Biología molecular

BIOLOGÍA MOLECULAR
IQ LAURA SOFIA RAMIREZ WILCHES
CIENCIAS BIOLOGICAS

DEFINICIÓN
Disciplina científica que tiene como objeto de
estudio los procesos que se desarrollan en los seres
vivos a nivel molecular.
Dentro del Proyecto Genoma Humano puede
encontrarse la siguiente definición de Biología
molecular:
La Biología molecular consiste en el estudio de la
estructura, función y composición de las
moléculas biológicamente importantes.

La Biología molecular está relacionada con otros
campos de la Biología y la Química, y
particularmente con la Genética y la Bioquímica.
Relación entre ADN y ARN, la síntesis de proteínas,
el metabolismo celular, y el cómo todas estas
interacciones son reguladas para conseguir un
afinado funcionamiento de la célula.

RELACIÓN CON OTRAS CIENCIAS
• Genética: se interesa por la estructura y funcionamiento de
los genes y por la regulación (inducción y represión) de la
síntesis intracelular de enzimas y de otras proteínas
• Citología: se ocupa de la estructura de los corpúsculos
subcelulares (núcleo, nucléolo, mitocondrias, ribosomas,
lisosomas, etc.) y sus funciones dentro de la célula
• Bioquímica: estudia la composición y cinética de las enzimas,
interesándose por los tipos de catálisis enzimática,
activaciones, inhibiciones, etc.
• Filogenética: estudia la composición detallada de
determinadas moléculas en las distintas especies de seres
vivos

• La Biología molecular se interesa por la
estructura química de las sustancias que
componen las membranas biológicas
• También nos sirve para explicar la mecánica de
los ciclos y procesos bioquímicos determinados
por la Topoquímica celular.

REPRESENTANTES DE LA BIOLOGIA
MOLECULAR
• Francis Crick: (1916-2004); uno de los dos
descubridores de la estructura molecular del ADN
en 1953. el Premio Nobel de Medicina en 1962 "por
sus descubrimientos concernientes a la estructura
molecular de los ácidos nucleicos y su importancia
para la transferencia de información en la materia
viva".
• James Dewey Watson: (1928- ); en colaboración
con Crick, descubre de la estructura molecular del
ADN. Ganandose en conjunto el ´remio Nobel en el
62.

• Rosalind Franklin: (1920-1958); química y cristalógrafa,
responsable de importantes contribuciones a la
comprensión de la estructura del ADN (las imágenes por
difracción de rayos X que revelaron la forma de doble
hélice de esta molécula son de su autoría.
• Max Perutz: (1914-2002); químico, galardonado con el
Premio Nobel de Química del año 1962. En 1959
consiguió determinar la estructura molecular de la
mioglobina.
• François Jacob: (1920-2013); biólogo, galardonado con
el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1965,
compartido con André M. Lwoff y Jacques L. Monod, por
sus descubrimientos sobre el control genético de la
síntesis de enzimas y la síntesis de virus.

LAS MOLÉCULAS DE LOS SERES VIVOS
Elementos químicos en los seres vivos(99%):
• Hidrógeno, Oxígeno, Carbono, Nitrógeno, Fósforo,
Azufre.
Moléculas de los seres vivos
• inorgánicas: sales y agua.
• orgánicas: resto.
Clasificación según tamaño:
• Pequeñas: azucares
• Macromoléculas: elevado peso molecular Y
proteínas y ácidos nucleicos.

Clasificación según
estructura química:
• HIDROCARBUROS; glúcidos
o hidratos de carbono
• LÍPIDOS
• PROTEINAS
• ÁCIDOS NUCLEICOS : Ácido
DesoxirriboNucleico (DNA) y
Acido RiboNucléico (RNA).
• ATP

HIDROCARBUROS
• Los hidrocarburos son compuestos orgánicos, en la
tierra, formados únicamente por átomos de carbono
e hidrógeno.
• La estructura molecular consiste en un armazón de
átomos de carbono y átomos de hidrógeno.
• Los hidrocarburos son los compuestos básicos de la
Química Orgánica.
• Las cadenas de átomos de carbono pueden ser
lineales o ramificadas, y abiertas o cerradas.
• Los que tienen en su molécula otros elementos
químicos (heteroátomos) se llaman hidrocarburos
sustituidos.

CLASIFICACIÓN DE LOS HIDROCARBUROS

De acuerdo al tipo de estructuras que pueden formar, los
hidrocarburos se pueden clasificar como:
• Hidrocarburos acíclicos, los cuales presentan sus cadenas
abiertas. A su vez se clasifican en:
• Hidrocarburos lineales a los que carecen de cadenas laterales
• Hidrocarburos ramificados, los cuales presentan cadenas
laterales.
• Hidrocarburos cíclicos ó cicloalcanos, que se definen
como hidrocarburos de cadena cerrada. Éstos a su vez se
clasifican como:
• Monocíclicos, que tienen una sola operación de ciclización.
• Policíclicos, que contienen varias operaciones de ciclización.

Los sistemas policíclicos se pueden clasificar por
su complejidad en:
• Fusionados, cuando al menos dos ciclos
comparten un enlace covalente.
• Espiroalcanos, cuando al menos dos ciclos
tienen un solo carbono en común.
Cicloalcano bicíclico de fusión
Cicloalcano bicíclico espiro.

• Puentes Estructuras de
von Baeyer, cuando una
cadena lateral de un ciclo
se conecta en un carbono
cualquiera.
Si se conectara en el carbono
de unión del ciclo con la
cadena, se tendría un
compuesto espiro.
Si la conexión fuera sobre el
carbono vecinal de unión del
ciclo con la cadena, se
tendría un compuesto
fusionado.
Una conexión en otro
carbono distinto a los
anteriores genera un puente.

• Agrupaciones, cuando dos ciclos
independientes se conectan por medio de un
enlace covalente.
• Ciclofanos, cuando a partir de un ciclo dos
cadenas se conectan con otro ciclo.

