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Las moleculas de la vida

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Las moleculas de la vida

  1. 1. Capítulo 3: Las moléculas de la vida Prof. Carol V. López c_lopez_pr@yahoo.com B-204
  2. 2. Objetivos • Definir compuestos orgánicos • Enumerar las características de los mismos • Definir grupos funcionales – Enumerarlos y explicar su comportamiento • Describir los tipos de carbohidratos – Definir monosacáridos, disacáridos y polisacáridos • Definir los lípidos – Enumerar las características de los lípidos • Señalar importancia de las proteínas – Explicar las diferentes estructuras de las proteínas • Describir los ácidos nucleicos
  3. 3. Moléculas orgánicas• Moléculas orgánicas: – Tienen carbono en su estructura – El carbono en los seres vivos forma parte de las moléculas de la vida: • Carbohidratos • Lípidos • Proteínas • Ácidos nucleicos
  4. 4. Introducción • La química de los organismos vivos está organizada alrededor del elemento carbono • Debido a que el átomo de carbono en su último nivel de energía posee 4 electrones de valencia, éste puede formar hasta 4 enlaces covalentes con otros átomos incluyendo al de carbono
  5. 5. Esqueleto de carbono • Los átomos de carbono pueden unirse entre sí por medio de enlaces covalentes y formar el esqueleto principal de muchas moléculas – Esta organización puede ser en forma lineal así como en forma de anillo
  6. 6. Estructuras lineales y (a) cíclicas de carbono Etano Propano(b) (d) 1-Buteno 2-Buteno Ciclopentano Benceno(c) (e) Isobutano Isopentano Histidina (amino ácido)
  7. 7. Fig. 3-5a, p. 38
  8. 8. Enlaces de carbonoCH4 Metano
  9. 9. Moléculas orgánicas  La unión de H, O, N y otros átomos al átomo de carbono crea unas moléculas llamadas compuestos orgánicos  En los seres vivos las moléculas orgánicas típicas se clasifican en cuatro (4) familias:  Carbohidratos  Lípidos  Proteínas  Ácidos nucleicos
  10. 10. De estructura a función• Todos los sistemas biológicos se basan en las mismas moléculas orgánicas.• Ejemplo: depende como los átomos de carbono se enlacen formaran un diamante (el mineral más duro, o el grafito (el más blando)
  11. 11. Grupos funcionales• Grupo funcional: es un grupo de átomos enlazados covalentemente a un átomo de carbono en una molécula orgánica. – Estos grupos imparten propiedades químicas especificas a la molécula orgánica. • Ejemplo: acidez, polaridad – La mayoría de las moléculas de la vida tienen al menos un grupo funcional.
  12. 12. Grupos funcionales • Son átomos o grupo de átomos unidos covalentemente a carbono. • Son los responsables de determinar las características químicas de los compuestos. • Ejemplos: – -OH-: hidroxilo. Imparte característica de alcohol a la molécula. Se reconoce por el sufijo “ol”, como en el caso de metanol. • Es un tipo de alcohol que tienen pocos átomos de carbono, son solubles en agua, se hallan en azúcares, amino ácidos.
  13. 13. Grupos funcionales– Metilo (CH3):. Es hidrofóbico, presente en ácidos grasos– Carbonilo, (-CO-): son solubles en agua, presente en azúcares, amino ácidos y bases nitrogenadas– Carboxilo (-COOH): bien polar, soluble en agua, actúa como ácido, presente en amino ácidos y otros– Hidroxilo-OH-:. Imparte característica de alcohol a la molécula. Se reconoce por el sufijo “ol”, como en el caso de metanol
  14. 14. Grupos Funcionlaes– Fosfato (PO4=): presente en ATP y en ácidos nucleicos, es soluble en agua– Sulfhídrico (-SH): está presente en el amino ácido cisteina, ayuda a estabilizar proteínas– Amino (-NH2): actúa como una base débil por que acepta H+
  15. 15. Common Functional Groupsin Biological Molecules
  16. 16. Metabolismo• Metabolismo: suma de las reacciones químicas que se llevan acabo en un organismo.• El metabolismo se refiere a las actividades que permiten que la célula pueda obtener energía para construir, reordenar y descomponer los compuestos orgánicos.• Estas actividades ayudan a que cada célula siga viva, crezca y se reproduzca.
