MOLÉCULAS BIOLÓGICAS

Unidades Estructurales

BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULASBIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS

LípidosGlúcidos A. NucleicosProteínas

como

Orgánicas

Oligoelementos(Ca, Na, K, I, Fe, etc)

Primarios(C, H, O, N, P, S)

Biomoléculas

forman

Simples

N2, O2

como

Propiedadesfísico- químicas

Funcionesbiológicas

DisolventeBioquímicaTransporte

presenta

Elevada fuerza de cohesiónAlto calor específicoAlto calor de vaporizaciónAlta constante eléctricaMayor densidad en estado líquido

como como

se encuentran

Disueltas(Na+, Cl-)

Precipitadas(CaCO3)

Inorgánicas

S.mineralesAgua

como

pueden ser

MACROMOLECULAS

Esta compuesta por MONOMEROS, los cuales forman POLIMEROS.

Ejemplos: La hemoglobina, el almidón, las enzimas y el ADN.

CARBOHIDRATOS

Carbohidratos

Son moléculas ricas en enlaces de alta energía (C-H; C-C;C-OH; C=O).

Representa la fuente principal de energía de la célula.

Incluyen azúcares simples (glucosa) y polisacáridos.

Se clasifican de acuerdo al número de monómeros en: monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.

LOS GLÚCIDOSLOS GLÚCIDOS

Aldosas

GLÚCIDOS

GALACTOSAGLUCOSARIBOSADESOXIRRIBOSA

Monosacáridos GlucoconjugadosPolisacáridosOligosasacáridos

Cetosas

RIBULOSAFRUCTOSA

LactosaSacarosaMaltosa

Celobiosa

Homopolisacáridos

Vegetales Animales

Heteropolisacáridos

PectinaAgar Agar

Goma arábiga

PeptidoglucanosGlucoproteínas

Glucolípidos

EnlaceO-glucosídico

se unen por

formando

son

ejemplos ejemplos

se clasifican

ejemplos

se clasifican

Disacáridos

Reserva

CelulosaAlmidón Quitina Glucógeno

Estructural

ejemplos

Monosacáridos

Cn(H2o)n

Son azúcares simples. Solubles en agua por el grupo

hidroxilo (polar) Se clasifican en base al número de

átomos de carbono que contienen. Importantes: desoxirribosa,

glucosa, galactosa, la fructosa y la manosa.

Ciclación de los monosacáridos Los monosacáridos en solución acuosa

adquieren una estructura cíclica. Excepto las triosas y tetrosas. La ciclación de los monosacáridos se produce

mediante un enlace hemiacetal, entre el Carbono con el grupo carbonilo y el penúltimo Carbono.

Se cicla así la molécula y se forma una estructura pentagonal (furanosa) o hexagonal (piranosa).

Triosa: Gliceraldheidos

El glúcido tiene 3 átomos de carbono y posee un grupo aldehído (-CHO) por lo que es una aldosa y una triosa, denominándosele entonces como aldotriosa. En este caso la aldotriosa es llamada Gliceraldehído. Estas son abundantes en el interior de la célula, ya que son metabolitos intermediarios en gran cantidad de rutas metabólicas.

Pentosas

Ribosa y Desoxirribosa , que forman parte de los ácidos nucléicos

Ribulosa que desempeña un importante papel en la fotosíntesis, debido a que a ella se fija el anhidrido carbónico atmosférico y de esta manera se incorpora el carbono al ciclo (Ciclo de Calvin).

Hexosa: Glucosa C6H12O6

El Carbohidrato mas importante. Provee al cuerpo de energía de

acceso rápido. Glucolisis

Glucolisis:

Glucosa + 2ATP + 4ADP + 2P + 2NAD+

2Ac. Pirúvico + 2ADP +4ATP +2NADH + 2H + 2H2O

Inversión de energía

Recuperación de energía

Oligosácarido

Disacáridos:

Enlace O-glucosídico

Sacarosa La sacarosa es un disacárido, que por

condensación con la eliminación de una molécula de agua. Se divide en sus dos componentes, uno de ellos, la glucosa C6 H12 O6, El otro, la fructosa, un isómero con la misma fórmula, es el responsable del sabor dulce de algunas frutas.

