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Bioquímica Agrícola
Escuela superior de
Agricultura del valle
del Fuerte
Materia:
Bioquímica Agrícola
Alumna:
Ortega sanchez Jorge luis
Profesor:
Carlos enrique Álvarez
Grupo:
1-6
Juan José Ríos, Ahome, Sin. 2 Diciembre de 2013.
CONTENIDOS TEMATICOS
UNIDAD I.
1. Bases moleculares de la función celular
1.1. Introducción. Panorámica de la Bioquímica Agrícola.
1.1.1. Concepto de la bioquímica agrícola.
1.1.2. Objetivos de la bioquímica.
1.1.3. Relación con otras ciencias y como se divide para su estudio.
1.1.4. Aplicaciones de la bioquímica.
1.2. Lógica molecular de los organismos vivos.
1.2.1. Características que identifican a la materia viva.
1.2.2. Elementos químicos de la materia viva.
1.2.2.1. Origen de as biomolecular.
1.2.2.2. Organización y estructura.
1.2.2.3. División de los elementos químicos de la materia viva.
1.3. Dependiendo de su abundancia.
1.3.1. Propiedades físicas y químicas de los bioelementos.
Horas tales de la unidad: 10 horas.
2. Componentes moleculares de la célula.
2.1. El agua: propiedades y capacidad disolvente de las biomoleculas.
2.1.1. Introducción.
2.1.2. Importancia del agua.
2.1.3. Papel del agua en los procesos biológicos
2.1.3.1. Estructura y propiedades del agua.
2.2 Disociación del agua.
2.2.1. Escala del pH
2.2.2. Ácidos y bases débiles
2.2.3. Amortiguadores
2.3. Funciones del agua
2.4. Membrana y pared celular.
UNIDAD III
3. Las proteínas y sus funciones biológicas.
3.1. Introducción.
3.2. Aminoácidos.
3.2.1. Definición de aminoácidos
3.2.2. Clasificación de aminoácidos.
3.2.3. Propiedades fisicoquímicas de los aminoácidos.
3.3. Proteínas
3.3.1. Definición de proteínas
3.3.2. Importancia y funciones biológicas de las proteínas.
3.3.3. Composición de las proteínas.
3.3.4. Formación de enlaces peptídicos.
3.3.5. Niveles estructurales.
3.3.6. Clasificación de las proteínas
3.3.7. Cambios en la conformación de las proteínas y agentes
Desnaturalizantes.
UNIDAD IV
4. Enzimas.
4.1. Definición e importancia.
4.2. Nomenclatura.
4.3. Mecanismos de acción.
4.4. Mecanismos de regulación.
4.5. Factores que afectan la actividad.
UNIDAD V.
5. Lípidos.
5.1. Definición e importancia
5.2. Clasificación.
5.3. Nomenclatura.
5.4. Estructuras.
5.5. Propiedades químicas y físicas.
5.6. Origen e importancia.
5.7. Funciones.
5.8. Lipoproteínas y Membranas.
UNIDAD VI.
6. Carbohidratos.
6.1. Definición e importancia
6.2. Clasificación
6.3. Funciones de carbohidratos
6.4. Propiedades fisicoquímicas.
6.5. Representaciones químicas de monosacáridos.
6.6. Carbohidratos importantes.
6.6.1. Glucosa.
6.6.2. Glucógeno.
6.6.3. Almidones.
6.6.4. Celulosa.
6.6.5. Quitina.
UNIDAD VII
7. Ácidos Nucleicos
7.1. Definición e importancia
7.2. Composición y localización
7.3. Estructuras químicas.
7.4. Formación de nucleótidos y nomenclatura
7.5. Propiedades físicas y químicas del DNA y RNA.
7.6. Nucleótidos más importantes (AMP, ADP, ATP).
7.7. Formación de polinucleotidos y estructura de ácidos nucleicos
7.8. Modelo de Watson y Crick.
Horas totales de la unidad: 30 Horas.
UNIDAD VIII
8. Sistemas energéticos en los seres vivos.
8.1.1.-Respiracion
8.1.1. Resumen histórico.
8.1.2. Estructuras Mitocondriales.
8.1.3. Tipos de reacciones.
8.1.4. Importancia del ciclo de Krebs.
8.1.5. Tipos de respiración (aeróbica y anaeróbica).
8.1.6. Factores que afectan la respiración.
8.1.7. Funciones del ATP e importancia.
8.1.8. Cociente Respiratorio.
8.1.9. Respiración de órganos separados de la planta
8.1.10. Fermentación
8.1.10.1. Lactancia.
8.1.10.2. Alcohólica.
8.1.11. Quimiosíntesis.
8.1.12. Fotorrespiracion
Primer parcial
Personajes de la bioquímica:
Carl Wilhelm Scheele
(1742-1786) Químico sueco que nació el 9 de diciembre de 1742 en Stralsund,
Pomerania, Suecia. En 1770 aisló el ácido tartárico, después en 1774 descubrió el
cloro, reconoció el manganeso como metal, estudio la oxidación del mercurio, del
hierro y del cobre. En 1777 publicó “Observaciones químicas y experimentos
sobre el aire y el fuego”, donde expuso su idea de que la atmósfera se constituía
de dos gases, uno inerte y otro comburente (oxígeno) que él llamaba “aire fuego”.