Según los enlaces entre los átomos de carbono, los hidrocarburos se
clasifican en:
• Hidrocarburos alifáticos, los cuales carecen de un anillo
aromático, que a su vez se clasifican en:
• Hidrocarburos saturados, (alcanos o parafinas), en la que todos sus
carbonos tienen cuatro enlaces simples (o más técnicamente, con
hibridación sp3).
• Hidrocarburos no saturados o insaturados, que presentan al menos
un enlace doble (alquenos u olefinas) o triple (alquino o acetilénico)
en sus enlaces de carbono.
• Hidrocarburos aromáticos, los cuales presentan al menos una
estructura que cumple la regla de Hückel (Estructura cíclica, que
todos sus carbonos sean de hibridación sp2 y que el número de
electrones en resonancia sea par no divisible entre 4).

• Los hidrocarburos extraídos directamente de
formaciones geológicas en estado líquido se conocen
comúnmente con el nombre de petróleo, mientras
que los que se encuentran en estado gaseoso se les
conoce como gas natural.
• La explotación comercial de los hidrocarburos
constituye una actividad económica de primera
importancia, pues forman parte de los principales
combustibles fósiles (petróleo y gas natural), así
como de todo tipo de plásticos, ceras y lubricantes

Según los grados API, se clasifican en:

GLUCIDOS
• Los glúcidos son compuestos orgánicos de gran
importancia biológica, ya que su función más
importante es la de ser una gran fuente de energía.
• También se los conoce con el nombre de hidratos de
carbono o azúcares.
• Estos proporcionan la energía necesaria para que las
células realicen sus funciones
• Los glúcidos pueden estar formados por una, dos o
muchas moléculas iguales o distintas.

• MONOSACARIDOS:
Los glúcidos más simples son los monosacáridos, están
formados por una sola molécula, tal es el caso de la ribosa,
fructuosa y glucosa; no pueden ser hidrolizados a glúcidos
más pequeños.
La fórmula química general de un monosacárido no
modificado es (CH2O)n, donde n es cualquier número igual
o mayor a tres, su límite es de ocho carbonos
GLUCOSA FRUCTOSA

Los monosacáridos se clasifican con base a dos
criterios:
• Grupo funcional
• Número de átomos de carbono
Con base al grupo funcional los monosacáridos se
clasifican en dos grupos:
• Aldosas: Contienen en su estructura un grupo
formilo , CHO (grupo de aldehídos).
• Cetosas: Contienen en su estructura un grupo
oxo, CO (grupo de cetonas.

• Por el número de átomos de carbono los
monosacáridos se clasifican en:

• GLUCOSA (C6H12O6).
Es una aldohexosa
conocida también con el
nombre de dextrosa.
Es el azúcar más
importante. Es conocida
como ―el azúcar de la
sangre‖, ya que es el
más abundante, además
de ser transportada por el
torrente sanguíneo a
todas las células de
nuestro organismo.
Se encuentra en frutas
dulces, principalmente la
uva además en la miel, el
jarabe de maíz y las
verduras.

• La concentración normal de glucosa en la sangre
es de70 a 90 mg por 100 ml. El exceso de
glucosa se elimina través de la orina. Cuando los
niveles de glucosa rebasan los límites
establecidos se produce una enfermedad
conocida como diabetes, la cual debe ser
controlada por un médico capacitado.

GALACTOSA
• A diferencia de la glucosa, la
galactosa no se encuentra libre sino
que forma parte de la lactosa de la
leche. Precisamente es en las
glándulas mamarias donde este
compuesto se sintetiza para formar
parte de la leche materna.
• Existe una enfermedad conocida
como galactosemia, que es la
incapacidad del bebé para
metabolizar la galactosa. Este
problema se resuelva eliminando la
galactosa de la dieta del bebé, pero si
la enfermedad no es detectada
oportunamente el bebe puede morir.

• FRUCTOSA
La fructosa es una cetohexosa de
fórmula C6H12O6. Es también un
isómero de la glucosa y la galactosa
La fructosa también se conoce
como azúcar de frutas o levulosa.
Este es el más dulce de los
carbohidratos. Tiene casi el doble
dulzor que el azúcar de mesa
(sacarosa)La siguiente tabla muestra el
dulzor relativo de diversos azúcares.

• Está presente en la miel y en
los jugos de frutas. Cuando se
ingiere la fructosa está se
convierte en glucosa en el
hígado

• RIBOSA (C5H10O5).
Es una aldopentosa presente
en el adenosin trifosfato (ATP)
que es una molécula de alta
energía química, la cual es
utilizada por el organismo.
La ribosa y uno de sus
derivados, la
DESOXIRRIBOSA, son
componentes de los ácidos
nucleicos ARN y ADN
respectivamente.

Enlace glucosídico
Enlace glucosídico

Disacáridos
• Los disacáridos están formados
por dos moléculas de
monosacáridos que pueden ser
iguales o diferentes.
• Los disacáridos no se utilizan
como tales en el organismo,
sino que éste los convierte a
glucosa. En este proceso
participa una enzima específica
para cada disacárido, lo rompen
y se producen los
monosacáridos que los forman.

Conceptos clave
Azúcar reductor: son aquellos que poseen su grupo
carbonilo (grupo funcional) intacto, y que a través del
mismo pueden reaccionar como reductores con otras
moléculas.
• Todos los monosacáridos son azúcares reductores, ya
que al menos tienen un -OH hemiacetálico libre.
• Dan positivo a la reacción con reactivo de Fehling, a la
reacción con reactivo de Tollens, a la Reacción de
Maillard y la Reacción de Benedict.
.

• Otras formas de decir que son reductores es decir
que presentan equilibrio con la forma abierta
• Los azúcares reductores provocan la alteración de
las proteínas mediante la reacción de glucosilación
no enzimática también denominada reacción de
Maillard o glicación
Mutarrotación: (cambio espontáneo entre las dos
formas cicladas α (alfa) y β (beta)), o decir que forma
osazonas.

Maltosa
• Es un disacárido formado
por dos unidades de
glucosa (enlace alfa 1-4) .
Su fuente principal es la
hidrólisis del almidón,
pero también se
encuentra en los granos
en germinación.