  17. 17. Metabolismo• Las enzimas (son proteínas): son agentes catalizadores que ayudan a que las reacciones ocurran más rápido, que por sí solas.• Reacciones metabólicas más comunes:• 1. Condensación• 2. Hidrolisis
  18. 18. Condensación• En este proceso 2 moléculas se enlazan covalentemente formando una molécula más grande. – Ejemplo: formación del agua • Enzimas retiran un grupo OH de una molécula orgánica y un átomo de H de otra molécula y se forma el agua.
  19. 19. Hidrolisis• Es un tipo de reacción de descomposición.• Las reacciones de descomposición dividen las moléculas de gran tamaño en otras moléculas más pequeñas.• Es el inverso de la condensación. La molécula de agua se rompe.• Las enzimas rompen el enlace entre el grupo OH y el átomo de hidrogeno en la molécula de agua.
  20. 20. Condensation and Hydrolysis
  21. 21. Condensation and Hydrolysis Reactions
  22. 22. Monómeros y Polímeros Monómeros: unidades básicas que se usan para construir moléculas más grandes. Polímeros: moléculas grandes compuestas de cadenas de monómeros. • Estas moléculas pueden romperse y usarse para energía.
  23. 23. Carbohidratos• Los carbohidratos son compuestos orgánicos que constan de carbono, hidrogeno y oxigeno en proporción 1:2:1.• Los tres principales tipos de carbohidratos son: – Monosacáridos – Oligosacáridos – polisacáridos
  24. 24. Carbohidratos• Monosacáridos: (azucares simples) – Son los carbohidratos más sencillos – Una (1) sola unidad de azúcar – sacárido= azúcar – La mayoría de los monosacáridos son solubles en agua, por lo que son transportado con facilidad dentro de cualquier sistema. – La mayoría están formados por una cadena de 5 a 6 carbonos, un grupo aldehído o cetona y dos o más grupos hidroxilos.
  25. 25. Monosacáridos • Pueden tener de 3 a 7 átomos de carbono • Pueden formar estructuras en forma de anillos • Su uso principal en la célula: como fuente de energía – Ejemplo: glucosa – tiene 6 carbonos (hexosa), ribosa y desoxiribosa tienen 5 carbonos (pentosa)
  26. 26. Glucosa
  27. 27. Ejemplos de monosacáridos • Glucosa • fructosa • lactosa
  28. 28. Glucose (C6H12O6) Fructose (C6H12O6) Galactose (C6H12O6) (an aldehyde) (a ketone) (an aldehyde)(c) Hexose sugars (6-carbon sugars) Fig. 3-6c, p. 52
  29. 29. Disacáridos• Están formados por dos unidades de monosacáridos. – Constan de dos monómeros de azucares simples.• Ejemplos:• Maltosa= glucosa + glucosa• Sacarosa= glucosa + fructosa• Lactosa= glucosa + galactosa
  30. 30. Hydrolysis of Disaccharides
  31. 31. Polisacáridos• Polisacáridos: – Son carbohidratos complejos – Cadenas rectas o ramificadas de muchos monómeros de azúcar.• Ejemplos: – Celulosa – Glucógeno – almidon
  32. 32. Polisacáridos• Todos los polisacáridos constan de cadenas formadas por monómeros de glucosa, en l que se diferencian es en los patrones de enlaces covalentes formado entre las unidades.• Ejemplo: – Los enlaces en el almidón hacen que la molécula se enrolle en espiral. – Esta molécula es poco soluble en agua. – Se utiliza para almacenar energía en las células de las plantas.
  33. 33. Polisacáridos• Almidón: almacenaje de energía en las plantas.• Celulosa: principal material estructural en las plantas, forma la pared celular.• Glucógeno: almacenaje de energía en los animales.• Quitina: función estructural, lo encontramos en la cubierta externa de muchos artrópodos e insectos y formando la pared celular de los hongos.
