OrganizacióN Molecular

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OrganizacióN Molecular

  1. 1. ORGANIZACIÓN MOLECULAR DE LA CÉLULA
  2. 2. <ul><li>Biomoléculas Inorgánicas </li></ul><ul><li>Son aquellas moléculas que los organismos no podemos sintetizar y debemos obtener del medio ambiente y que además no presentan carbono en su estructura </li></ul><ul><li>Agua y Sales Minerales </li></ul><ul><li>Biomoléculas Orgánicas </li></ul><ul><li>Se caracterizan por poseer un esqueleto molecular de átomos de carbono unidos a átomos de hidrógeno (también se les conoce como hidrocarburos), y son sintetizadas por los organismos vivos. </li></ul><ul><li>Hidratos de Carbono – Lípidos – Proteínas – Ácidos Nucleicos y vitaminas </li></ul>
  3. 3. <ul><li>Propiedades: </li></ul><ul><li>Disolvente Universal </li></ul><ul><li>Calor específico </li></ul><ul><li>Fuerza de cohesión y adhesión </li></ul>Agua (componente mayoritario de la célula ) <ul><li>Funciones </li></ul><ul><li>Regulador térmico </li></ul><ul><li>Medio donde ocurren las reacciones químicas </li></ul><ul><li>Transporte de sustancias </li></ul><ul><li>Lubricante </li></ul><ul><li>Favorece la turgencia </li></ul>Es un bipolo
  4. 4. Sales Minerales (1% de los componentes de la célula) <ul><li>Cumplen funciones fundamentales, como por ejemplo: </li></ul><ul><li>Sodio (Na+) </li></ul><ul><li>Calcio (Ca2+) </li></ul><ul><li>Hierro (Fe2+ ) </li></ul><ul><li>Funciones en conjunto: </li></ul><ul><li>Regulador del equilibrio ácido-base </li></ul><ul><li>Regulador de l presión osmótica </li></ul>
  5. 5. Hidratos de carbono <ul><li>Polímeros de monómeros de sacáridos </li></ul><ul><li>Aspectos generales </li></ul><ul><li>Reciben este nombre por su fórmula general Cn(H2O)n </li></ul><ul><li>Glícidos o glúcidos (de la palabra griega que significa dulce), pero son muy pocos los que tienen sabor dulce. </li></ul><ul><li>Sacáridos (de la palabra latina que significa azúcar) </li></ul>
  6. 6. Clasificación <ul><li>Monosacáridos (1 monómero) </li></ul><ul><li>Oligosacáridos (hasta 20 monómeros) </li></ul><ul><li>Polisacáridos (más de 20 monómeros ) </li></ul>
  7. 7. Monosacáridos Sedoheptulosa Heptosa 7 Fructuosa, Galactosa,Glucosa, manosa Hexosa 6 Arabinosa, Ribosa, Xilosa Pentosa 5 Eritrosa, treosa Tetrosa 4 Ejemplos Nombre Número de C
  8. 8. Oligosacáridos <ul><li>Los oligosacáridos son polímeros de hasta 20 unidades de monosacáridos. </li></ul><ul><li>La unión de los monosacáridos tiene lugar mediante enlaces glucosídicos Los más abundantes son los disacáridos, oligosacáridos formados por dos monosacáridos, iguales o distintos. </li></ul>H 2 0
  9. 9. Disacáridos <ul><li>Consiste en la unión de 2 azúcares simples </li></ul>Galac+glu Azúcar de la leche Lactosa Glu+Glu En los almidones Maltosa Glu+fruc Azúcar común Sucrosa Componentes Descripción Disacárido
  10. 10. Polisacáridos quitina Almidón Celulosa glucógeno
  11. 11. Funciones <ul><li>Energética </li></ul><ul><li>Estructural </li></ul><ul><li>Informativa </li></ul><ul><li>Detoxificación </li></ul>
  12. 12. Energética <ul><li>Representan en el organismo el combustible de uso inmediato . La combustión de 1g de HC produce unas 4 Kcal. La degradación de los HC puede tener lugar en condiciones anaerobias ( fermentación ) o aerobias ( respiración ). </li></ul><ul><li>Todas las células vivas conocidas son capaces de obtener energía mediante la fermentación de la glucosa, lo que indica que esta vía metabólica es una de las más antiguas. Tras la aparición de los primeros organismos fotosintéticos y la acumulación de oxígeno en la atmósfera, se desarrollaron las vías aerobias de degradación de la glucosa. </li></ul>
  13. 13. Estructural <ul><li>Las paredes celulares de plantas hongos y bacterias están constituídas por HC o derivados de los mismos. </li></ul><ul><li>El exoesqueleto de los artrópodos está formado por el polisacárido quitina. Las matrices extracelulares de los tejidos animales de sostén (conjuntivo, óseo, cartilaginoso) están constituídas por polisacáridos. </li></ul>