Maltosa
• Se forma por dos glucosas unidas por un enlace
glucosídico ó glicosídico a-1,4.
• La Maltosa es azúcar reductor y presenta
mutarrotación.
• Otro nombre, azúcar de malta.
• Se obtiene por la hidrólisis parcial del almidón.
36

Maltosa
Enlace glicosídico a-1,4 y estructura cíclica de
Haworth
37

Lactosa
• Es un disacárido formado
por glucosa y
galactosa (enlace beta 1-
4). Es el azúcar de la
leche; del 5 al 7% de la
leche humana es lactosa y
la de vaca, contiene del 4
al 6%.

Lactosa
• Se forma por una galactosa y una glucosa unidas
por un enlace galactosídico ó glicosídico -1,4.
• La Lactosa es azúcar reductor y presenta
mutarrotación.
39
Enlace glicosídico -1,4
y estructura de cíclica
de Haworth

Sacarosa
• Este disacárido esta formado
por una unidad de glucosa
y otra de fructosa( unido
por enlace alfa 1,2), y se
conoce comúnmente
como azúcar de mesa.
• La sacarosa se encuentra libre
en la naturaleza; se obtiene
principalmente de la caña de
azúcar que contiene de 15-
20% de sacarosa y de la
remolacha dulce que
contiene del 10-17%.

Sacarosa
Se forma por una a-D-glucosa y una -D-fructosa
unidas por el enlace glicosídico
a -1,2. (ó a,-1,2-glucosidico).
• La Sacarosa no es azúcar reductor y no presenta
mutarrotación. (Porque los dos monosacáridos no
tienen Carbonos anoméricos libres, sino están
formando el enlace).
41

Sacarosa
Enlace glicosídico a -1,2 y estructura de cíclica de
Haworth
42

43
DISACARIDO ENZIMA PRODUCTOS
MALTOSA MALTASA
GLUCOSA
GLUCOSA
LACTOSA LACTASA
GALACTOSA
GLUCOSA
SACAROSA
INVERTASA
(SACARASA)
GLUCOSA
FRUCTOSA
HIDROLISIS DE DISACARIDOS
En el laboratorio se hidroliza con ácido (H+) y en
el organismo por enzimas.

RESUMEN DE LOS PRINCIPALES DISACARIDOS
Disacárido
Monosacari-
dos
componen-
tes
Enlace
glucosid
ico
Origen Enzima
que lo
hidroliza /
monosacárid
os que libera
Azúcar
reductor/
no
reductor
Presenta
mutarrotació
n
Sacarosa
Glucosa y
fructosa
α- 1,2
Es
hidrolizada
por el ser
humano
Vegetal Invertasa
Glucosa y
fructosa
No
reductor
Benedict
negativo
NO
Lactosa
Galactosa y
glucosa
β- 1,4
Es
hidrolizada
por el ser
humano
Animal
especifica
mente
mamífero
s
Lactasa
Galactosa y
glucosa
Reductor
Benedict
positivo
SI
Maltosa
Glucosa y
Glucosa
α- 1,4
Es
hidrolizado
por el ser
humano
Vegetal Maltasa
Glucosa y
glucosa
Reductor
Benedict
positivo
SI
44

CELOBIOSA
Unidad de la celulosa.
Enlace beta 1,4.
TREHALOSA
En la hemolinfa de los
insectos. Enlace alfa
1,1.

POLISACÁRIDOS
• ALMIDÓN, GLUCÓGENO y CELULOSA
• Son los carbohidratos más abundantes en la
naturaleza (el glucógeno se encuentra
únicamente en los animales y en las plantas el
almidón y celulosa).
• Funciones principales: reserva alimenticia (el
almidón en las plantas, el glucógeno en los
animales) y sostén (celulosa en las plantas).
46

• ALMIDÓN : Reserva vegetal
(raíces y frutos)
• Formado por glucosa
• Cadena lineal : Amilosa
• Enlace alfa 1-4
Cadena Ramificada : Amilopectina
Enlace alfa 1-4, en las ramificaciones
alfa 1-6
ALMIDÓN

• Polisacárido de reserva energética en las plantas (se
encuentra por ej: en el trigo, papa, granos).
• Está formado por dos componentes ó moléculas:
• Es hidrolizado por la enzima AMILASA de la saliva
y la MALTASA del intestino.
• Su hidrólisis completa produce D-glucosas.
• Su hidrólisis parcial produce maltosas.
AMILOSA 20% SOLUBLE EN
AGUA
AMILOPECTINA 80% INSOLUBLE EN
AGUA
48

Amilosa
• Formada por moléculas de cadenas lineales no
ramificadas que contienen de 250 a 4000
unidades de α-D-glucosas.
• Las glucosas están unidas por enlaces a (1-4)
• La cadena lineal puede tener forma helicoidal en
frío y recta al calentarse.
49

Estructura recta y lineal de la
amilosa
50

Amilopectina
• Formada por moléculas de cadenas ramificadas
que contienen 1000 ó más unidades de α-D-
glucosas.
• Las glucosas están unidas por enlaces a-1,4
• Aproximadamente cada 25 unidades de glucosas
se forma una ramificación por medio de un
enlace a-1,6 glucosídico (ó glicosídico).
51

Estructura ramificada de la
amilopectina
52

La hidrólisis completa del almidón forma
primero Dextrinas, luego Maltosa y Glucosa.
• Dextrinas: son oligosacáridos de consistencia
pegajosa que se utilizan como pegamentos
solubles en agua.
53

GLUCÓGENO
• Polisacárido de reserva en los
animales.
• Se almacena en el hígado,
músculos y en todas las células
de los mamíferos.
• Su estructura es semejante a la
Amilopectina pero más
ramificada (cada 10 a 15
glucosas) y sus ramificaciones
son más cortas. Presenta enlaces
a-1,4 y a-1,6
• Su hidroliza produce α-D-
glucosas.
54

55
Glucógeno estructuras más
ramificadas

CELULOSA
• Es el compuesto orgánico
más abundante en la
tierra.
• Está contenido en un 50%
de la madera y en un 90%
en el algodón.
• Polisacárido sólo de
origen vegetal.
• Sus moléculas son fibrosas
y le dan rigidez a las
células y estructuras de los
vegetales.
56