  34. 34. Lípidos
  35. 35. Lipidos• Son compuestos orgánicos grasos, aceitosos y cerosos, insolubles en agua.• Son no polares o hidrofóbicos por que no pueden formar puentes de hidrógeno con agua.• Están formados por átomos de H, C, O• Forman un grupo heterogéneo
  36. 36. Lípidos= grasas• Se clasificadas en: –Grasas –Triglicéridos –Fosfolípidos –Esteroides –Ceras
  37. 37. Grasas• Son lípidos que tienen 1,2 o 3 un ácido grasos que cuelgan como colas de un alcohol llamado “glicerol”. – Ejemplo: mantequilla y aceites vegetales• Triglicéridos: grasas que tiene tres colas unidas al glicerol. – Son una fuente importante de energía
  38. 38. Glicérido Grupo carboxílico Glicerol Ácido graso
  39. 39. Lípidos - TriglicéridoEnlace éster
  40. 40. Triglicéridos• Son los lípidos más abundantes. Están presentes en la mantequilla y aceites vegetales.• Poseen mucha energía en sus enlaces, más del doble que en azúcares como el almidón.• Se almacenan en cuerpo como gotas de grasa en el tejido adiposo. – Este tejido tiene la función de actuar como un aislante de temperatura
  41. 41. Lunes, 14 de Mayo de 2012 41
  42. 42. Fosfolípidos• Formado por: – Un grupo polar – Un grupo fosfato – Un glicerol – Dos colas de ácidos grasos• Se encuentran formando la membrana plasmática:(capa doble de fosfolípidos)
  43. 43. Fosfolípidos• Es una molécula anfipática por que parte de ella es hidrofílica (glicerol + grupo fosfato) y otra parte es hidrofóbica (los ácidos grasos) – Asume una configuración especifica en agua o moléculas polares
  44. 44. Fosfolípido - LecitinaColina Grupo Glicerol Ácido graso fosfato Área hidrofílica Area hidrofóbica
  45. 45. Ceras• Son cadenas largas de ácidos grasos unidas a cadenas de alcoholes o anillos de carbono.• Repelen el agua, como en el caso de la cutícula de las hojas (cutina).• También están presentes en las secreciones que lubrican e imparten elasticidad a piel y pelo.• Las abejas las usan para construir su panal
  46. 46. Esteroides • No tienen ácidos grasos ni glicerol • Constan de 4 anillos fusionados – Ejemplo: • Esterol – Está localizado en membranas celulares de animales – Actúa como precursor de vitamina E, hormonas sexuales y sales biliares • Colesterol
  47. 47. Colesterol
  48. 48. Proteínas
  49. 49. Proteínas: diversidad de estructura y función• Proteína: compuesto orgánico formado de una o más cadenas de aminoácidos.• Aminoácidos: – Pequeño compuesto orgánico compuesto por: • Un grupo funcional amino • Un grupo funcional carboxilo • Uno o más átomos en conjunto (grupo R)
  50. 50. Amino Acid Structure Existen solo 20 aminoácidos
  51. 51. Síntesis (formación de proteínas)• La formación de proteínas consiste en la unión de aminoácidos para formar cadenas llamadas polipéptidos.
  52. 52. Funciones de las proteínas• Las proteínas son las moléculas biológicas mas diversas: – Funciones estructurales (queratina:uñas y pelo) – Comunicación celular (hormonas: estrógeno, testosterona) – Defensa del cuerpo (anticuerpos) – Aceleración de reacciones (enzimas) – Transportación (hemoglobina) – Metabolismo (insulina: controla metabolismo de la glucosa)
  53. 53. Funciones de las proteínas• Si ocurren cambios drásticos de temperatura y pH, las proteínas se desnaturalizan. – Pierden su forma y dejan de funcionar correctamente. – La estructura de las proteínas dicta sus funciones.
  54. 54. Ácidos nucleicos
  55. 55. Acidos nucleicos• Los ácidos nucleicos son macromoléculas, las cuales controlan las estructuras y la función de una célula.• Hay dos clase: – DNA ó ADN (Doble hebra): Material genético – RNA ó ARN (Hebra simple): Síntesis de proteínas.
  56. 56. Nucleótidos• Un nucleótido es una pequeña molécula orgánica que consta de : – Un azúcar – Un grupo fosfato – Una base nitrogenada• Un acido nucleico: es un polímero o cadena de nucleótidos donde el azúcar de un nucleótido esta unido con el grupo fosfato del siguiente.
  57. 57. • Los monómeros de los ácidos nucleicos se conocen como "nucleótidos".
  58. 58. adenine (A) thymine (T) base with a base with a3 phosphate double ring single ringgroups structure structure sugar guanine (G) cytosine (C)(deoxyribose) base with a base with a double ring single ring structure structure Fig. 3-21, p. 48

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