar) formando parte de la remolacha y la caña de azúcar. Al estar losgrupos (-OH) de los carbonos anoméricos implicados en el enlace O –glucosídicos, estedisacárido no tiene poder reductor.La maltosa  Está formada por la unión de dos glucosas, mediante enlaces α 1:4 Glc α (14) Glc, pudiendo ser la última glucosa tanto α como β. No se encuentra librecomo tal en la naturaleza, aparece como resultado de la hidrólisis del almidón, de ahíque la segunda glucosa pueda ser de ambas formas. Si tiene poder reductor. 12
  • 13. La celobiosa   Está formada por la unión de dos glucosas, mediante enlaces β 1:4  Glc β (14) Glc. No se encuentra libre como tal en la naturaleza, forma parte del polisacárido celulosa. Sitiene poder reductorLa función más importante está relacionada con el aporte energético a las células pues alhidrolizarse los monosacáridos obtenidos son utilizados por las células para obtener ATPLos oligosacáridos de tres o más unidades de monosacáridos, se localizan insertados en lamembrana celular asociados a lípidos (glucolípidos) y a proteínas (glucoproteínas) y parece queintervienen en procesos de reconocimiento celular.LOS POLISACÁRIDOSCompuestos formados por la unión de muchos monosacáridos unidos por enlaces O-glucosídico. En general estos compuestos ni son dulces, ni solubles en agua, ni tienencapacidad reductora ya que la mayoría de sus carbonos anoméricos están implicados en elenlace O-glucosídico.En todos los polisacáridos, el monosacárido que más se repite es la glucosa. Cuando lascadenas están formadas por un único tipo de monosacárido tenemos un homopolisacárido, sipor el contrario apareces varios tipos de monosacáridos, tenemos un heteropolisacárido.Los polisacáridos se pueden clasificar de acuerdo a la función que desarrollan en los seresvivos: Función energética o función estructural. Los polisacáridos con función energética(reserva de energía), su hidrólisis da lugar a monosacáridos que al degradarse dan ATP,mientras que los polisacáridos con características estructurales, constituyen diversas partes delorganismo de los seres vivos. 13
  • 14. - ALMIDÓN (homopolisacárido) Función Energética - GLUCÓGENO (homopolisacárido)POLISACÁRIDOS - CELULOSA (homopolisacárido) Función Estructural - QUITINA (homopolisacárido)El almidón.-Es la principal sustancia de reserva del Reino vegetal, muy abundante en semillas y tubérculos.Está formado por dos tipos de cadenas llamadas amilosa y amilopectina: La amilosa es una cadena de glucosas unidas mediante enlaces (α 14) y sin ninguna ramificación. La amilopectina es una cadena de glucosas unidas del mismo modo que la amilosa, pero también presenta ramificaciones α 16 coda 24 a 30 unidades.El almidon se hidroliza por los enzimas “amilasas” 14
  • 15. El almidón se encuentra en grandes cantidades en los plastos de las células vegetales, como lostubérculos (patatas), semillas (trigo) y como se ha comentado su función es aportar energía(ATP) cuando se hidroliza por acción de las amilasas.El glucógenoEs la principal sustancia de reserva (energética) del Reino animal. Formado por cadenasparecidas a la amilopectina del almidón, pero más ramificada ya que los enlaces α 1:6aparecen cada 8-12 unidades de glucosa.Se almacena en forma de gránulos en el hígado y en el músculo esquelético, donde sehidroliza con facilidad (siempre que se requiera por parte del cuerpo) dando unidades deglucosa que al degradarse dará ATP.La celulosaEs un polisacárido estructural del Reino vegetal su función es dar soporte y protección a lascélulas vegetales, formando parte de su pared celular.Está formada por cadenas lineales de glucosas unidas mediante enlaces: Glc β 14β Glc Porotro lado estas cadenas se disponen en paralelo y se mantienen estrechamenteunidas entre sí mediante (puentes de hidrógeno), lo que determina una estructura degran resistencia. 15
  • 16. La celulosa es insoluble en agua y su enlace β 14β no puede ser hidrolizado por lamayoría de los animales (excepto las termitas y las bacterias que viven en el intestinode los herbívoros), aún así es bueno tomar “fibra” (alto contenido en celulosa) para deesta forma eliminar con facilidad las heces fecales, evitando de esta forma elestreñimiento y el cáncer de colon.La quitinaEs un polisacárido estructural que forma parte del exoesqueleto de los artrópodos y dela pared celular de los hongos.Está formado por unidades de NAGA (N-acetil-β-D-glucosamina) unidas por enlaceβ 14β.La quitina confiere una gran resistencia y dureza a los organismos que la poseen. Sepiensa que el exoesqueleto de quitina de los artrópodos es una de las claves del éxitoevolutivo de estos animales, ya que contribuye a su locomoción y les proporcionaprotección frente a las agresiones externas.Por último decir que ningún polisacárido tiene carácter reductor 16