Otros descubrimientos de Scheele fueron la glicerina, el sulfuro de hidrógeno, el
tungsteno, el ácido láctico, además de ampliar los conocimientos sobre otros
ácidos orgánicos.
Jöns Jacob Berzelius
(1779-1848) Químico sueco a quien se debe el desarrollo de la teoría atómica.
Sus numerosos trabajos de investigación, los cuales sentaron las bases
estructurales de la química moderna. Descubrió los elementos Cerio, Selenio y
Torio, aisló el calcio, el silicio y el circonio y estudio los compuestos de flúor, pero
lo más trascendental de este hombre, fue usar métodos de análisis cuantitativo.
Fue el primer científico en usar símbolos y fórmulas químicas como sistema de
anotación. Por su labor tan importante sus biógrafos de han llamado el “Newton de
la Química”.
Friedrich Wöhler
(Eschersheim, actual Alemania, 1800-Gotinga, id., 1882) Químico alemán.
Discípulo de L. Gmelin y de J. Berzelius, enseñó desde 1836 en la Universidad de
Gotinga. Su nombre está unido sobre todo a la síntesis de la urea (1828), que tuvo
una gran repercusión en el desarrollo de la química en el siglo XIX, al echar por
tierra la teoría que defendía que los compuestos orgánicos no pueden ser
preparados mediante procesos de síntesis. Conjuntamente con Liebig, llevó a
cabo investigaciones sobre el ácido úrico y sus derivados.
Oparin, AlexandrIvánovich
Bioquímico ruso (1894 -1980), pionero en el desarrollo de teorías bioquímicas
acerca del origen de la vida en la Tierra. Oparin se graduó en la Universidad de
Moscú en 1917, donde fue nombrado catedrático de bioquímica en 1927, y desde
1946 hasta su muerte fue director del Instituto de Bioquímica A. N. Bakh de
Moscú. Muy influido por la teoría evolutiva de Charles Darwin, Oparin intentó
explicar el origen de la vida en términos de procesos químicos y físicos. Planteó la
hipótesis de que la vida había surgido, a todos los efectos, por azar, a través de
una progresión de compuestos orgánicos simples a compuestos complejos
autorreplicantes. Su propuesta se enfrentó inicialmente a una fuerte oposición,
pero con el paso del tiempo ha recibido respaldo experimental y ha sido aceptada
como hipótesis legítima por la comunidad científica (véase Vida). La principal obra
de Oparin es El origen de la vida sobre la Tierra (1936)
Justus von Liebig
(Justus, barón von Liebig; Darmstadt, actual Alemania, 1803-Munich, 1873)
Químico alemán que fue pionero de la química orgánica, la bioquímica y la
química agrícola, y es considerado por ello uno de los científicos más ilustres del
siglo XIX. Se doctoró en 1822 por la Universidad de Erlangen. Discípulo de Gay-
Lussac en París, fue más tarde profesor en las universidades de Giessen y
Munich. En Giessen revolucionó la enseñanza de la química y creó una de las
más prestigiosas escuelas de investigación. Su primer descubrimiento
significativo, el isomerismo (compuestos distintos con la misma fórmula
molecular), lo realizó con la ayuda de F. Wöhler. Más tarde desarrolló una teoría
sobre los radicales químicos, y elaboró un procedimiento para la preparación de
extractos cárnicos. Interesado en cuestiones químicas relacionadas con la
agricultura, en 1840 publicó una obra fundamental para el posterior desarrollo de
dichas cuestiones: Química orgánica y su aplicación a la agricultura y a la
fisiología.
Membrana biológica:
Las membranas biológicas son superficies delgadas y flexibles, que separan a las
células y a compartimentos dela célula de su medio. Todas las membranas
poseen una composición común, pero pueden tener propiedades diferentes. Las
membranas son abundantes en fosfolípidos, los cuales forman una doble bicapa
en medio acuoso. Además contienen proteínas, que junto con los lípidos pueden
difundirse dentro de la membrana, y así obteniendo propiedades de mosaico
fluido. Las membranas son asimétricas, tanto la carexterna como la interna
poseen proteínas y propiedades diferentes
Importancia biológica
- separan un medio del exterior
- regulan el tráfico celular
- divide el espacio interno
- organiza secuencias de reacciones
- participa en la conservación de energía biológico
- importante en la comunicación intracelular
Estructura
La membrana se concibe como una estructura dinámica. El modelo que es
aceptado hoy en día se conoce como "mosaico fluido", que consiste en una bicapa
lipídica complementada con una gran variedad de proteínas . La bicapa se
mantiene unida por enlaces no covalentes.
Esta estructura general se presenta también en todo el sistema endomembranas
(membranas de los orgánulos del interior de la célula), como retículo
endoplasmático, aparato de Golgi, envoltura nuclear, mitocondria y los plastos.
-Bícapa lipídica: las bicapas lipídicas son estructuras laminares con una serie de
caracteristicas que las hacen idóneas para actuar como membranas biológicas:
1. Son estructuras no covalentes que se auto ensamblan espontáneamente y
pueden crecer sin limitación, para extensiones de tamaño celular.