Estructura de la celulosa
• Formado por moléculas de cadenas lineales no
ramificadas que contienen hasta 14,000 unidades de
β-D-glucosas. Forman fibras.
• Las glucosas se unen por medio de enlaces
glucosídicos β-1,4
• Sus cadenas se agrupan y se sujetan por puentes de
hidrógeno formando como lazos fibrosos
torsionados.
• El hombre no tiene enzimas para hidrolizar la
celulosa, por lo que no puede utilizarlo como fuente
de glucosa, únicamente como FIBRA en la dieta para
mejorar el tránsito intestinal.
57

Estructura de la celulosa
• La celulosa es la fuente de glucosa de animales
rumiantes ya que sus estómagos contienen
bacterias con enzimas celulasa que se encargan
de hidrolizar los enlace glicosídicos β-1,4 de la
celulosa de la grama, sacate, etc.
58

POLISA
CARIDO
LINEAL/
RAMIFICAD
O
ENLACES
PRESENTES
ORIGEN FUNCION COMPONE
NTE
MONOMERI
CO
SU
HIDROLIS
IS FINAL
ORIGINA
Amilosa
Componente
del almidon :
20 %
Lineal
Se presenta
en forma
helicoidal.
α- 1,Puede
hidrolizarlo el ser
humano
Vegetal Reserva en
plantas
Glucosa Glucosa
Amilopectina
Componente
del almidon
(80 %)
Ramificado α – 1,4 α- 1,6 en
puntos de
ramificación. Ambos
son hidrolizados por el
ser humano
Vegetal Reserva en
plantas
Glucosa Glucosa
Glucogen
o
Ramificado α- 1,4
α- 1,6 en puntos de
ramificación. Ambos
son hidrolizados por
el ser humano.
animal Reserva en
animales,
almacenado
especialmente
en hígado y
músculo
Glucosa Glucosa
Celulosa Lineal β- 1,4
No puede ser
hidrolizado por el
ser humano
Vegetal Estructural
en plantas
Glucosa Glucosa
59

QUITINA
• Formado por
unidades de N acetil
glucosamina
• Forma parte del
exoesqueleto de los
insectos y la pared
celular de los hongos.

LIPIDOS
 Grupo heterogéneo de biomoleculas con diferente
estructura y función
 Sustancias de los seres vivos que:
a) Disuelven en disolventes apolares
(solventes orgánicos)como:
• Éter
• Cloroformo
• Acetona
• Tetracloruro de carbono
• hexano
b) No se disuelven en el agua ( largas cadenas
hidrocarbonadas apolares)

FUNCIONES
• Componentes estructurales importantes de las
membranas celulares (fosfolipidos y
esfingolipidos)
• Almacén de energía muy eficaz
(triacilgliceroles)
• Señales químicas
• Vitaminas
• Pigmentos
• Funciones protectoras e impermeabilizantes
( cubiertas externas de microorganismos)

SUBDIVISION EN CLASES
• Ácidos grasos y derivados
• Triacilgliceroles (grasas y aceites)
• Ceras
• Fosfolipidos (fosfogliceridos y esfingomielinas)
• Esfingolipidos ( moléculas diferentes a la
esfingomielina que contienen el aminoalcohol
esfingosina)
• Isoprenoides:( formadas por unidades
repetidas de isopreno : hidrocarburo
ramificado de cinco carbonos)

ACIDOS GRASOS Y DERIVADOS
 Son ácidos monocarboxililicos que contienen cadenas
hidrocarbonadas de longitudes variables ( 12 y 24
carbonos)
 Están presentados en la formula química:
O
II
R– COOH ( grupo carboxilo R--- C—OH)
• En condiciones fisiológicas el grupo carboxilo se
encuentra en estado ionizado; R—COO –
COO- tiene afinidad por el agua
• R ; grupo alquilo : que contiene átomos de carbono e
hidrogeno ; enlaces sencillos
• R; grupo alqueno : doble enlace; RCH = CH

ACIDOS GRASOS
TIPOS
Saturados :
• Cadenas de ácidos grasos que
solo contienen enlaces
sencillos carbono-carbono
• La mayor parte de los ácidos
grasos naturales
• Numero par de átomos de
carbono que forman cadenas
sin ramificar
Insaturados :
• Las moléculas contienen uno
o varios dobles enlaces

ACIDOS GRASOS
 En las abreviaturas:
• El numero a la izquierda de los
dos puntos es el numero total
de átomos de carbono
• El numero a la derecha es el
numero de dobles enlaces
• Un superíndice indica la
colocación de un doble enlace
• 9 ; ocho carbonos entre el
grupo carboxilo y el doble
enlace, el doble enlace esta
entre los carbonos 9 y 10

ACIDOS GRASOS
INSATURADOS
o Dobles enlaces estructuras rígidas
• Formas (
isómeros geométricos):
• Cis ;
• los grupos semejantes o idénticos
ser encuentran en el mismo lado
de un doble enlace
• Ambos grupos R están al mismo
ladeo del doble enlace carbono-
carbono
• Trans ;
• Cuando los grupos R están en
lados opuestos de un doble enlace

ACIDOS GRASOS INSATUTADOS
ISOMEROS CIS
La mayoría de los ácidos
grasos naturales
Retorcimiento inflexible
en la cadena
Los ácidos grasos
insaturados no están tan
juntos
Se requiere menos
energía para romper las
fuerzas intermoleculares
entre los ácidos grasos
insaturados
Poseen menos puntos de
fusión y a temperatura
ambiente son líquidos

ACIDOS GRASOS INSATURADOS
Clasificación de acuerdo
al numero de dobles
enlaces :
Monoinsaturados :
• Con un doble enlace
Poliinsaturados :
• Cuando hay dos o mas
dobles enlaces en los ácidos
graso normalmente
separados por grupos metilo
( --CH2--)

 Monoinsaturados :
1. Ácido palmitoleico
2. Ácido oleico
 Polinsaturados :
1. Acido linoleico
2. Ácido alfa– linolenico
3. Acido araquidonico
Ácido oleico y linoleico ácidos grasos mas abundantes de los seres vivos

ACIDOS GRASOS
CLASIFICACION
Ácidos grasos no esenciales
Ácidos grasos esenciales

ACIDOS GRASOS NO ESENCIALES
Ácidos grasos que se pueden
sintetizar
• bacterias y vegetales a partir de acetil- CoA
• mamiferos pueden sintetizar ácidos graso
saturados y algunos insaturados