  • 17. LOS LÍPIDOSLos lípidos son unas biomoléculas formadas por carbono, oxígeno e hidrógeno y enalgunos casos hay otros elementos como el fósforo y el nitrógeno.Forman un grupo muy heterogéneo, con una gran variedad estructural y comoconsecuencia de esto con funciones muy diversas en los organismos, como puede seruna función energética, otros una función estructural y otros una función específica,como pueden ser hormonas y vitaminas.Todos ellos tienen en común que no son solubles en el agua pero si lo son endisolventes orgánicos, como pueden ser el alcohol o la acetona.Debido a su gran diversidad de funciones, los criterios de clasificación son tambienvariados, nosotros clasificaremos a este grupo de biomoléculas, basándonos en lapresencia o ausencia en su composición de ácidos grasos. Triacilglicéridos - Apolares Céridos L. Complejos - Anfipáticos Fosfoglicéridos SAPONIFICABLES Esfingolípidos (Tienen Ac. Grasos)LÍPIDOS Esteroles (Colesterol) - Esteroides Hormonas esteroides L. Simples NO SAPONIFICABLES - Terpenos (No tienen Ácidos Grasos) 17
  • 18. Los Ácidos GrasosSon ácidos orgánicos monocarboxílicos, con un número par de átomos de carbono cuyonúmero oscila entre 10 a 22, por tanto presentan una larga cadena carbonada. Puedenencontrarse libres o bien formando partes de otras moléculas dando lugar a lípidossaponificables. CH3 – (CH2)n – COOHEstos ácidos grasos se clasifican en saturados (todos los enlaces entre los carbonos sonsimples) e insaturados (presentan en su cadena uno o más enlaces dobles), si aparencen másde un enlace doble se denominan poliinsaturados.Entre los saturados están:Ac. Palmítico (16 C) Ac. Esteárico (18 C) Entre los insaturados están:Ac. Oleico (18C y doble enlace en posición 9,10) Ác Linoleico (18 C y dos dobles enlaces, posición 9,10 y 12,13)En la zona de los dobles enlaces hay un acodamiento que determina que estas cadenas nosean linealesEn cuanto a sus propiedades fisico-quimicas, tenemos: a) Estos ácidos grasos son moléculas anfipáticas, esto quiere decir que presentan una zona hidrófila (afinidad por el agua), formada por el grupo carboxilo y una zona hidrófoba (repulsión por el agua) constituida por la cadena hidrocarbonada. 18
  • 19. b) Los puntos de fusión de los ácidos grasos saturados son más altos que los de los insaturados, debido entre otras causas a los codos que aparecen como consecuencia de los dobles enlaces, que impiden en cierta medida las interacciones con otras cadenas. c) Por último comentar que los ácidos grasos saturados están más presentes en los alimentos de origen animal, mientras que los insaturados están más presentes en los de origen vegetal y en el pescado.LÍPIDOS COMPLEJOSSon lípidos que contienen ácidos grasos en sus moléculas y entre ellos están:Los Triacilglicéridos.- Llamados también triglicéridos, triacilgliceroles y normalmente GRASAS.Se obtienen mediante una reacción de esterificación, son triésteres del glicerol (por reaccióndel alcohol glicerol con tres ácidos grasos). Estos ácidos grasos pueden ser los tres iguales(triglicéridos simples) o diferentes y entonces tenemos los triglicéridos mixtos.El proceso contrario a la esterificación es la hidrólisis y si esta se realiza en un medio básico(NaOH, KOH) entonces tenemos la saponificación, obteniéndose glicerol y las sales de losácidos grasos que son los jabones 19
  • 20. Los triglicéridos (grasas) son prácticamente insolubles en agua, debido a que las zonas polaresdel glicerol y de los ácidos grasos están implicados en el enlace éster.Estas grasas se clasifican según su punto de fusión, en:Grasas de origen vegetal.- Contienen fundamentalmente ácidos grasos insaturados por lo quefavorece que el punto de fusión sea bajo y por tanto son líquidas a temperatura ambiente.Ejemplo el aceite de oliva, el de girasol.Grasas de origen animal.- Contienen en su mayoría ácidos grasos saturados, por tanto poseenpuntos de fusión elevados y a temperatura ambiente son sólidas, como por ejemplo lamanteca, la mantequilla.Suponen la principal reserva energética tanto en animales como en vegetales. Se acumulan enlas vacuolas (en los vegetales) y en los adipocitos en los animales.Otra función de las grasas es la de actuar como aislantes térmicos y almacén de alimento(como en el caso de la hibernación de algunos animales)Los Céridos.-Las ceras son también ésteres de un ácido graso y un monoalcohol, también de cadena larga.Son insolubles en el agua por el mismo motivo que las grasas y realizan funciones deprotección y revestimiento. En los vertebrados recubren e impermeabilizan la piel, el pelo, lasplumas y en las plantas forman una película que recubre las hojas, frutos, flores y tallosjóvenes. 20