2. Las bicapa tienden a cerrarse sobre sí mismas, formando compartimentos
compartimentos cerrados y eliminando la posibilidad de interacción de las colas
lipídicas con el agua. Por esta razón los compartimentos formados por bícapas se
cierran y autorreparan con rapidez despues de haber sido rotos.
3. Son estructuras estables pero a la vez fluidas
4. Las bícapas lipídicas funcionan como unas eficaces barreras de permeabilidad
para los solutos polares, así, son capaces de mantener diferencias de
concentración de estas sustancias entre distintos compartimentos.
Proteínas:las proteínas se pueden clasificar como se dispongan en la bícapa
lipídica:
1. Proteínas integrales
2. Proteínas periféricas
En el componente proteico reside la mayor parte de la funcionalidadde la
membrana; las diferentes proteínas realizan funciones específicas: estructurales,
receptores de membrana, transportadoras a travez de membrana (proteínas
transportadoras y proteínas de canal).
- Glúcidos: se hallan asociados mediante enlaces covalentes a los lípidos o a las
proteínas y generalmente forman parte de la matriz extracelular o glucocalix.
Funciones
La principal función de la membrana es la de mantener el entorno intracelular
diferenciado del entorno. Esto gracias a la naturaleza aislante de la bicapa lipídica
en medio acuoso y a las funciones de transporte que desempeñan las proteínas.
Algunos esteroides como el colesterol, realizan un importante papel en la
regulación de las propiedades fisico-químicas de la membrana regulando su
resistencia y fluidez.
- Gradiente electroquímico: es la fuerza de flujo para cada soluto si combinamos
los efectos de gradiente de concentración y gradiente electrico.
- Permeabilidad: es la facilidad de las moléculas para atravesarla. Esto depende
de la carga electrica y la masa molar. Moléculas con masa pequeña y con carga
neutra pasan más facílmente la membrana que aquellas que tienen carga y
estructura grande. La membrana es selectiva, es decir, permite la entrada de unas
moléculas y se las prohibe a otras. Esta selectividad depende de los siguientes
factores:
1. Solubilidad en los lípidos: las sustancias que se disuelven en los lípidos
penetran con facilidad la membrana.
2. Tamaño: la mayor parte de las moléculas con gran tamaño no atraviezan la
membrana. Sólo lo puede hacer un pequeño número de moléculas sin carga y
poco tamaño.
3. Carga: las moléculas con carga y los iones no pueden pasar. Sin embargo
algúnas sustancias con carga pueden pasar por los canales proteicos o con la
ayuda de una proteína transportadora.
También influyen las proteínas de tipo:
Canales: son proteínas que forman canales llenos de agua por donde pasan las
moléculas polares que no lo pueden hacer de forma normal.
Transportadoras: son proteínas que se unen a la sustancia en un lado de la
membrana y la liberan en el otro lado.
Segundo parcial
Hidrocarburos
Hidrocarburos: Son compuestos orgánicos formados solamente por carbono e
hidrógeno.
Podemos clasificarlos en: Alcanos, Alquenos y Alquinos.
Alcanos: En ellos todos los enlaces Carbono-Carbono (C-C) son simples.
Alquenos: En ellos hay al menos un enlace doble.
Alquinos: En ellos hay al menos un enlace triple.
También se conoce como química del carbono porque este elemento está
presente en todas sus moléculas.
Hay una serie de elementos que forman parte principalmente de estos
compuestos: Carbono (C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O), Nitrógeno (N).
El carbono (C) tiene 4 electrones en la capa de valencia. Por tanto va a formar
siempre 4 enlaces covalentes.
Los enlaces pueden ser: simples, dobles y triples.
El carbono puede unirse con otros carbonos formando de esta manera cadenas de
compuestos carbonados.
El hidrógeno solo tiene un electrón formando un enlace covalente simple.
Los compuestos orgánicos se representan mediante una fórmula que puede
ser empírica, molecular y estructural.
Empírica: Con/En la empírica se expresa la proporción en la que están los
distintos elementos.
Molecular: Indica el número de átomos totales del compuesto.
Estructural: Indica todos los enlaces que existen en la molécula.
Sueño de Kekulé
NIGHTFLYER/WIKIMEDIA
Kekulé fue uno de los principales creadores de la teoría de la estructura química.
Se le ocurrió la idea de conectar los átomos mediante líneas , lo que
denominamos “valencias”. En su época, no existían técnicas como la difracción
de rayos X, que permite ver las moléculas, por ello, la idea de Kekulé resultó de
gran utilidad.
Además Kekulé, hacia 1857, descubrió el carácter tetravalente del carbono, es
decir, cada carbono, puede formar hasta cuatro enlaces con otros carbonos o bien
con otros grupos químicos.
Lo más sorprendente de todo ello, es la manera tan inusual en que le vino a la
cabeza esta idea, Según sus propias palabras, esta habilidad del carbono para
formar cadenas se le ocurrió en 1855, durante su estancia en Londres.