ACIDOS GRASOS ESENCIALES
 Los mamiferos no poseen las enzimas que se
requieren para sintetizarlos ( constituyen el 10 al 20%
de los acilgliceroles y fosfolipidos)
1. Acido linoleico
2. Ácido linolenico
 Alimento : aceites vegetales, nueces, semillas
 Deficiencia ( signos )
 Fuente de eicosanoides ( reguladores autocrinos)
 El ácido araquidonico se sintetiza a partir de el
ácido linoleico ( PG , TXA1, leucotrienos : LTC4 ,
LTD4, LTE4 LTB4 )

NOMENCLATURA DE LOS ACIDOS
GRASOS
• En el caso de los ácidos
grasos insaturados,al
metilo terminal se le
denomina OMEGA (ω)
• Y se hace referencia a la
ubicación del ultimo
doble enlace

ACIDOS GRASOS OMEGA
• Ácidos Grasos Omega
(ω): Se refiere a la posición del
primer doble enlace a partir del
extremo hidrocarbonado (o CH3
terminal) opuesto al grupo -
COOH Ejemplo:
•
Este es un ácido ω3
CH3-CH2-CH=CH-(CH2)9-
COOH
1 2 3
• Se ha comprobado que estos
ácidos (omega 3 u omega 6)
tienen una acción protectora del
sistema cardiovascular.

Clase AG precursor
• ω – 3 linolénico
• ω -6 linoléico
• ω – 9 oléico
• Un AG de una clase no puede convertirse
biológicamente en un AG de otra clase.
• El organismo no puede sintetizar los AG de las
familias ω-3 y ω-6 (AG esenciales).

NOMENCLATURA DE LOS ACIDOS
GRASOS
El nombre sistemático de un AG deriva del nombre
de su cadena hidrocarbonada sustituyendo la
terminación -o- por -oico-:
AG saturado de 16 C: ácido hexadecanoico
AG de 18 C con un doble enlace: ácido
octadecanoico.
AG de 18 C con 2 dobles enlaces: ácido
octadecadienoico.

ACIDOS GRASOS DE IMPORTANCIA
BIOLOGICA

REACCIONES
• Propiedades químicas de los ácidos grasos.
Los ácidos grasos se comportan como ácidos
moderadamente fuertes, lo que les permite
realizar reacciones de
A. Esterificación,
B. Saponificación
C. Autooxidación.
D. Hidrogenación

REACCIONES DE ESTERIFICACION
• En la esterificación, un ácido graso se une a un alcohol
mediante un enlace covalente, formando un éster y
liberándose una molécula de agua. Mediante hidrólisis
(hirviendo con ácidos o bases), el éster se rompe y da
lugar de nuevo al ácido graso y al alcohol.

Esterificación.
El ácido graso se une a un alcohol por enlace covalente
formando un ester y liberando una molécula de agua.

La saponificación es una reacción típica de los ácidos grasos, en
la cual reaccionan con bases (NaOH o KOH) y dan lugar a una
sal de ácido graso, que se denomina jabón.
Las moléculas de jabón presentan simultáneamente una zona
lipófila o hidrófoba, que rehúye el contacto con el agua, y una
zona hidrófila o polar, que tiende a contactar con ella. Esto se
denomina comportamiento anfipático.

TRIACIL GLICEROL
 Fuente abundante de energía
química de enlace
 Son esteres de glicerol con tres
moléculas de ácidos grasos
 Son grasas neutras (el grupo
COO esta unido al glicerol por
un enlace covalente, no tienen
carga)
 Pueden tener ácidos grasos de
diversas longitudes
(insaturados, saturados o
ambos)
 Las mezclas de triacil glicerol:
A. Grasas: sólidas a t° ambiente,
ácidos grasos saturados
B. Aceites: líquidos a t°
ambiente, elevado contenido
ácidos grasos insaturados

TRIACIL GLICEROL
FUNCIONES
Almacenamiento de energía (mas eficaz que el
glucógeno)
Son hidrófobas: gotitas compactas anhídridas
dentro de los adipositos (1/8 de glucógeno)
Se oxidan mas que los hidratos de carbono.
Triacilglicéridos: energía 38.9 kJ /g
Hidrato de carbono: 17.2 kJ/g

VALOR CALORICO DE LOS NUTRIENTES

ESTERES DE CERAS
Mezclas complejas de lípidos apolares
Cubiertas protectoras de las hojas, los tallos y
las frutas, piel de animales, pelos y plumas
Esteres formados por ácidos grasos de cadena
larga y alcoholes de cadena larga
Cera de carnauba: Ester de cera melisil
cerotato
Cera de abeja: tríacontil hexadecanoato

FOSFOLIPIDOS
Moléculas anfipáticas.
Dominios hidrófobos e hidrófilos.
Dominio hidrófobo: formada por cadenas
hidrocarbonadas de los ácidos grasos.
Dominio hidrófilo: grupo de cabeza polar;
fosfato y otros grupos cargados o polares.
En concentraciones suficientes forman capas
bimoleculares (estructurales de las membranas).
Agentes emulsionantes.
Agente superficial activo.

FOSFOLIPIDOS
 Tipos:
A. Fosfogliceridos
B. Esfingomielinas

FOSFOLIPIDOS
FOSFOGLICERIDOS
o Moléculas que contienen :
glicerol, ácidos
grasos, fosfato y un
alcohol
o Moléculas mas numerosas de
las membranas celulares
o El fosfoglicerido mas sencillo ;
el ácido fosfatidico ; es el
precursor de los demás
fosfogliceridos
o Los ácidos grasos mas
comunes de los fosfogliceridos
tienen entre 16 y 20 carbonos

FOSFOLIPIDOS
CLASES DE FOSFOGLICERIDOS DE ACUERDO CON EL ALCOHOL QUE
ESTERIFICA AL GRUPO FOSFATO

FOSFOLIPIDOS
ESFINGOMIELINAS
Contienen esfingosina
Se encuentra en la
mayoría de las
membranas celulares
Mayor abundancia en las
vainas de mielina de los
nervios ( transmisión
rápida de los impulsos
nerviosos)
También se clasifica
como esfingolipidos

ESFINGOLIPIDOS
• El centro de cada clase es una
ceramida (derivado amida de
ácido graso de la esfingosina)
• Las ceramidas también son
precursores de los glucolipidos
( glucoesfingolipidos)
• Los glucolipidos no tienen
grupo fosfato
• Glucolipidos ;
galactocerebrosidos, los
sulfatidos, gangliosidos

Los
Cerebrósidos son
moléculas en las que a la
ceramida se une una cadena
glucídica que puede tener
entre uno y quince
monosacáridos. Son
abundantes en el cerebro y
en el sistema nervioso.
Los Gangliósidos,
son moléculas en las que la
ceramida se une a un
oligosacárido complejo en el
que siempre aparece el ácido
siálico.