  • 21. Los Fosfoglicéridos.- Llamados también fosfolípidos son también triésteres del glicerol pero ladiferencia con los triacilglicéridos es que el primera ácido graso que esterifica en el C1 essaturado, el segundo, en el C2, suele ser insaturado y en el tercer carbono del glicerol, laesterificación se realiza CON EL ÁCIDO FORFÓRICO (H3PO4), este ácido fosfórico se une a suvez a un grupo sustituyente que es polar.Todos los fosfoglicéridos son ANFIPÁTICOS, ya que la zona del ácido fosfórico con el gruposustituyente es polar (hidrófila), mientras que las zonas de los ácidos grasos son apolares(hidrófobas) Zona apolar constituida por las dos colas Zona polar formada por la Cabeza (H3PO4 mas grupo (los ácidos grasos y el resto del glicerol) sustituyente)Como consecuencia de esto, todos los fosfolípidos en contacto con el agua forman micelas ybicapas. 21
  • 22. Las micelas tienen una forma más o menos esférica. La superficie formada por la cabeza polar(en contacto con el agua), mientras que en su interior se localizan las cadenas de los ácidosgrasos formando una región hidrofóbica.Las bicapas, las colas hidrofóbicas se orientan hacia el interior mientras que las cabezaspolares están en contacto con el medio acuoso existente a cada lado de la bicapa.La naturaleza anfipática de los fosfoglicéridos les proporciona un papel fundamental en laformación de las membranas biológicas tanto de las células procariotas como de laseucariotas, por tanto su función como tal es estructural.Los Esfingolípidos.- Son semejantes a los anteriores tanto estructural como funcionalmente,son también anfipáticos y por tanto tiende a formar bicapas. La diferencia es que el alcoholque los forma es la esfingosina (que les da el nombre), es un aminoalcohol de 18 átomos decarbono y forman parte de las membranas de todas las células pero son especialmenteabundantes en las células de los tejidos nerviosos. 22
  • 23. LÍPIDOS SIMPLESNo tienen ácidos grasos en su estructura, tienen una composición variada y funciones diversas.Los Esteroides.- Son derivados de un compuesto cíclico llamadociclopentanoperhidrofenantreno, formado por tres anillos hexagonales y un anillo pentagonal(A,B,C yD).Dentro de este grupo están LOS ESTEROLES, entre los que se encuentra el colesterol y lavitamina D. Ambos tienen un grupo –OH en posición 3 y una larga cadena hidrocarbonada enposición 17.El colesterol tiene un gran interés biológico, ya que forma parte de las membranas de lascélulas animales y en la sangre se asocia con unas proteínas transportadoras (lipoproteínas). Sihay exceso se acumula en las paredes de las arterias formando ateromas (ateroesclerosis) contodo lo que esto acarrea a la hora de las enfermedades cardiovasculares (infartos, angina depecho, derrames cerebrales, etc.)La vitamina D deriva del colesterol y está implicada en los procesos de absorción del Ca y delP. Su carencia provoca raquitismoLos Terpenos.- Derivan todos del isopreno (2-metil-1,3-butadieno) CH2 = C – CH2 = CH2 CH3Esta estructura se polimeriza y determina la aparición de compuestos que pueden ser linealesy cíclicos. La presencia de los dobles enlaces alternos determina en muchos de ellos coloración.Por ejemplo el β-caroteno del que deriva la vitamina A. 23
  • 24. LAS PROTEÍNASSon unas biomoléculas muy abundantes en las células. Todas ellas están formadas porcarbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno, además la mayoría contiene azufre y algunasfósforo, hierro, cobre.Todas estas biomoléculas presentan una gran variedad funcional (funciones muydiversas)Todas ellas están formadas por la unión de unas subunidades que se repiten llamadasaminoácidos.Todos los aminoácidos están formados por un grupo amino, por un grupo ácido (lo quedetermina su nombre) y por un carbono central (Cα) del que sale el radical.Existen 20 tipos diferentes de aminoácidos que forman parte de todas las proteínas detodos los seres vivos (aminoácidos proteinogenéticos), por otro lado hay otrosaminoácidos que se encuentran libres, pero que no forman parte de las proteínas.Estos 20 aminoácidos se clasifican en 5 grupos: aminoácidos apolares, polares sincarga, polares con carga negativa (ácidos) y polares con carga positiva (básicos) yaminoácidos aromáticos.Aminoácidos apolares como Glicina (Gly) Alanina (Ala) Valina (Val) 24
  • 25. Aminoácidos polares sin carga, como Serina (Ser) Cisteína (Cys)Aminoácidos polares con carga: 1. Ácidos (carga negativa) Aspartato (Asp) Glutamato (Glu) 2. Básicos (carga positiva) Lisina (Lys)Aminoácidos aromáticos Fenilalanina (Phe) Tirosina (Tir)Todos los aminoácidos excepto la glicina tienen el carbono α asimétrico, por tantopresentan isomería óptica apareciendo dos tipos de isómeros el D y el L.La forma D tiene el grupo amino situado a la derecha y la forma L lo tiene situado a laizquierda. Todos los aminoácidos que forman parte de las proteínas son de la serie L 25