“Allí residía en Clapham Road…. Pero con frecuencia pasaba las tardes con mi
amigo Hugo Mueller…. Hablamos de muchas cosas, pero más a menudo de
nuestra amada Química. Una tarde de verano estaba regresando en el último bus
a través de las calles desiertas de la ciudad. Iba sentado en el exterior como era
mi costumbre…. cuando caí en una especie de ensueño, y he aquí que los átomos
comenzaron a brincar ante mis ojos. Hasta ese momento, cada vez que estos
seres diminutos habían aparecido ante mí, lo habían hecho en movimiento. Ahora,
sin embargo, veía cómo, con frecuencia, dos átomos más pequeños se unían para
formar una pareja, cómo uno más grande los abrazaba, cómo otros aún más
grandes agarraba tres o incluso cuatro de los más pequeños, mientras que el
conjunto se mantenía girando en un baile vertiginoso. Vi cómo los átomos más
grandes formaban una cadena, arrastrando a los más pequeños, pero sólo en los
extremos de las cadenas…. El grito del conductor: “Clapham Road”, me despertó
de mi sueño, pero pasé parte de esa noche volcando en papel bocetos de ese
sueño. Este fue el origen de la “Teoría estructural”
Otro de los descubrimientos más destacados de Kekulé fue el descubrimiento de
la estructura del benceno, una molécula cíclica formada por 6 átomos de carbono
y 6 hidrógenos formando un anillo.
Según Kekulé, este descubrimiento le vino durante un sueño con serpientes:
“Durante mi estancia en Gante, vivía en uno de los barrios elegantes de la vía
principal. Mi estudio, sin embargo, estaba en un callejón estrecho donde no
entraba la luz del día… Me encontraba sentado escribiendo en mi libro de texto,
pero las investigaciones no prosperaban, mis pensamientos estaban en otra parte.
Volví la silla de frente al hogar y me dormí. Una vez más los átomos comenzaron a
brincar ante mis ojos. Pero esta vez los grupos más pequeños se mantenían
discretamente en el fondo. Mi ojo mental, entrenado por las repetidas visiones de
este tipo, ahora podía distinguir estructuras más grandes; largas filas se
entrelazaban y mezclaban en un movimiento como de serpientes. ¡Pero mira!
¿Qué fue eso? Una de las serpientes había mordido su propia cola, y la forma giró
burlonamente ante mis ojos. Como iluminado por un relámpago, me desperté…”
Kekulé falleció en Bonn en 1896. Antes de morir dejó unas palabras sobre su
sueño de serpientes que pasaron a la historia:
“Si aprendiéramos a soñar señores…entonces quizá encontraríamos la
verdad…pero debemos tener cuidado de no publicar nuestros sueños antes de
someterlos a prueba con la mente despierta.”
Grupos funcionales
El grupo funcional es un átomo o conjunto de átomos unidos a una cadena carbonada,
representada en la fórmula general por R para los compuestos alifáticos y
como Ar(radicales arílicos) para los compuestos aromáticos. Los grupos funcionales son
responsables de la reactividad y propiedades químicas de los compuestos orgánicos.
La combinación de los nombres de los grupos funcionales con los nombres de
los alcanos de los que derivan brinda una nomenclatura sistemática poderosa para
denominar a los compuestos orgánicos.
Los grupos funcionales se asocian siempre con enlaces covalentes, al resto de la
molécula. Cuando el grupo de átomos se asocia con el resto de la molécula primeramente
mediante fuerzas iónicas, se denomina más apropiadamente al grupo como un ion
poliatómico o ion complejo.
¿Que es un aminoácido?
Un aminoácido es una molécula orgánica con un grupo amino (NH2) y un grupo
carboxilo (COOH). Los aminoácidos más frecuentes y de mayor interés son
aquellos que forman parte de las proteínas.
Que son los aminoácidos esenciales
Son sustancias cristalinas, casi siempre de sabor dulce; tienen carácter ácido
como propiedad básica y actividad óptica; químicamente son ácidos carbónicos
con, por lo menos, un grupo amino por molécula, 20 aminoácidos diferentes son
los componentes esenciales de las proteínas.
Los aminoácidos son las unidades elementales constitutivas de las moléculas
denominadas Proteínas.
Lista de Aminoácidos (Esenciales y no esenciales) y función de cada una de
ellos:
* Alanina: Función: Interviene en el metabolismo de la glucosa. La glucosa es un
carbohidrato simple que el organismo utiliza como fuente de energía.
* Arginina: Función: Está implicada en la conservación del equilibrio de nitrógeno y
de dióxido de carbono. También tiene una gran importancia en la producción de la
Hormona del Crecimiento, directamente involucrada en el crecimiento de los
tejidos y músculos y en el mantenimiento y reparación del sistema inmunologico.
* Asparagina: Función: Interviene específicamente en los procesos metabólicos
del Sistema Nervioso Central (SNC).
* Acido Aspártico: Función: Es muy importante para la desintoxicación del Hígado
y su correcto funcionamiento. El ácido L- Aspártico se combina con otros
aminoácidos formando moléculas capases de absorber toxinas del torrente
sanguíneo.
* Citrulina: Función: Interviene específicamente en la eliminación del amoníaco.
* Cistina: Función: También interviene en la desintoxicación, en combinación con
los aminoácidos anteriores. La L - Cistina es muy importante en la síntesis de la
insulina y también en las reacciones de ciertas moléculas a la insulina.
* Cisteina: Función: Junto con la L- cistina, la L- Cisteina está implicada en la
desintoxicación, principalmente como antagonista de los radicales libres. También
contribuye a mantener la salud de los cabellos por su elevado contenido de azufre.