  14. 14. Informativa <ul><li>Los HC pueden unirse a lípidos o a proteínas de la superficie de la célula, y representan una señal de reconocimiento en superficie . Sirven como señales de reconocimiento para hormonas, anticuerpos, bacterias, virus u otras células. Los HC son también los responsables antigénicos de los grupos sanguíneos . </li></ul>
  15. 15. Detoxificación <ul><li>Tóxicos , que hay que eliminar o neutralizar de la forma más rápida posible (producidos por otros organismos o de compuestos como fármacos, drogas, insecticidas, etc). </li></ul><ul><li>Todos estos compuestos son tóxicos y poco solubles en agua, por lo que tienden a acumularse en tejidos .Una forma de deshacerse de estos compuestos es conjugarlos con un derivado de la glucosa para hacerlos más solubles en agua y así eliminarlos fácilmente por la orina o por otras vías.  </li></ul>
  16. 16. Lípidos Polímeros de glicerol + ácidos grasos) <ul><li>Aspectos generales </li></ul><ul><li>Biomoléculas cuya característica distintiva aunque no exclusiva ni general es la insolubilidad en agua , siendo por el contrario, solubles en disolventes orgánicos (benceno, cloroformo, éter, hexano, etc.). </li></ul><ul><li>Una característica es la hidrofobicidad ( baja solubilidad debido a su estructura química fundamentalmente hidrocarbonada </li></ul>
  17. 17. Ácidos grasos <ul><li>Los ácidos grasos son ácidos monocarboxílicos de cadena larga. Por lo general, contienen un número par de átomos de carbono, normalmente entre 12 y 24. </li></ul><ul><li>Según la naturaleza de la cadena: </li></ul><ul><li>Saturados Insaturados </li></ul><ul><li>(acido palmitico, acido estearico) (acido oleico y acido linoleico) </li></ul>
  18. 18. Clasificación <ul><li>Simples </li></ul><ul><li>Lípidos que sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. </li></ul><ul><li>Cuando son sólidos se les llama grasas y cuando son líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites </li></ul><ul><li>Triglicéridos </li></ul><ul><ul><li>Complejos </li></ul></ul><ul><li>Fosfolípidos </li></ul><ul><li>Esteres complejos (esteroides, colesterol) </li></ul>
  19. 19. Triglicéridos Glicerol + 3 ácidos grasos Unidos por enlaces ésteres 3 H 2 0
  20. 20. Fosfolípidos
  21. 21. Esteres complejos lípidos de estructura cíclica
  22. 22. Funciones <ul><li>Energética </li></ul><ul><li>Reserva de agua </li></ul><ul><li>Reserva de calor </li></ul><ul><li>Estructural </li></ul><ul><li>Informativa </li></ul>
  23. 23. Energética <ul><li>Los lípidos (generalmente en forma de triglicéridos) constituyen la reserva energética de uso tardío del organismo. Su contenido calórico es muy alto (10 Kcal/gramo). </li></ul><ul><li>A diferencia de los hidratos de carbono, que pueden metabolizarse en presencia o en ausencia de oxígeno, los lípidos sólo pueden metabolizarse aeróbicamente. </li></ul>
  24. 24. Reserva de agua <ul><li>Representan una importante reserva de agua. Al poseer un grado de reducción mayor que los hidratos de carbono, la combustión aerobia de los lípidos produce una gran cantidad de agua (agua metabólica). En animales desérticos, las reservas grasas se utilizan principalmente para producir agua. </li></ul>
  25. 25. Reserva de calor <ul><li>En algunos animales (particularmente en aquellos que hibernan), hay un tejido adiposo especializado que se llama grasa parda o grasa marrón. Estos lípidos se destinan a la producción calórica necesaria para los períodos largos de hibernación. En este proceso, un oso puede llegar a perder hasta el 20% de su masa corporal. </li></ul>
  26. 26. Estructural <ul><li>El medio biológico es un medio acuoso. Las células, a su vez, están rodeadas por otro medio acuoso. Por lo tanto, la interfase célula-medio debe ser hidrofóbica. </li></ul><ul><li>Esta interfase está formada por lípidos de tipo anfipático, que tienen una parte de la molécula de tipo hidrofóbico y otra parte de tipo hidrofílico. </li></ul>