  • 26. Aunque de forma general se habla de proteínas, es frecuente distinguir entre péptidos(unos pocos aminoácidos), polipéptidos (cuando se unen centenares de aminoácidos) yproteínas (cuando están unidos miles de aminoácidos).La unión entre estos aminoácidos se realiza mediante un enlace llamado enlacepeptídico.Enlace PeptídicoEs un enlace fuerte (de naturaleza covalente), que se establece entre el grupocarboxilo (ácido) del primer aminoácido y el grupo amino del segundo, entre el grupocarboxilo del segundo y el grupo amino del tercero, entre el grupo carboxilo deltercero y el grupo amino del cuarto…….., de tal forma que el inicio de un péptido o unaproteína está siempre marcado por el grupo amino y el final por el grupo carboxilo.Como consecuencia de este proceso de síntesis se libera agua (tantas moléculas comoenlaces peptídicos se formen)La hidrólisis de una proteína deja los aminoácidos libres. Hay proteínas que no solocontienen aminoácidos y por tanto al hidrolizarse aparecerán estos y los otroscompuestos o iones que están unidas a ellas.Aunque el término proteína se suele utilizar de forma general, es frecuente distinguirentre péptidos (proteína con pocos aminoácidos), polipéptidos (cuando se unen másaminoácidos) y proteínas (cuando se unen miles de aminoácidos). 26
  • 27. Estructura.-La estructura tridimensional de cada proteína (su organización espacial) dependerá desu composición en aminoácidos y de la disposición en la cadena.Hay cuatro estructuras que son sucesivamente más complejas (1ª, 2ª, 3ª y 4ª):Estructura primaria.Es el orden de colocación de los aminoácidos dentro de la proteína y vienedeterminada genéticamente.Estructura secundaria.Es la disposición espacial que adopta la cadena para ser estable y es consecuenciadirecta del giro que tienen los carbonos α de los aminoácidos. Los modelos másfrecuentes son la α-hélice y la conformación β (hoja plegada).La estructura de α - hélice es un tipo de estructura donde al cadena se va enrollandoen espiral sobre si misma debido a los giros que se producen en torno al carbono α.Esta estructura se mantiene gracias a los puentes de hidrógeno intracatenariosentre el grupo –NH de un enlace peptídico y el grupo –C=O del cuarto aminoácido quele sigue, quedando los radicales situados hacia el exterior. Esta estructura es típica delas queratinas (uñas,pelo)La estructura de conformación β es un tipo de estructura que tienen algunas proteínasque conservan su estructura primaria en zigzag y se asocian entre sí estableciendopuentes de hidrógeno intercatenarios. Todos los enlaces peptídicos intervienenparticipan en estos enlaces, confiriendo una gran estabilidad a la estructura. Este tipode estructura aparece en proteínas como la fibroína de la seda. 27
  • 28. Estructura terciaria.Este término se refiere a la forma en que la proteína se encuentra plegada sobre símismo en el espacio, siendo el agua una de las principales causas de ello al hacer quelos aminoácidos apolares intenten huir de ella, arrastrando con ello a la cadena quecomo consecuencia se pliega sobre sí misma. Esta estructura es estable gracias a lasdiferentes uniones que se establecen: Puentes de hidrógeno, entre enlaces peptídicos. Atracciones electrostáticas entre radicales de carga opuesta. Puentes disulfuro entre cisteínas que queden cercaEn esta estructura se pueden combinar diferentes tipos de estructuras secundarias, demodo que se pueden ver fragmentos en hélice α junto con fragmentos enconformación β y trozos replegados de forma irregular. 28
  • 29. Estructura cuaternaria.Esta estructura aparece cuando se unen mediante diversos tipos de enlaces ointeracciones, dos o más cadenas peptídicas para formar una gran proteína.Estas cadenas se denominan subunidades o protómeros y pueden ser iguales odiferentes entre ellas. 29
  • 30. Por ejemplo, la hemoglobina, que es una proteína que se encuentra en el interior delos eritrocitos (G. rojos), está formada por cuatro subunidades, iguales dos a dos. Paraque la hemoglobina sea funcional es necesario que estén las cuatro cadenas presentes.Todas las proteínas presentan estructura 1ª, 2ª y 3ª mientras que la estructura 4ª solola presentan algunas.PropiedadesLas propiedades de las proteínas son fundamentalmente la solubilidad, la especificidady la desnaturalización y estas propiedades dependen básicamente de la naturaleza delos radicales.Solubilidad.- Las proteínas serán solubles en agua si disponen de suficientesamioácidos con grupos polares polares.Especificidad.- A diferencia de los glúcidos y lípidos, las proteínas son específicas deespecie e incluso hay proteínas que son específicas de individuo, ya que todas lasproteínas dependen del ADN. Por ejemplo la hemoglobina es una proteína cuyafunción es el transporte de oxígeno en los glóbulos rojos de numerosas especies, peroen cada una de ellas tiene una secuencia de aminoácidos diferente (estructura 1ª) yuna estructura tridimensional característica, por eso la hemoglobina por ejemplo delperro solo es funcional en él y no en el hombre. Sin embargo la hemoglobina humanaes idéntica en todos los humanos (especificidad de especie). 30