* Glutamina: Función: Nutriente cerebral e interviene específicamente en la
utilización de la glucosa por el cerebro.
* Acido Glutáminico: Función: Tiene gran importancia en el funcionamiento del
Sistema Nervioso Central y actúa como estimulante del sistema inmunologico.
* Glicina: Función: En combinación con muchos otros aminoácidos, es un
componente de numerosos tejidos del organismo.
* Histidina: Función: En combinación con la hormona de crecimiento (HGH) y
algunos aminoácidos asociados, contribuyen al crecimiento y reparación de los
tejidos con un papel específicamente relacionado con el sistema cardio-vascular.
* Serina: Función: Junto con algunos aminoácidos mencionados, interviene en la
desintoxicación del organismo, crecimiento muscular, y metabolismo de grasas y
ácidos grasos.
* Taurina: Función: Estimula la Hormona del Crecimiento (HGH) en asociación con
otros aminoácidos, esta implicada en la regulación de la presión sanguinea,
fortalece el músculo cardiaco y vigoriza el sistema nervioso.
* Tirosina: Función: Es un neurotransmisor directo y puede ser muy eficaz en el
tratamiento de la depresión, en combinación con otros aminoácidos necesarios.
* Ornitina: Función: Es específico para la hormona del Crecimiento (HGH) en
asociación con otros aminoácidos ya mencionados. Al combinarse con la L-
Arginina y con carnitina (que se sintetiza en el organismo, la L-Ornitina tiene una
importante función en el metabolismo del exceso de grasa corporal.
* Prolina: Función: Está involucrada también en la producción de colágeno y tiene
gran importancia en la reparación y mantenimiento del músculo y huesos.
Síntesis proteica
Se conoce como síntesis de proteínas al proceso por el cual se componen
nuevas proteínas a partir de los veinte aminoácidos esenciales. En este proceso,
se transcribe el ADN en ARN. La síntesis de proteínas se realiza en los ribosomas
situados en el citoplasma celular.
En el proceso de síntesis, los aminoácidos son transportados por ARN de
transferencia correspondiente para cada aminoácido hasta el ARN mensajero
donde se unen en la posición adecuada para formar las nuevas proteínas.
Al finalizar la síntesis de una proteína, se libera el ARN mensajero y puede
volver a ser leído, incluso antes de que la síntesis de una proteína termine, ya
puede comenzar la siguiente, por lo cual, el mismo ARN mensajero puede
utilizarse por varios ribosomas al mismo tiempo.
Fases de las síntesis de proteínas
La realización de la biosíntesis de las proteínas, se divide en las siguientes
fases:
1. Fase de activación de los aminoácidos.
2. Fase de traducción que comprende:
1. Inicio de la síntesis proteica.
2. Elongación de la cadena polipeptídica.
3. Finalización de la síntesis de proteínas.
3. Asociación de cadenas polipeptídicas y, en algunos casos, grupos
prostésicos para la constitución de las proteínas.
Fase de activación de los aminoácidos
Mediante la enzima aminoacil-ARNt-sintetasa y de ATP, los aminoácidos pueden
unirse ARN específico de transferencia, dando lugar a un aminoacil-ARNt. En este
proceso se libera AMP y fosfato y tras él, se libera la enzima, que vuelve a actuar.
Inicio de la síntesis proteica
En esta primera etapa de síntesis de proteínas, el ARN se une a la subunidad
menor de los ribosomas, a los que se asocia el aminoacil-ARNt. A este grupo, se
une la subunidad ribosómica mayor, con lo que se forma el complejo activo o
ribosomal.
Tercer parcial
Carbohidratos: Los carbohidratos, también llamados hidratos de carbono, azúcares o glúcidos, están formados por C, H y O. Los Carbohidratos son principalmente compuestos energéticos utilizados como combustible celular para realizar sus funciones. Los carbohidratos pueden también formar sustancias de reserva y almacenarse para cuando la célula los necesite, ya sea como almidón en los vegetales o como glucógeno en los animales. Los hidratos de carbono sirven como material combustible o energético inmediato, como donantes de energía para la termogénesis y para el rendimiento en el trabajo. De acuerdo con sus estructuras se clasifican en: MONOSACARIDOS: Los monosacáridos o azúcares simples son los glúcidos más sencillos, que no se hidrolizan, es decir, que no se descomponen para dar otros compuestos, conteniendo de tres a seis átomos de carbono. Su fórmula es (CH2O)n donde n ≥ 3. DISACÁRIDOS: Están formados por la unión de dos monosacárido iguales o distintos. Los disacáridos más comunes son: * Sacarosa: Formada por la unión de una glucosa y una fructosa. * Lactosa: Formada por la unión de una glucosa y una galactosa. * Maltosa: Formada por la unión de dos glucosas. La formula de los disacáridos es C12H22O11. El enlace covalente entre dos monosacáridos provoca la eliminación de un átomo de hidrógeno de uno de los monosacáridos y de un grupo hidroxilo del otro monosacárido. POLISACÁRIDOS: Los polisacáridos son biomoléculas formadas por la unión de una gran cantidad de monosacáridos. Se encuadran entre los glúcidos, y cumplen funciones diversas, sobre todo de reserva energética y estructural. Homopolisacáridos. Son polisacáridos que son polímeros de un solo monosacárido. Heteropolisacárido. Son los que tienen más de una clase de monosacáridos Importancia médica Celulosa. La celulosa ocupa el 50% de carbono orgánico en toda la biosfera, la
madera tiene 50% celulosa y el algodón es casi celulosa pura. El un polisacárido d-glucosa unión beta 1-4. Es no digerible, fuente importante de volumen en la dieta y previene el estreñimiento. Almidón. Polisacárido de reserva de vegetales. Se encuentra en granos como tubérculo de la papa, leguminoso, cereal y vegetal. Es alfa amilosa 20% y amilopectina 80%. 200u de glucosa alfa1-4 Sus gránulos son insolubles al agua fría pero al calentarse absorben agua y se hinchan. Glucógeno. Es el almidón animal se encuentra en hígado y musculo como almacenamiento de glucosa, el glucógeno de alimentos es hidrolizado por almidón es una molécula esférica. Quitina. Forma el exoesqueleto de insectos y de crustáceos. Homopolisacáridos N-acetil-D-glucosamina beta 1-4 y es insoluble al agua. Dextrano- homopolisacárido de glucosa unión alfa 1-6 sustitución de la albumina del plasma en virtud de presentar presión osmótica similar o expansor del plasma.