  27. 27. Informativa <ul><li>Los organismos pluricelulares han desarrollado distintos sistemas de comunicación entre sus órganos y tejidos. Así, el sistema endocrino genera señales químicas para la adaptación del organismo a circunstancias medioambientales diversas. Estas señales reciben el nombre de hormonas . Muchas de estas hormonas (esteroides, tienen estructura lipídica. </li></ul>
  28. 28. Proteínas Las macromoléculas más abundantes en los seres vivos después del agua <ul><li>Formadas por C, H, O y N. Algunas también contienen S y otros elementos. </li></ul><ul><li>Llevan a cabo una enorme variedad de funciones biológicas y se encuentran en todas las estructuras orgánicas. </li></ul><ul><li>Son moléculas específicas, característica que determina la identidad biológica de los distintos organismos, de manera que se puede decir que cada ser vivo &quot;es como es&quot; por las proteínas que tiene. </li></ul>
  29. 29. Aminoácidos monómeros de las proteínas
  30. 30. Clasificación de los aminoácidos Neutros apolares Neutros polares Polares acidos Polares básicos
  31. 31. Reacción del enlace peptídico
  32. 32. Niveles de conformación de las proteínas <ul><li>Estructura primaria </li></ul><ul><li>Estructura secundaria </li></ul><ul><li>Estructura terciaria </li></ul><ul><li>Estructura cuaternaria </li></ul>Cadena de aminoácidos Cadena β Cadena α Purntes de H
  33. 33. Estructura primaria <ul><li>Corresponde a la secuencia de aminoácidos: Aa que componen la proteína y orden en que se encuentran. Cada proteína tiene una estructura primaria específica y distinta a cualquier otra proteína </li></ul>
  34. 34. Estructura secundaria <ul><li>Interacción de enlaces de hidrógeno entre los elementos C=O y NH de los enlaces peptídicos . </li></ul><ul><li>Una misma cadena polipeptídica puede adquirir diferentes estructuras secundarias dependiendo del tipo de Aa que están unidos, es decir de la estructura primaria. </li></ul>α hélice β -plegada
  35. 35. Estructura terciaria <ul><li>Es un conjunto de plegamientos característicos de la cadena peptídica dependiendo de la estructura secundaria. </li></ul><ul><li>Determina la forma tridimensional global de la proteína.  </li></ul><ul><li>Estos plegamientos se originan por la interacción entre las cadenas laterales R de los aminoácidos.  </li></ul>
  36. 36. Estructura cuaternaria <ul><li>Cuando una proteína está formada por varias cadenas polipeptídicas denominadas subunidades proteicas (existe un nivel estructural superior llamado estructura cuaternaria. Se trata la asociación entre las distintas subunidades </li></ul>
  37. 37. Clasificación <ul><li>Según su composición </li></ul><ul><li>Proteínas simples . Están formadas únicamente por cadenas polipeptídicas.  </li></ul><ul><li>Proteínas complejas o conjugadas. Además de las cadenas polipeptídicas, están compuestas también por un grupo no proteico. En este grupo están las metaloproteínas (ion metálico), glucoproteínas (glúcido), lipoproteínas (lípido), hemoproteínas como la hemoglobina (grupo hemo). </li></ul><ul><li>Según su estructura </li></ul><ul><li>Proteínas globulares . Tienen una forma más o menos esférica, generalmente son solubles en agua o en disoluciones salinas diluidas </li></ul><ul><li>Proteínas fibrosas con forma alargada; generalmente son insolubles en agua y son las responsables de la mayor parte de las estructuras fijas de los organismos. </li></ul>
  38. 38. Catalizadora <ul><li>Las proteínas que se encuentran en este grupo se denominan enzimas. Actúan como catalizadores de las reacciones que se producen en los seres vivos. En una célula eucariota hay miles de enzimas. </li></ul>
  39. 39. Transporte <ul><li>Hay proteínas que se unen reversiblemente a un ligando y lo transportan de un lugar a otro del organismo. Por ejemplo la hemoglobina y la mioglobina que transportan oxigeno, la primera en la sangre y la segunda en el interior de las células musculares. </li></ul>
  40. 40. Nutrición <ul><li>Algunas proteínas constituyen una fuente de reserva de aminoácidos (no de energía), lo que permite la síntesis de proteínas fundamentalmente durante los procesos embrionarios. Son abundantes, por tanto, en las semillas de vegetales, en los huevos de los animales ( ovoalbúmina de la clara del huevo) y la caseína en la leche de los mamíferos. </li></ul>