  • 31. Pero hay proteínas que son propias de individuos, aunque seamos de la mismaespecie, por ejemplo numerosas proteínas de las membranas celulares. Estaespecificidad de individuo explica los problemas de los rechazos en los trasplantes, yaque el cuerpo del receptor de un trasplante detecta como “algo no propio” el órganotrasplantado si no hay una histocompatibilidad”.DesnaturalizaciónCuando las proteínas son sometidas a la acción del calor o bien a variaciones de pH,pierde su configuración tridimensional o conformación nativa, al romperse los enlacesdébiles que las mantienen, y como consecuencia se destruyen las estructuras 4ª (encaso de que la proteína la presente), 3ª y 2ª. La estructura 1ª nunca se rompe ya que elenlace peptídico es un enlace covalente y por tanto fuerte.Debido a esta desnaturalización el diseño espacial se rompe, alterándose suconformación nativa y como resultado de ello la proteína deja de ser funcionalComo la estructura 1ª siempre se mantiene, hay algunas proteínas que cuando seelimina el factor desnaturalizante pueden volver a su diseño nativo y por ello volver aser funcionales. A este proceso se le denomina renaturalización. 31
  • 32. ClasificaciónLas proteínas se pueden clasificar atendiendo fundamentalmente a dos criterios, segúnsu composición o bien según su estructura.Según su composición tenemos: Proteínas simples (holoproteínas).- Formadas de forma exclusiva por aminoácidos. Ejemplo la insulina Proteínas conjugadas (heteroproteínas).-Formadas por aminoácidos y otras sustancias diferentesPROTEÍNAS (grupo prostético). Según el grupo protético tenemos: Lipoproteínas El grupo prostético son lípidos. Ejemplo las LDL Glucoproteínas El grupo prostético es un glúcido. Ejemplo la inmunoglobulina G. Cromoproteínas El grupo prostético es una proteína coloreada como es el caso de la hemoglobina que es una hemoproteína ya que presenta en su estructura el grupo hemo, formado por un anillo complejo y en su interior el hierro.Según su estructura tenemos: Proteínas fibrosas.- Son proteínas alargadas de estructura más simple que las globulares que se disponen en haces paralelos. Ejemplo las queratinas, el colágeno. Proteínas globulares.- Son proteínas más complejas que las anteriores. Las cadenas se pliegan y originas formas redondeadas. Ejemplo las albúminas, la actina. Proteína fibrosa Proteína globular 32
  • 33. Funciones biológicas de las proteínasLas proteínas desempeñan una gran variedad de funciones, que se agrupan en: Proteínas con función estructural. Algunas proteínas confieren resistencia a los tejidos, como por ejemplo el colágeno que forma parte de los huesos y tendones o la queratina que forma el pelo y las uñas. Proteínas con función de reserva. Algunas proteínas se hidrolizan y sus aminoácidos pueden ser usados para obtener energía, como por ejemplo la ovoalbúmina que es la principal proteína de reserva de la clara del huevo. Proteínas con función reguladora. Algunas proteínas actúan en la regulación de procesos metabólicos, como por ejemplo la insulina que es una hormona de naturaleza peptídica que favorece la absorción de la glucosa de la sangre al hígado. Proteínas con función defensiva. Algunas proteínas actúan defendiendo al cuerpo contra organismos patógenos, como es el caso de las inmunoglobulinas (anticuerpos). Proteínas con función transportadora. Algunas proteínas se unen a determinadas sustancias para transportarlas a diferentes zonas del cuerpo como es el caso de la hemoglobina que se une al oxígeno o el caso de las proteínas que se unen a los lípidos para transportarlos por el plasma sanguíneo. Proteínas con función contráctil. Hay proteínas que permiten que las células y los orgánulos puedan contraerse y por ello participar en diferentes tipos de movimientos. Proteínas con función catalizadora. Los enzimas son proteínas que controlan la velocidad de las reacciones que tienen lugar en el interior de las células (metabolismo), como por ejemplo la amilasa que es el enzima que se encarga de romper los enlaces α 1:4 en el almidón. Fotografía de una inmunoglobulina 33