Heparina y Acido Hialuronico. La heparina es un anticoagulante usado en varios campos de la medicina. Es una cadena de polisacáridos con peso molecular entre 4 y 40 kDa. Biológicamente actúa como cofactor de la antitrombina III, que es el inhibidor natural de la trombina. El ácido hialurónico (AH) es un polisacárido del tipo de glucosaminoglucanos con enlaces ß, que presenta función estructural, como los sulfatos de condroitina. De textura viscosa, existe en la sinovia, humor vítreo y tejido conjuntivo colágeno de numerosos organismos y es una importante glucoproteína en la homeostasis articular.En seres humanos destaca su concentración en las articulaciones, los cartílagos y la piel. OLIGOSACÁRIDOS: Son polímeros formados a base de monosacáridos nidos por enlaces O-glicosídicos, con un número de unidades monoméricas entre 3 y 10. Existe una gran diversidad de oligosacáridos, pues puede variar el número, las ramificaciones, el tipo de monosacáridos que se unen y la forma de enlazarse de los monosacáridos para formar una cadena de polisacáridos, se ha establecido arbitrariamente un límite de 20 unidades para definir los oligosacáridos ya que por encima de este valor se habla de polisacáridos.
Como se forman los carbohidratos mediante la
fotosíntesis:
Ciclo de Calvian que obligatoriamente ha de pasar por un producto intermedio y
muy lábil que es la pseudoheptulosa (que se rompe) termina por dar productos C3
y C4, de los cuales se obtiene GLUCOSA, objetivo principal.
Luego se isomerizará a fructosa, azúcar de los frutos vegetales, o a almidón
(sustancia de reserva) o a celulosa (sustancia de la pared celular)
Conceptos:
Lípidos:
Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e
hidrógeno y generalmente, en menor proporción, también oxígeno. Además
ocasionalmente pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre .
Es un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen en común estas dos
características:
Son insolubles en agua
Son solubles en disolventes orgánicos, como éter, cloroformo, benceno, etc.
Los lípidos también pueden clasificarse según su consistencia a temperatura
ambiente:
Aceite: cuando la grasa es líquida (aceite de oliva)
Grasa: cuando la grasa es sólida (manteca de cerdo).
Ácidos grasos
Los ácidos grasos son los componentes característicos de muchos lípidos y rara
vez se encuentran libres en las células. Son moléculas formadas por una larga
cadena hidrocarbonada de tipo lineal, y con un número par de átomos de carbono.
Tienen en un extremo de la cadena un grupo carboxilo (-COOH).
Los ácidos grasos se pueden clasificar en dos grupos:
Ácidos grasos saturados:
Sólo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono. Son ejemplos de este
tipo de ácidos el palmítico (16 átomos de C) y el esteárico (18 átomos de C)
suelen ser SÓLIDOS a temperatura ambiente.
Ácidos grasos insaturados:
tienen uno o varios enlaces dobles . Son ejemplos el oléico (18 átomos de C y un
doble enlace) y el linoleíco (18 átomos de C y dos dobles enlaces) suelen ser
LÍQUIDOS a temperatura ambiente.
Esterificación
Se denomina esterificación al proceso por el cual se sintetiza un éster. Un éster es
un compuesto derivado formalmente de la reacción química entre un ácido
carboxílico y un alcohol.
Comúnmente cuando se habla de ésteres se hace alusión a los ésteres de ácidos
carboxílicos, substancias cuya estructura es R-COOR', donde R y R' son grupos
alquilo. Sin embargo, se pueden formar en principio ésteres de prácticamente
todos los oxiácidos inorgánicos. Por ejemplo los ésteres carbónicos derivan del
ácido carbónico y los ésteres fosfóricos, de gran importancia en Bioquímica,
derivan del ácido fosfórico.
Éster
(éster de ácido carboxílico)
Éster carbónico
(éster de ácido carbónico)
Éster fosfórico
(triéster de ácido fosfórico)
Ceras: Las ceras son ésteres de los ácidos grasos con alcoholes de peso molecular
elevado, es decir, son moléculas que se obtienen por esterificación, reacción
química entre un ácido carboxílico y un alcohol, que en el caso de las ceras se
produce entre un ácido graso y un alcohol monovalente lineal de cadena larga.