  41. 41. Defensa y protección <ul><li>Los anticuerpos o inmunoglobulinas son proteínas que reconocen y se combinan específicamente con sustancias extrañas o antígenos, presentes en virus, bacterias y células de otros organismos; de este modo el antígeno queda bloqueado y no puede ejercer su acción. </li></ul>
  42. 42. Contráctil <ul><li>Las proteínas forman parte esencial de los sistemas contráctiles, que producen movimientos. Por ejemplo la miosina y la actina en la contracción muscular, las proteínas que forman la estructura de cilios y flagelos, las proteínas  del huso mitótico que permite el movimiento de los cromosomas durante la división nuclear, etc. </li></ul>
  43. 43. Recepción y transmisión de señales <ul><li>Los receptores hormonales de la membrana plasmática, al unirse con la hormona (el ligando) desencadenan un proceso o un conjunto de reacciones en la célula. También es de este tipo la rodopsina , un receptor protéico de los bastones de la retina que capta estímulos luminosos y los transforma en impulso nervioso. </li></ul>
  44. 44. Hormonal <ul><li>Varias hormonas son sustancias peptídicas como la insulina y la somatropina (hormona del crecimiento.) Una vez secretadas ejercen su acción sobre otras células dotadas de un receptor adecuado. </li></ul>
  45. 45. Otras <ul><li>Coagulación: Hay una serie de proteínas plasmáticas que intervienen en la coagulación sanguínea. </li></ul><ul><li>Regulación del pH: Determinadas proteínas solubles colaboran con otros sistemas tampón en el mantenimiento del pH de los líquidos biológicos. </li></ul><ul><li>Anticongelante de ciertas glucoprotéinas de animales marinos antárticos </li></ul>
  46. 46. Estructural <ul><li>Las proteínas son el principal material de construcción de los seres vivos, formando pared de casi todas sus estructuras: desde las membranas celulares hasta ser el principal constituyente del tejido conectivo ( colágeno ), del pelo y uñas ( queratina ), etc. </li></ul>
  47. 47. Ácidos Nucleicos <ul><li>Macromoléculas o polímeros de nucleótidos </li></ul><ul><li>Cadenas polinucleotidicas </li></ul><ul><li>Nucleótido </li></ul>pentosa fosfato Bases nitrogenadas ADN ARN
  48. 48. Nucleótido RIBOSA DESOXIRIBOSA
  49. 49. Bases nitrogenadas <ul><li>purinas pirimidinas </li></ul><ul><li>adenina timina (ADN) </li></ul><ul><li>guanina citosina </li></ul><ul><li>uracilo (ARN) </li></ul>
  50. 50. Unión de nucleótidos en una cadena Enlace FOSFODIESTER
  51. 51. DNA Modelo de Watson y Crick <ul><li>Características </li></ul><ul><li>Doble Hélice </li></ul><ul><li>Dextrógira </li></ul><ul><li>Cadenas antiparalelas </li></ul><ul><li>y complementarias </li></ul><ul><li>4. Cadenas unidas a través de </li></ul><ul><li>las BN en el centro </li></ul><ul><li>5. Las BN siguen leyes de </li></ul><ul><li>apareamiento: </li></ul><ul><li>Purina con pirimidina </li></ul><ul><li>Igual número de puentes </li></ul><ul><li>de H 2 </li></ul><ul><li>A = T </li></ul><ul><li>G = C </li></ul>
  52. 52. Guarda la información genética Se encuentra en el núcleo En células eucariontes
  53. 53. ARN <ul><li>CARACTERISTICAS </li></ul><ul><li>Hebra simple </li></ul><ul><li>Nucleótidos: </li></ul><ul><li>ribosa+fosfato+BN </li></ul><ul><li>AUGC </li></ul><ul><li>Se encuentra principalmente en el citoplasma </li></ul><ul><li>Tres tipos: </li></ul><ul><li>mensajero (mRNA) </li></ul><ul><li>transferencia (tRNA) </li></ul><ul><li>y ribosomal (rRNA) </li></ul>
  54. 54. Tipos de RNA <ul><li>m RNA mensajero </li></ul><ul><li>Porta el mensaje del ADN </li></ul><ul><li>t RNA transferencia </li></ul><ul><li>Traduce el mensaje en aminoácidos </li></ul><ul><li>rRNA ribosomal </li></ul><ul><li>Forma al ribosoma donde ocurre la traducción </li></ul>
  55. 55. Comparación ADN con ARN Citoplasma núcleo Ubicación en la célula eucarionte EXPRESA Información genética GUARDA información genética Función 3 1 Tipos 1 2 Número de cadenas AUCG ATCG Bases nitrogenadas Ribosa desoxiribosa Pentosa ARN ADN

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