  • 34. LOS ENZIMASLos enzimas son proteínas que actúan como catalizadores biológicos, son por tantobiocatalizadores de las reacciones que se producen en las células. Como todos loscatalizadores lo que hacen es aumentar la velocidad del proceso en el que participan albajar con su presencia la energía de activación.Composición y estructuraSon grandes moléculas proteicas formadas por una o por varias cadenas polipeptídicas.Estas moléculas presentan varias características: Su conformación tridimensional (conformación nativa) da lugar a numerosas invaginaciones en su superficie, entre las que se localiza el sitio activo. Este sitio activo es una zona del enzima formado por aproximadamente 10 aminoácidos especializados en la unión con los compuestos sobre los que actúan los enzimas. Estos compuestos se llaman sustratos. Los enzimas al unirse por el centro activo al sustrato lo modifican originando una nueva sustancia llamada producto.Respecto a su composición hay enzimas formados exclusivamente por aminoácidos,pero hay también enzimas que además de la parte proteica presentan en su estructuraalgún otro compuesto llamado cofactor, que puede ser un ion metálico (Fe2+; Mg2+…) obien una molécula orgánica denominada coenzima, como el NAD+, el NADP+… Si unenzima presenta un cofactor este tendrá que estar presente para que el enzima seafuncional. 34
  • 35. EspecificidadLa especificidad es la afinidad que tiene un enzima por su sustrato. Hay enzimas queson altamente específicos y solo reaccionan con un determinado sustrato(especificidad absoluta). En otros casos los enzimas son específicos de un determinadogrupo de sustratos con características químicas similares (especificidad de grupo).Por otro lado también tiene especificidad de acción, es decir, un enzima determinadoestá diseñado para catalizar un determinado proceso y no otro.Para explicar esta especificidad se propuso en principio un modelo llamado de la llavey la cerradura, donde la unión entre el enzima y su sustrato se da, gracias a la perfectacomplementariedad de sus estructuras como una llave con su cerraduracorrespondiente. Posteriormente se ha dado otro modelo llamado modelo del ajusteinducido, donde se tiene en cuenta una cierta flexibilidad en el centro activo que semodifica ante la presencia del sustrato al que tiene que catalizar.DesnaturalizaciónComo proteínas que son el proceso de desnaturalización se da igualmente, el enzimapierde su conformación nativa dejando de ser funcional, siendo los agentesdesnaturalizantes las variaciones de pH y la subida de la temperatura. 35
  • 36. Mecanismo de acciónSe llama mecanismo de acción al conjunto de procesos por medio de los cuales losenzimas catalizan las diferentes reacciones metabólicas. Este mecanismo de accióndepende de la estructura de los enzimas y de la especificidad que tiene por el sustrato.En estos dibujos se representan por un lado, un mecanismo de acción de un enzimasegún el modelo de la llave y la cerradura y por otro lado un mecanismo de acciónsegún el ajuste inducido.E es el enzima, S es el sustrato y P el producto, es decir, el sustrato modificado. [ES] esel complejo enzima-sustrato y [EP] es el complejo enzima-producto.En el mecanismo se diferencian tres etapas: Formación del complejo ES Modificación del sustrato Disociación del complejo EP 36
  • 37. LAS VITAMINASSon compuestos biológicamente muy activos, pero se necesitan en cantidades muypequeñas, de ahí el nombre de micronutrientesLos animales no pueden sintetizarlas en su organismo, por ello hay que tomarla en ladieta. En este sentido son nutrientes esenciales.Son imprescindibles para el crecimiento, el desarrollo, el correcto mantenimiento delos tejidos y para un gran número de procesos metabólicos y fisiológicos. Por otro ladohay un gran número de vitaminas que forman parte de coenzimas muy importantes,de ahí su importancia enzimática.Es común a todas las vitaminas que se necesitan en muy bajas cantidades. Estasnecesidades varían con la especie, la edad, el crecimiento, la actividad diaria, lagestación, convalecencia, etc., etc. Una alimentación variada, con alimentos frescos,proporciona las vitaminas necesarias. Si la dieta es defectuosa o en periodos de mayordesgaste metabólico (crecimiento, enfermedad, senectud) pueden aparecer estadoscarenciales.La carencia grave se denomina avitaminosis, no es frecuente, pero en caso de que sede acarrea enfermedades importantes e incluso la muerte. La carencia moderada, sedenomina hipovitaminosis y es causa de diversas alteraciones.También se puede dar un exceso de vitaminas (hipervitaminosis), que da lugartambién a diversas alteraciones y enfermedades. Esta situación se da por unaacumulación de vitaminas liposolubles, que no se pueden eliminar vía riñón.Todas las vitaminas son muy lábiles, es decir se destruyen con facilidad, siendo muchoslos factores que las alteran, el calor, el oxígeno, la luz, el cambio del pH. De esta formacuan se cuecen o se fríen los alimentos, se da una alta destrucción vitamínica, de ahí lanecesidad de tomar alimentos frescos.CLASIFICACIÓNHay una gran diversidad de vitaminas, por ello la clasificación se realiza en función desu solubilidad. Así tenemos: a) Vitaminas liposolubles: insolubles en agua y solubles en compuestos lipídicos. Por su lenta eliminación se acumulan en el hígado... Abundan en alimentos con un alto contenido lipídico, leche, mantequilla, hígado, etc. b) Vitaminas hidrosolubles: solubles en el agua y se eliminan fácilmente vía renal, por lo que generalmente no ocasionan hipervitaminosis 37