Son sustancias altamente insolubles en medios acuosos y a temperatura ambiente
se presentan sólidas y duras. En los animales la podemos encontrar en la
superficie del cuerpo, piel, plumas, etc. En vegetales las ceras recubren en la
epidermis de frutos, tallos, junto con la cutícula o la suberina, que evitan la pérdida
de agua por evaporación en las plantas. Otro ejemplo es la cera de abeja,
constituida por un alcohol (C30H61OH) y ácido palmítico ((CH3(CH2)14COOH)).
Organismos que forman plancton son ricos en ceras, por esta razón, animales
marinos de regiones frías, cuyo alimento principal es el plancton, acumulan ceras
como principal reserva energética
Fosfolípidos: Están formados por cadenas de ácidos grasos unidos a un glicerol que contiene
un grupo fosfato en su carbono. Este fosfato generalmente contiene otro grupo
polar que frecuentemente contiene un átomo de nitrógeno con carga eléctrica
positiva presentando así características anfipáticas. Al derivarse de la glicerina
reciben el nombre de fosfoglicéridos y al producirse de la esfingosina adquieren el
nombre de esfingolípidos.
Acilgliceridos:
Son lípidos simples formados por la esterificación de una, dos o tres moléculas de
ácidos grasos con una molécula de glicerina también llamada glicerol. Reciben así
mismo el nombre de glicéridos o grasas simples. Según el número de ácidos
grasos que sustituirán a los hidrógenos correspondientes a los grupos oxhidrilo de
la molécula. Se distinguen tres tipos de estos lípidos: los monos glicéridos, que
contienen una molécula de ácido graso, los di glicéridos, con dos moléculas de
ácidos grasos, los triglicéridos, con tres moléculas de ácidos grasos. Los
Acilgliceridos al reaccionar con las bases fuertes dan lugar a reacciones de
saponificación en la que se producen moléculas de jabón.
Estructuras:
La glucosa es producida por las plantas a través de la fotosíntesis. Por
condensación enzimática, una molécula de agua es dividida entre dos moléculas
de glucosa para formar un enlace. Esta condensación se presenta principalmente
entre carbonos 1 y 4 y ocasionalmente entre 1 y 6. La celulosa o almidón es
entonces formado por la planta dependiendo del enlace.
Glucógeno:
Funciones de la vitamina A, E y K.
Vitamina A
Dos tipos diferentes de vitamina A se encuentran en la alimentación. La vitamina A
preformada se encuentra en productos de origen animal como carne de res,
pescado, aves de corral y productos lácteos. El otro tipo, provitamina A, se
encuentra en alimentos de origen vegetal, como frutas y verduras. El tipo más
común de provitamina A es el betacaroteno.
La vitamina A también está disponible en suplementos dietéticos, generalmente en
forma de acetato de retinilo o palmitato de retinilo (vitamina A preformada),
betacaroteno (provitamina A) o una combinación de vitamina A preformada y
provitamina A.
Funciones
La vitamina A ayuda a la formación y al mantenimiento de dientes, tejidos blandos
y óseos, membranas mucosas y piel sanos. Se conoce también como retinol, ya
que produce los pigmentos en la retina del ojo.
Esta vitamina favorece la buena visión, especialmente ante la luz tenue. También
se puede requerir para la reproducción y la lactancia.
El retinol es una forma activa de vitamina A y se encuentra en los hígados de
animales, la leche entera y algunos alimentos fortificados.
Los carotenoides son tintes (pigmentos) de color oscuro que se encuentran en
alimentos de origen vegetal y que pueden transformarse en una forma de vitamina
A. Hay más de 500 carotenoides conocidos y uno de ellos es el betacaroteno.
El betacaroteno es un antioxidante. Los antioxidantes protegen las células
del daño causado por sustancias llamadas radicales libres, los cuales se
cree contribuyen al desarrollo de ciertas enfermedades crónicas y juegan
un papel en los procesos del envejecimiento.
Las fuentes alimentarias de carotenoides, como el betacaroteno, pueden
reducir el riesgo de cáncer.
Los suplementos de betacaroteno no parecen reducir el riesgo de cáncer.
Fuentes alimenticias
La vitamina A proviene de fuentes animales como los huevos, la carne, la leche, el
queso, la crema de leche, el hígado, el riñón y el aceite de hígado de bacalao y de
hipogloso. Sin embargo, todas estas fuentes, a excepción de la leche descremada
fortificada con vitamina A, tienen un alto contenido de grasa saturada y colesterol.
Las fuentes de betacaroteno abarcan:
Las frutas de color naranja y amarillo brillante como el melón cantalupo, la
toronja y los albaricoques.
Las hortalizas como las zanahorias, la calabaza, la batata o camote y el
calabacín.
Otras fuentes de betacaroteno abarcan: el brócoli, la espinaca y la mayoría
de las hortalizas de hoja verde.
Cuanto más intenso es el color de la fruta u hortaliza, mayor es el contenido de
betacaroteno. Estas fuentes vegetales de betacaroteno no tienen grasa ni
colesterol.