ISOPRENOIDES
 Contienen unidades
estructurales de cinco
carbonos que se repiten :
Unidades isopreno
(metibutadieno)
 Su ruta de biosíntesis
comienza en la formación de
: isopentil pirofosfato
a partir de : acetil—CoA

ISOPRENOIDES
Tipos :
A. Terpenos
B. Esteroides

TERPERNOS
CLASIFICACION : RESIDUOS DE ISOPRENOS
Tipo Numero de
unidades
Nombre Fuente
Monoterpeno 2 Geraniol Aceite de
geranio
Sesquiterpeno 3 Farneseno Aceite de
citronela
Diterpeno 4 Fitol Alcohol vegetal
Triterpeno 6 Escualeno Hígado de
tiburón, aceite
de oliva
Tetraterpeno 8 Beta-caroteno Pigmento
naranja plantas
Politerpeno Miles Goma Goma natural

ISOPRENOIDES
 Terpenoides mixtos :
• Formados por
componentes no
terpenicos unidos a
grupos isoprenoides
( grupos prenilo o
isoprenilo)
a. Vitamina E : alfa-
tocoferol
b. Ubiquinona
c. Filoquinona : vitamina K1
d. Menaquinona : vitamina
K2
e. Citoquinas ; zeatina

COMPUESTOS ISOPRENOIDES
VITAMINAS LIPOSOLUBLES
• Las cuatro vitaminas liposolubles; A,D,E,K son
compuestos isoprenoides

VITAMINA A
TRANS-RETINOL
• Es un alcohol isoprenoide que desempeña un papel clave
en la visión ( componente del pigmento rodopsina)
• Interviene en el crecimiento animal, estimulando el
desarrollo del sistema nervioso
• La vitamina puede ingerirse con el alimento o puede
biosintetizarse a apartir del B-caroteno,
• Interviene de manera importante en el proceso visual en
los bastones de la retina, células que son responsables
principales de la visión con poca luz ( visión a oscuras)

VITAMINA D
• La forma mas abundante es la vitamina D3 o colecalciferol
• No es necesaria ingerirla en la dieta
• Se obtiene mediante síntesis a partir de el 7-deshidrocolesterol
• es una prohormona;su acción afecta a la regulación del
metabolismo del calcio y del fosforo
• El las células de la piel; el 7-deshidrocolesterol sufre una fotolisis
por acción de los rayos UV para dar colecalciferol.
• El colecalciferol sufre dos hidroxilaciones ; la primera en el carbono
25 a nivel hepático (25-hidroxicolecalciferol)
• El 25- hidroxicolesterol se transporta al riñón; donde una enzima
mitocondrial lo hidroxila en el carbono 1( activada por la
paratohormona) cuando las concentraciones de ca+ son bajas
• El 1,25-hidroxicolicalciferol o 1,25(OH)D3 es la forma activa se la
vitamina D (estimula la absorcion de calcio, estimula la captación de
calcio para que se deposite en el hueso como fosfato cálcico)

VITAMINA E
ALFA-TOCOFEROL
• Tiene una función antioxidante, en especial para
evitar la agresión de los peróxidos sobre los
ácidos grasos insaturados de los lípidos de la
membrana (evita la peroxidacion de los ácidos
grasos)

VITAMINA K
• La vitamina K 1 o filoquinona; se encuentra en
las plantas
• La vitamina K 2 o menaquinona; es esencial
para la carboxilacion de los residuos de
glutamato en determinadas proteínas para dar ;
gamma-carboxiglutamato
• Esta modificación permite a la proteína unir
calcio, paso que es importante en la cascada de
la coagulación de la sangre

ISOPRENOIDES
ESTEROIDES
• Derivados complejos de
los triterpenos
• Formados por cuatro
anillos fusionados
• Se diferencian entre ellos
por la posición de los
dobles enlace carbono—
carbono y sus
sustituyentes :
( hidroxilo, carbonilo,
alquilo )
colesterol

ESTEROIDES
COLESTEROL
Colesterol:
• Dos sustituyentes metilo
esenciales ( C-18 y C-19)
unidos al C13 y C-10 y un
doble enlace delta 5
• Una cadena ramificada esta
unida a C-17
• Por la presencia de un grupo
OH unido a C-3 se clasifica
como esterol
• Se almacena en la célula en
forma de ester de ácido graso (
la esterificacion por acil CoA-
colestertol acetiltransferasa;
ACAT )

HORMONAS ESTEROIDEAS
• El colesterol es la fuente biosintetica de todas las
hormonas asteroideas
• Se sintetizan en las gónadas y la corteza suprarrenal,
mas la placenta en las mujeres embarazadas
• Cinco clases principales
1. Los progestágenos( progesterona)
2. Los glucocorticoides(cortisol y corticosterona)
3. Los mineralocorticoides (aldosterona)
4. Los andrógenos( androstenediona y testosterona)
5. Los estrógenos(estrona y estradiol)

LIPOPROTEINAS
• Grupo complejo de moléculas
que se encuentran en el plasma
de mamíferos
• Transportan moléculas
lipidicas por el torrente
sanguíneo
• Contienen varias clases de
moléculas antioxidantes
liposolubles ( alfa –tocoferol y
carotenoides)
• Componente proteico :
apolipoproteina o aproteína
• Tamaño variable; 5 y 1000 nm
• Los residuos cargados apolares
hacen posible su disolución en
sangre