  • 38. VITAMINAS LIPOSOLUBLES  Vitamina A (retinol) Se forma en los animales a partir de los carotenos. Participa en el proceso de la percepción visual. Su déficit provoca ceguera nocturna y alteraciones epiteliales. Aparece en la leche y derivados, zanahorias.  Vitamina D (antirraquítica) Se forma por acción de los rayos ultravioletas sobre unos derivados del colesterol ( vit D2 y D3). Su función es favorecer la absorción intestinal del Ca y del P, así como la mineralización correcta del hueso. Su déficit en el niño provoca raquitismo y en el adulto descalcificación (osteomalacia). Aparece en la leche y derivados, aceite de hígado de pescados,  Vitamina E Es una vitamina antioxidante como la vitamina C. Se discute su posible papel en la prevención de lesiones degenerativas celulares como el envejecimiento y la aparición de tumores. Aparece en la mantequilla, huevos, aceites.  Vitamina K (antihemorrágica) Es necesaria para la síntesis de la protrombina, que es una proteína necesaria para el proceso de coagulación de la sangre. No suele existir carencia de esta vitamina ya que la sintetizan las bacterias intestinales. La destrucción de estas bacterias por consumo de antibióticos puede provocar su carencia, lo que puede dar lugar a hemorragias. Está muy repartida en el mundo vegetal ( coliflor, espinacas, etc.).VITAMINAS HIDROSOLUBLESCOMPLEJO VITAMÍNICO B  Vitamina B1 (tiamina) Es una vitamina que está en la cascarilla del arroz, de ahí la necesidad de tomar cereales integrales, en la levadura de la cerveza y en el hígado.  Vitamina B2 (riboflavina) Forma parte de dos coenzimas (FMN y FAD... El déficit de esta vitamina produce lesiones en los labios, en la lengua y piel. Está muy repartida, abunda en la carne y la leche.  Vitamina PP (antipelagra) Forma parte también de dos coenzimas (NAD+ y NADP+), ambos participan en reacciones de oxido-reducción. Su déficit provoca fatiga y lesiones en la piel. En casos graves provoca la pelagra, enfermedad de las 4 D (dermatitis, diarrea, demencia y deceso). Abunda en carnes y pescado.  Vitamina B5 (ácido pantoténico) Forma parte del coenzima A. Esta muy repartida, sobre todo en hígado y corazón.  Vitamina B12 (antiperniciosa) Forma el coenzima desoxiadenosil cobalamina, que interviene en la formación de los glóbulos rojos y en el metabolismo de los ácidos nucleícos y proteínas. Se 38
  • 39. necesita en cantidades muy pequeñas. Su déficit ocasiona anemia perniciosa, aunque normalmente su déficit se debe no a la carencia de la vitamina, sino a la imposibilidad de absorberla intestinalmente, por la falta de un transportador adecuado (factor intrínseco). Aparece en el hígado y en la levadura de cerveza.Vitamina C (ácido ascórbico)Es un potente antioxidante, por ello se está estudiando su posible papel en laprevención de la degeneración celular. Estimula la absorción intestinal del Fe. Lamayoría de los animales la pueden sintetizar a partir de la glucosa, pero el hombre no.La cantidad diaria de esta vitamina es mayor que la del resto. El déficit moderadofavorece los procesos de infección. La carencia grave provoca hemorragias y caída delos dientes, así como mala cicatrización de las heridas, enfermedad conocida comoescorbuto. Aparece en cítricos, fresas, kiwi y verduras. 39
  • 40. LOS ÁCIDOS NUCLEICOSAl igual que el resto de las biomoléculas ya vistas, los ácidos nucleícos tienen un grantamaño, formados por cabono, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y fósforo.Son las biomoléculas que contienen la información necesaria para la síntesis de todaslas proteínas de un individuo y están formados por la unión de subunidades menoresllamadas nucleótidos, por tanto, son polímeros de nucleótidos.Existen dos tipos de ácidos nucleicos, el ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN(ácido ribonucleico).ComposiciónLos nucleótidos están constituídos por: Ác. Fosfórico (H3PO4) + Azucar pentosa (ribosa o desoxirribosa) + Base nitrogenada Enlace Éster Enlace N-GlucosídicoLa base nitrogenado con el azucar se llama nucleósido, por tanto también se puededecir que un nucleótido es un nucleósido + H3PO4Vamos a analizar cada componente:Ácido Fosfórico:Azucar Pentosa: 40
  • 41. Bases nitrogenadas: 41
  • 42. Enlaces entre los diferentes componentes del nucleotidoEl azúcar pentosa se une a la base nitrogenada mediante un enlace N-glucosídico, esteenlace se da entre el –OH del azúcar pentosa en posición 1´y el H del nitrógeno enposición 1 de la base pirimidínica o el H del nitrógeno en posición 9 de la base púrica,formando el nucleósidoEl ácido fosfórico se une al azúcar pentosa mediante un enlace éster, entre un –OH deeste ácido y el – OH del carbono 5´del azúcar pentosa correspondiente: 42