Polisacáridos Se forman por unión de varias

moléculas de monosacáridos (n ≥ 10), mediante enlaces glucosídicos, con desprendimiento de moléculas de agua.

Son cadenas largas que difieren en los tipos de enlace que componen las uniones de monosacáridos y en el grado de ramificación.

Glucógeno y Almidón

Clasificación

Composición Homopolisacaridos Almidón y Glucógeno

Heteropolisacaridos Mucopolisacáridos Condroitina (cartílagos y huesos) Heparina.  Ácido hialurónico.

Función Reserva Glucogeno

Estructurales Celulosa y quitina

Glucoconjugados

Glucolípidos: es un lípido llamado ceramida

Glucoproteínas. Es una molécula de naturaleza proteíca

Nucleótidos y Nucleósidos: el monosacárido es una pentosa y el aglucón es una base nitrogenada.

Peptidoglicanos: formados por largas cadenas de polisacáridos dispuestas paralelamente y unidas entre si, mediante cadenas polipeptídicas. Son los constituyentes de la pared bacteriana.

AMINOÁCIDOS

Un aminoácido es una biomolécula orgánica formada por

20 : 09 esenciales 11 no esenciales

Amino Carboxilo

Esenciales No esenciales

Isoleucina Alanina

Leucina Arginina

Lisina Aspartato

Metionina Cisteina

Fenilalanina Glutamato

Treonina Glutamina

Triptófano Glicina

Valina Prolina

Histidina Serina

Asparagina

Pirrolisina

Aa. esencial Función

Histidina Hemoglobina y se utiliza en el tratamiento de la artritis reumatoide, alergias, úlceras y anemia. Es esencial para el crecimiento y la reparación de los tejidos, mantenimiento de las vainas de mielina que protegen las células nerviosas.

Isoleucina Regula el azúcar en la sangre. Este aminoácido es valioso para los deportistas porque ayuda a la curación y la reparación del tejido muscular, piel y huesos.

Leucina Este aminoácido reduce los niveles de azúcar en la sangre y ayuda a aumentar la producción de la hormona del crecimiento

Lisina Garantiza la absorción adecuada de calcio y mantiene un equilibrio adecuado de nitrógeno en los adultos. Además, la lisina ayuda a formar colágeno que constituye el cartílago y tejido conectivo

Fenilalanina Eleva el estado de ánimo, disminuye el dolor, ayuda a la memoria y el aprendizaje, que se utiliza para tratar la artritis, depresión, calambres menstruales, las jaquecas, la obesidad, la enfermedad de Parkinson y la esquizofrenia.

Treonina Participa en la formación de colágeno, elastina y esmalte de los dientes .

Triptofano Relajante natural

Valina

Alanina

PROTEÍNAS

Polipeptidos

LAS PROTEÍNASLAS PROTEÍNAS

PROTEÍNAS

ESTRUCTURA CLASIFICACIÓNFUNCIONES

Estructural

Enzimática

Hormonal

Defensa Transporte

Reserva

ContráctilAminoácidos

Enlacepeptídico

Péptidos oproteínas

Organizaciónestructural

unidos por

formando

tienen

E. terciaria

E. cuaternaria

E. secundaria

E. primaria

Plegamientoespacial

Proteínasoligoméricas

Secuencia deaminoácidos

hélice

Conformación

defin

ida p

or

es la

sólo en

20(según R)

se distinguen

Heteroproteínas

Holoproteínas

Fibrosas

Globulares

Colágeno

Actina/Miosina

Ej

Nucleoproteínas

Lipoproteínas

Fosfoproteínas

Glucoproteínas

Cromoproteínas

Caseína

Cromatina

HDL, LDL

FSH, TSH...

Proteoglucanos

Hemoglobina

Ej.

Ej.

Ej.

Ej.

Ej.