LIPOPROTEINAS
CLASIFICACION DE ACUERDO A SU DENSIDAD
A. Los quilomicrones
B. Las lipoproteinas de muy baja densidad (VLDL
)
C. Lipoproteínas de densidad intermedia
D. Lipoproteinas de baja densidad ( LDL)
E. Lipoproteinas de densidad elevada ( HDL)

FUNCIONES DE LAS LIPOPROTEINAS

APOPROTEINASDELASLIPOPROTINAS
Las lipoproteínas de cada clase contienen apoproteinas
características y poseen una composición lipidica
diferente , un total de nueve apolipoproteinas principales

PROPIEDADES DE LAS PRINCIPALES
LIPOPROTEINAS
Dado que los lípidos tienen una densidad mucho menor
que las proteínas , el contenido lipidico es inversamente
relacionado con su densidad

LIPOPROTEINAS
QUILOMICRONES
• Lipoproteinas grandes
• Densidad
extremadamente baja
• Contienen mayor
proporción de
moléculas lipidicas
• Transportan
triacilgliceroles y
esteres de colesterol
desde los tejidos a los
tejidos musculares y
adiposo

LIPOPROTEINAS
VLDL
• 0.95 y 1.006 g/cm3
• Se sintetizan en el
hígado
• Transportan
lípidos a los tejidos
• Pierden ;
triacilgliceroles,
apoproteinas y
fosfolipidos
• Captados por el
hígado y
convertido en LDL

LIPOPROTEINAS
LDL
o 1.006 – 1.063 g/cm3
• Transportan colesterol
a los tejidos
o Son engullidas por las
células tras unirse al
receptor
o Alto contenido de
colesterol y esteres de
colesterol
• En el macrófago elevado
numero de receptores LDL
o La función del receptor
LDL es regulada

LIPOPROTEINAS
HDL
1.063-1.210g/cm3
Se producen en el hígado
Eliminan el colesterol
excesivo de las
membranas celulares
Transporta estos esteres
de colesterol al hígado
( únicas células con
receptores HDL)
El hígado convierte la
mayoría de esteres de
colesterol a ácidos biliares

Proteínas
• Están formadas por
aminoácidos unidos por
enlaces peptídicos.
• Son las más abundantes
de las biomoléculas.
• Composición elemental:
C, H, O, N y S.
• Algunas proteínas
pueden contener P, Fe,
Zn y Cu.

Clasificación según función
• 1.- Enzimas
▫ Proteínas que realizan
catálisis
• 2.- Transporte
▫ Hemoglobina transporta
oxígeno.
• 3.- Reserva.
▫ Ovoalbúmina (huevo)
• 4.- Contráctiles,
▫ A: Contracción Muscular:
Actina y miosina
▫ B: Movimientos de
cromosomas durante la
mitosis: microtúbulos Árbol de clasificación de diferentes enzimas

Clasificación según función
• 5.- Proteínas
Estructurales
▫ Colágeno
• 6.- Defensa
▫ Anticuerpos
• 7.- Control del
Crecimiento y
Diferenciación
▫ Factores de transcripción
Mapa de proteínas presentes en una célula. Proteoma c

Clasificación según conformación
• 1.- Proteínas Fibrosas:
• Son cadenas ordenadas
paralelamente en torno a
un eje
• Forman fibras largas
• Son insolubles en agua
• Ejemplos: Colágeno
(huesos, cartílagos)
• Queratina (cabello, uñas,
plumas)
Colágeno

Clasificación según conformación
• 2.- Proteínas
Globulares
• Constituidas por
cadenas plegadas en
forma esférica.
• Son solubles en agua
• Ejemplos: La
mayoría de las
enzimas,
anticuerpos)

Clasificación según composición
Holoproteínas
o Simples
• Su hidrólisis sólo produce
aminoácidos.
• Pueden ser fibrosas o
globulares.
▫ colágeno, insulina.
Heteroproteínas
o Conjugadas
• Su hidrólisis produce
aminoácidos y otras moléculas
no proteicas de tipo orgánico o
inorgánico.
• La porción no aminoacídica se
conoce como Grupo
Prostético
• Sólo globulares.
▫ Hemoglobina
Insulina Grupo Heme Hemoglobina

Proteínas Conjugadas o
Heteroproteínas

Aminoácidos
• Unidades elementales
constitutivas de las
Proteínas
• Son Anfóteros, actuan
como ácidos (dadores de
protones) o como bases
(receptores de protones)
dependiendo del medio.
• Los nombres de estos 20
aminoácidos tiene
abreviaturas de tres letras
y tambien una.
ALANINA
ALA
A

Absorción de Aminoácidos
• La mayoría de los aminoácidos que
ingerimos se encuentran en forma de
proteína
• Sólo los aminoácidos pueden
incorporarse al metabolismo
• Las proteínas son hidrolizadas por
enzimas proteolíticas
▫ Estómago
▫ Páncreas
▫ Intestino delgado
• Aminoácidos libres son absorbidos y
transportados a la corriente sanguínea,
llegan al hígado donde son
metabolizados.
• Los aminoácidos van a ser precursores
de la glucosa, ácidos grasos y cuerpos
cetónicos.

Aminoácidos Escenciales
• Aminoácidos no pueden ser sintetizados por las células
animales y deben ser suministrados por la dieta.
• Cada especie, tiene su grupo de aminoácidos esenciales
propios.
Aminoácidos esenciales Aminoácidos No esenciales
Isoleucina Alanina
Leucina Arginina
Lisina Aspargina
Metionina Ácido Aspartico
Fenilalanina Cistenina
Treonina Ácido Glutámico
Triptofano Glicina
Valina Prolina
Histidina (en niños) Serina
Tirosina
Histidina (en adultos)

Nomenclatura
de los
aminoácidos

Familias de Aminoácidos
• Los aminoácidos
comunes se agrupan
en función de si sus
cadenas laterales son:
▫ Ácidas
▫ Básicas
▫ Polares sin Carga
▫ No polares

Cadenas Laterales Polares Sin carga

PEPTIDOS
• Moléculas formadas por menos de 100 residuos
de aminoácidos
• La estructura simplificada de un péptido podría
resumirse en un esqueleto formado por los
enlaces peptídicos y los carbonos α .
• Las cadenas laterales unidas a estos carbonos
forman ramificaciones que cuelgan de dicho
esqueleto, designándoselas residuos o restos
aminoacídicos.