  • 43. Por tanto la formación completa de un nucleótido, será:Como representan las siguientes figuras: Nucleótido con una base púrica, concretamente la adenina y con el azucar ribosa, por tanto es un ribonucleótido Nucleótido con una base pirimidínica, concretamente la citosina y azudar desoxirribosa, por tanto es un desoxirribonucleótido 43
  • 44. Por tanto los ribunocleótidos serán:Los desoxirriboucleótidos serán 44
  • 45. Los ácidos nucleícos están formados por la unión de los ribonucleótidos (ARN) o launión de los desoxirribonucleótidos (ADN) mediante enlaces fosfodiester, que seestablecen entre el grupo fosfórico en posición C-5 de un nucleótido y el grupohidroxilo en posición C-3´del nucleótido siguiente.Se distinguen dos tipos de ácidos nucleícos, el ácido desoxirribonucleico (ADN)formado exclusivamente por desoxirribonucleótidos y el ácido ribonucleico (ARN)formado exclusivamente por ribonucleótidos. 45
  • 46. EL ADNEl ADN está formado por la unión de desoxirribonucleótidos mediante enlaces fosfodiester, losextremos de la cadena son un grupo fosfórico en posición 5´y un grupo hidroxi (-OH) enposición 3´.El ADN se encuentra en forma de cadena doble en la mayoría de los casos, solo en algunosvirus puede aparecer ADN monocatenario.El ADN bicatenario está formado por dos cadenas de desoxirribonucleótidos colocados deforma antiparalela, es decir una cadena comienza donde termina la otra. Estas dos cadenaspermanecen unidas mediante la unión por puentes de hidrógeno de las bases nitrogenadas,según la ley de la complementariedad de bases (G≡C; C≡G) y (A=T; T=A) 46
  • 47. El ADN presenta diversos niveles estructurales:Estructura primaria.- Que es el orden de colocación de los nucleótidos dentro de las cadenas.Estructura secundaria.- La doble cadena forma una hélice. Cada vuelta contiene 10,5nucleótidos.Estructuras de orden superior.- El ADN se une a proteínas (histonas) para formarsuperenrollamientos. 47
  • 48. El ADN está en todos los sers vivos y constituye el material genético de todos los seres vivos.Únicamente algunos virus no tienen ADN, siendo su material genético ARN.En las células eucariotas (las más evolucionadas) el ADN está en el núcleo, formando loscromosomas y también hay ADN en el interior de las mitocondrias y los cloroplastos.EL ARNEstá formado por una única cadena y hay tres tipos dependiendo de su función. Todos ellosestán sintetizados a partir del ADN:ARN mensajero (ARNm), ARN transferente (ARNt) y ARN ribosómico (ARNr)ARN mensajero, está formado por una cadena lineal, sin repliegues y su función como sunombre indica es la de transportar la informacion (el mensaje) que contiene el ADN hasta ellugar de la síntesis de proteínas, los ribosomas.ARN transferente, es una cadena replegada sobre sí misma, formando una estructura enforma de hoja de trébol, con 4 zonas abiertas o bucles. Son moléculas muy pequeñas y sufunción es transportar los diferentes aminoácidos hacia la zona de síntesis de las proteínas, esdecir, hacia los ribosomas.Con el ARN transferente se dan zonas de complementariedad de bases (C≡C y A=U). 48
  • 49. ARN ribosómico, es el más abundante de todos, se asocia a las proteínas constituyendo losribosomas ARNr ProteínasAsí púes tenemos: 49
  • 50. FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOSLa replicación (duplicación) del ADN es semiconservativa y antiparalela, ya que de unamolécula de ADN se sintetizan dos moléculas iguales, cada una de ellas con una cadenaantigua y otra nueva. En las células eucariotas se da en el núcleo y en las procariotas en elcitoplasmaLa transcripción, es el paso de información del ADN a ARN, en células eucariotas se da en elnúcleo y en procariotas en el citoplasma. 50
  • 51. La traducción (síntesis de proteínas), es el paso de información del ARN a las proteínas. Eneste caso da igual el tipo de células, el proceso siempre se realiza en el citoplasma.DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAREl flujo de información va de la siguiente forma:Posteriormente este dogma se modificó 51
  • 52. NUCLEOTIDOS NO NUCLEICOSHay nucleótidos que no forman parte del ADN ni del ARN y que tienen otras funcionesbiológicas muy importantes como es el caso del ATP (función energética) y el AMPc(mensajero)ATPCorresponde a las siglas de Adenosín Trifosfato Enlaces altamente energéticosPor tanto la hidrólisis de ATP desprende energía: ENERGÍA DESPRENDIDAATP  ADP + Pi (ác. Fosfórico) ENERGÍA ABSORBIDA 52
  • 53. AMP CÍCLICOEs un nucleótido cuya función es la de servir de 2º mensajero en determinados procesos de lacélula 53