Ej.Albúminas

Globulinas

Estructura de las Proteínas

Estructura Primaria:

Estructura Secundaria:

Estructura Terciaria:

Estructura Cuaternaria

No polares e hidrofobicos

Polares e hidrofilicos

AcidosBásicos

Estructural

· Como las glucoproteínas que forman parte de las membranas. · Las histonas que forman parte de los cromosomas · El colágeno, del tejido conjuntivo fibroso. · La elastina, del tejido conjuntivo elástico. · La queratina de la epidermis.

Enzimática Son altamente especializadas. Actúan como biocatalizadores de las reacciones

químicas.

Hormonal · Insulina y glucagón · Hormona del crecimiento · Calcitonina

Defensiva· Inmunoglobulina · Trombina y fibrinógeno

Transporte· Hemoglobina · Hemocianina · Citocromos

Reserva· Ovoalbúmina, de la clara de huevo · Gliadina, del grano de trigo · Lactoalbúmina, de la leche

Movimiento· Actina · Miosina

SeñalizaciónAdhesiónReconocimiento

· CD4, CD8,· Integrinas

La actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante la contracción; el colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén.

Propiedades de las proteínas

Solubilidad: los enlaces fuertes y débiles estén presentes. Si se aumenta la temperatura y el pH, se pierde la solubilidad.

Capacidad Electrolítica: Se determina a través de la electrólisis, en la cual si las proteínas se trasladan al polo positivo es porque su radical tiene carga negativa y viceversa.

Especificidad: Cada proteína tiene una función específica que esta determinada por su estructura primaria.

Desnaturalización: Las proteínas

pueden desnaturalizarse al perder su estructura terciaria. Al desnaturalizarse una proteína, esta pierde solubilidad en el agua y precipita. La desnaturalización se produce por cambios de temperatura o variaciones de pH.

Según su composición química Simples u Holoproteínas: su

hidrólisis solo produce aminoácidos. Ejemplo: insulina y colágeno.

Conjugadas o heteroproteínas: su hidrólisis produce sustancias no protéicas.

HETEROPROTEÍNAS

Glucoproteínas

· Ribonucleasa · Mucoproteínas · Anticuerpos · Hormona luteinizante

Lipoproteínas · De alta, baja y muy baja densidad, que transportan lípidos en la sangre.

Nucleoproteínas · Nucleosomas de la cromatina · Ribosomas

Cromoproteínas · Hemoglobina, hemocianina, mioglobina, que transportan oxígeno · Citocromos, que transportan electrones

Metaloproteínas · Ferritina (Fe), calmodulina (Ca), nitrogenasas (Mo), ceruloplasmina (Cu)

HOLOPROTEÍNAS

Globulares

· Prolaminas:Zeína (maíza),gliadina (trigo), hordeína (cebada) · Gluteninas:Glutenina (trigo), orizanina (arroz). · Albúminas:Seroalbúmina (sangre), ovoalbúmina (huevo), lactoalbúmina (leche) · Hormonas: Insulina, hormona del crecimiento, prolactina, tirotropina · Enzimas: Hidrolasas, Oxidasas, Ligasas, Liasas, Transferasas...etc.

Fibrosas

· Colágenos: en tejidos conjuntivos, cartilaginosos · Queratinas: En formaciones epidérmicas: pelos, uñas, plumas, cuernos. · Elastinas: En tendones y vasos sanguineos · Fibroínas: En hilos de seda, (arañas, insectos)

 

Chaperonas moleculares Son proteínas esenciales que se unen a

las cadenas polipeptidicas parcialmente plegadas o desplegadas para impedir la asociacion inapropiada de segmentos hidrófobos expuestos que podrian conducir tanto a un plegamiento no nativo como a la agregacion y la precipitacion del polipeptido.