NOMENCLATURA DE LOS PEPTIDOS
• La denominación en sentido
estricto de un péptido
vendría dada por la
descripción de sus
aminoácidos constituyentes,
comenzando por convenio
por el aminoácido que tiene
su grupo amino libre, y
terminando por el que tiene
el grupo carboxilo libre,
• (2 HN-Glu-Asn-Pro-Met-
Gly-HisLeu-COOH

Entre los péptidos con función biológica bien caracterizada merecen
destacarse:
a) Glutation (GSH). Tripéptido (γ-glutamil-cisteinil-glicina) que
actúa como antioxidante y destoxificante en el interior celular por
su capacidad de unirse entre sí formando dímeros a través de la
cisteína.
b) Oxitocina y Vasopresina: Dos nonapéptidos muy parecidos entre
sí, que producidos en la hipófisis, desarrollan diferentes acciones
hormonales.
c) Encefalinas: Pentapéptidos producidos en el sistema nervioso
central que al unirse a determinadas neuronas inducen analgesia
(eliminación de las sensaciones de dolor). Metencefalina (2 HN-
Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-COOH) y Leu-encefalina (2 HN-Tyr-Gly-
Gly-Phe-LeuCOOH).
d) Bradiquinina: Nonapéptido que inhibe la inflamación tisular (2
HN- Arg-Pro-Pro-Gly-PheSer-Pro-Phe-Arg-COOH)

Isómeros Opticos
• El carbono a es asimétrico o Quiral
• Permite tener 2 imágenes especulares o
Estereoisómeros. L y D
• Las proteínas contienen exclusivamente L-
aminoácidos

Enlace Peptídico
• Es el único enlace covalente entre los AA ayuda a
constituir la estructura primaria de las proteínas.
• Es planar y de elevada estabilidad.
• Es rígido y no puede rotar libremente.
• Restringe el Nº de conformaciones de la cadena
peptídica.

Planaridad del Enlace Peptídico

Plegamiento Proteico
• Aminoácidos con cadenas
laterales polares no cargadas
son relativamente hidrofílicos
y están usualmente en el
exterior de una proteína,
mientras las cadenas laterales
de aminoácidos no polares
tienden a juntarse en el
interior
• Aminoácidos con cadenas
laterales ácidos y básicos son
muy polares y ellos son casi
siempre encontrados en el
exterior de las proteínas

Estructura Primaria
• Corresponde a
la secuencia de
aminoácidos en
una proteína
(orden de AA)
Sentido Amino-Carboxilo

Estructura Secundaria
• Se refiere al
ordenamiento espacial de
residuos de aminoácidos
adyacentes en una cadena
polipeptídica.
• Las dos configuraciones
más comunes son la
hélice alfa y la hoja
plegada beta.
• Es mantenida
principalmente por
interacciones del tipo
puente de H.

a-hélice
• Ordenamiento en espiral a lo largo de un eje central
• Los grupos R se orientan hacia el exterior de la
hélice

a-hélice
• Se estabiliza por P. de H
entre el O del carboxilo
de un aa. y el H unido a
un N del enlace peptídico
de un aa. Ubicado 4
posiciones mas adelante.
• Interacciones entre
grupos R
▫ Estabilizar : Pares iónicos,
Interacciones hidrofóbicas.
▫ Desestabilizar: Repulsión
electroestática, Tamaño
grupos R

a-hélice
• Es la configuración
que mas se ajusta a
las proteínas
fibrosas.
▫ Queratina de pelo y
uñas
▫ Colágeno

-hoja plegada
• La estructura de
una b-hoja
plegada se
encuentra
ordenada en zig-
zag
• Se orienta en
forma paralela o
antiparalela.

-hoja plegada
• Se estabilizan por
Puentes de
Hidrógeno entre el
O carboxílico de
una cadena y el N
peptídico de otra
cadena

-hoja plegada
Antiparalela
Paralela

Estructuras Supersecundarias
Unidad a
Meandros 
Unidad aa
Barril 
Diseño
Griego

Dominios o Motivos Proteicos
• Ordenamientos particularmente estables de
varios elementos de estructura secundaria

Colágeno
• Unidad estructural
básica: Tropocolágeno, es
una fibrilla helicoidal
triple distinta de la hélice
alfa.
• Proteína con alto
contenido de
aminoácidos Glicina y
Prolina.
• Además contiene los
aminoácidos
Hidroxilisina e
Hidroxiprolina.

Estructura Terciaria
• Ordenamiento
tridimensional de todos
los aminoácidos de una
cadena
• Permite la formacion de
dominios y centros
activos de las proteínas
• Estabilizada por:
▫ Puentes de Hidrógeno
▫ Fuerzas de Van der Waals
▫ Interacciones iónicas
▫ Fuerzas hidrofóbicas
▫ Puentes Disúlfuro

Puente Disúlfuro
• Enlace covalente fuerte
entre grupos tiol (-SH) de
dos cisteínas.
• Importante en la estructura,
plegamiento y función de las
proteínas.

Estructura Cuaternaria
• Algunas proteínas están
formadas por dos o más
cadenas polipeptídicas
separadas.
• La estructura cuaternaria es la
conformación de estas
subunidades entre sí.
• No todas las proteínas tienen
estructura cuaternaria
• Estabilizada por:
▫ Puentes de H.
▫ Van der Waals
▫ Iónicas (Electroestáticas)
Neuraminidasa
4 Protómeros
Homotetrámero

Denaturacion de Proteínas
• Pérdida de la estructura
terciaria y secundaria
de una proteína. =
Pérdida de la
Función
• Reversible o
Irreversible
• Agentes denaturantes
▫ Calor  P de Hidrógeno
▫ pH  Repulsión
electroestática
▫ Urea y detergentes 
Interacciones
hidrofóbicas
Denaturación
Renaturación
Urea
y B-
Mercaptoetanol

TALLER
Realice un cuadro sinóptico o mapa conceptual
donde muestre la clasificación, generalidades y
funcionalidad de los grupos de biomoleculas
vistos: glúcidos, lípidos y proteinas
CONSULTA:
¿Cuál es la función de cada uno de los
aminoácidos esenciales?

Biología molecular

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