LAS ENZIMASLAS ENZIMAS

ENZIMAS

CLASIFICACIÓN

OxidorreductasasTransferasasHidrolasasLiasasIsomerasasLigasas

FUNCIÓN

Biocatalizadores

Energía activación

velocidadreacción

Cinéticaenzimática

Concent. sustratoTemperatura pH Inhibidores

actúan

tipos

Reversibles Irreversibles

No competitivos Competitivos

tipos

ESTRUCTURA

Inorgánica

Holoenzima Estrictamenteproteica

Cofactor Apoenzima

puede ser

formada

naturalezade naturaleza

Coenzimas

Orgánica

llamados

Liposolubles(A, D, E, K)

Hidrosolubles(B, C)

Vitaminas

por ejemplo

se clasifican en

actúan como

Condición Médica Incidencia aproximada(por

cada 100,000 nacimientos)

Defecto enzima defectuosa

síntomas y fenotipo

Albinismo 3 síntesis de melanina a partir

de tirosina

Tirosina 3-monooxigenasa (tirosinasa)

Falta de pigmentación;

pelo blanco piel rosa

Alcaptonuria 0.4 Degradación de tirosina

homogenistato 1,2-

dioxigenasa

Pigmentación obscura de la

orina; desarrollo tardío de artritis

Homocistinuria 0.5 Degradación de metionina

Cistation beta-sintasa

Desarrollo defectuoso de huesos, retraso

mental

Enfermedad de orina de jarabe de maple+

0.4 Isoleucina, leucina y valina

Complejo deshidrogena

sa de alfa-ceto ácidos de cadena ramificada

Vómito, convulsiones,

retraso mental, muerte

temprana

fenilcetonuria 8 Conversión de fenilalanina a

tirosina

Fenilalanina hidroxilasa

Vómito neonatal,

retraso mental

ÁCIDOS NUCLÉICOS

Nucleotido: participa en reacciones de oxido reducción, transferencia de energía señales intracelulares y reacciones de biosíntesis.

Hay variedades de nucleotidos comunes, cada una formada por una base nitrogenada unida a un azucar al que se une tambien un grupo fosfato.

Las bases nitrogenadas son las que contienen la información genética.

Una base nitrogenada constituyen los ácidos nucleicos, se conoce dos tipos:

purinas: Cualquiera de las sustancias nitrogenadas derivadas de la purina que componen de los ácidos nucleicos

pirimidinas: Cualquiera de las sustancias nitrogenadas derivadas de la pirimidina, que componen los ácidos nucleicos. Las principales son citosina, uracilo y la timina

Purinas

A = T (doble enlace) G Ξ C (triple enlace)

Cuando son metabolizadas se produce ácido úrico.

Pirimidas La pirimidina es un compuesto

orgánico, similar al benceno, pero con un anillo heterocíclico.

=T (doble enlace) GΞC (triple enlace)

En el ARN, la complementaria de la adenina (A) es el uracilo (U), en vez de la timina (T)

A=U (doble enlace) GΞC (triple enlace)

Ácidos Nucleicos

A las unidades químicas que se unen para formar los ácidos nucleicos se les denomina nucleótidos y al polímero se le denomina polinucleótido o ácido nucleico.

De acuerdo a la composición química, los ácidos nucleicos se clasifican en ácidos desoxiribonucleicos (ADN) y en ácidos ribonucleicos (ARN) que actúan en el citoplasma.

Unión Fosfodiester en los Ácidos Nucleicos para formar un Polinucleótido

LIPIDOS

Ac. Grasos. Trigliceridos, fosfolipidos y los

esteroides. Reserva de energía (tej. Adiposo).

Son un grupo de compuestos químicos diversos insolubles en solventes polares como el agua, pero que se disuelven en

solventes orgánicos no polares como el cloroformo, el éter y el benceno

Según la presencia, o no, de ácidos grasos en su estructura se pueden clasificar a los lípidos en dos grupos:

Lípidos saponificables(contienen ácidos grasos)

• Monoglicéridos, diglicéridos y ..triglicéridos (grasas y aceites)• Céridos (ceras)• Fosfolípidos (lecitina)• Glucolípidos

Lípidos insaponificables(no contienen ácidos grasos)

• Terpenos (mentol, vitamina E y K, ..alcanfor, vainillina, eucalipto)• Esteroides (colesterol, vitamina D, ..hormonas sexuales y suprarrenales)• Prostaglandinas

Los fosfolípidos son lípidos saponificables formados por ácidos grasos, ácido fosfórico y un alcohol

Los fosfolípidos son anfipáticos por ello pueden formar, entre dos medios acuosos, bicapas.

Parte hidrófila

Parte hidrófila

Parte hidrófoba