Efectos secundarios
Si usted no recibe suficiente vitamina A, es más propenso a contraer
enfermedades infecciosas y tener problemas de visión.
Si usted recibe demasiada vitamina A, puede resultar enfermo. Asimismo, el
consumo de grandes dosis de esta vitamina puede causar defectos congénitos.
La intoxicación aguda con vitamina A generalmente ocurre cuando un adulto toma
varios cientos de miles de unidades internacionales. Los síntomas de intoxicación
crónica con vitamina A pueden ocurrir en adultos que toman regularmente más de
25,000 UI al día. Los bebés y los niños son más sensibles y se pueden enfermar
después de tomar dosis más pequeñas de vitamina A o productos que la
contengan como el retinol (que se encuentra en las cremas para la piel).
Las grandes cantidades de betacaroteno no lo van a enfermar; sin embargo, el
aumento en las cantidades de éste puede volver la piel de color amarillento o
anaranjado. El color de la piel retornará a la normalidad una vez que usted
reduzca la ingesta de éste.
Vitamina E
Es una vitamina liposoluble.
Funciones
La vitamina E es un antioxidante que protege el tejido corporal del daño causado
por sustancias llamadas radicales libres. Estos radicales pueden dañar células,
tejidos y órganos, y se cree que juegan un papel en ciertas afecciones
relacionadas con el envejecimiento.
El cuerpo también necesita vitamina E para ayudar a mantener el sistema
inmunitario fuerte frente a virus y bacterias.
La vitamina E también es importante en la formación de glóbulos rojos y ayuda al
cuerpo a utilizar la vitamina K. También ayuda a dilatar los vasos sanguíneos y a
impedir que la sangre se coagule dentro de ellos.
Las células usan la vitamina E para interactuar entre sí y llevar a cabo muchas
funciones importantes.
Aún no se sabe si la vitamina E puede prevenir el cáncer, la cardiopatía, la
demencia, la enfermedad hepática y el accidente cerebrovascular.
Fuentes alimenticias
La mejor manera de obtener los requerimientos diarios de vitamina E es
consumiendo fuentes alimenticias. La vitamina E se encuentra en los siguientes
alimentos:
Aceites vegetales de maíz (como los aceites de germen de trigo, girasol,
cártamo, maíz y soya).
Nueces (como las almendras, el maní y las avellanas).
Semillas (como las semillas de girasol).
Hortalizas de hoja verde (como las espinacas y el brócoli).
Cereales para el desayuno, jugos de frutas, margarinas y productos para
untar enriquecidos. Enriquecidos o fortificados quiere decir que a los
alimentos les han agregado las vitaminas. Verifique esto en la tabla de
información nutricional en la etiqueta del alimento.
Los productos hechos de estos alimentos, como la margarina, también contienen
vitamina E.
Efectos secundarios
Consumir vitamina E no es riesgoso ni dañino. Sin embargo, en forma de
suplementos, las dosis altas de esta vitamina podrían incrementar el riesgo de
sangrado y hemorragia grave en el cerebro.
Los altos niveles de vitamina E también pueden aumentar el riesgo de defectos
congénitos.
Vitamina K
La vitamina K se conoce como la vitamina de la coagulación, porque sin ella la
sangre no coagularía. Algunos estudios sugieren que ayuda a mantener los
huesos fuertes en los ancianos.
Fuentes alimenticias
La mejor manera de obtener los requerimientos diarios de vitamina K es
consumiendo fuentes alimenticias. La vitamina K se encuentra en los siguientes
alimentos:
Hortalizas de hoja verde, como la col, la espinaca, las hojas de nabos, la col
rizada, la acelga, las hojas de mostaza, el perejil, la lechuga romana y la
lechuga de hoja verde.
Verduras como las coles de Bruselas, el brócoli, la coliflor y el repollo.
El pescado, el hígado, la carne de res, los huevos y cereales (contienen
cantidades más pequeñas).
La vitamina K también es elaborada por las bacterias que recubren el tracto
gastrointestinal.
Efectos secundarios
La deficiencia de vitamina K es muy rara y se presenta cuando el cuerpo no puede
absorberla apropiadamente desde el tracto intestinal. La deficiencia de esta
vitamina también se puede presentar después de un tratamiento prolongado con
antibióticos.
Las personas que padecen deficiencia de vitamina K generalmente son más
propensas a presentar hematomas y sangrado.
Función de citoquininas:
Las citoquininas o citocininas constituyen un grupo de hormonas vegetales que
promueven la división y la diferenciación celular.
Su nombre proviene del término «citokinesis» que se refiere al proceso de división
celular, el cual podría ser considerado como el segundo proceso madre de todos
los procesos fisiológicos en los vegetales, ya que a este proceso le antecede en
importancia la diferenciación celular, la cual se encarga de dar origen a la
formación de cada uno de los órganos de cualquier vegetal.
Mediante este proceso (el más primordial del reino vegetal) predominantemente
citocinínico, las células vegetales son transformadas en otro tipo de células
específicas para formar un órgano en particular, ya sean raíces, hojas, flores o
frutos, ya que cada uno tiene diferentes tipos de células. Estos eventos, no se
realizan de manera exclusiva por las citocininas, desde luego, sino que estas
hormonas son las encargadas de causar el efecto diferenciación celular, de «dar la
orden» y de dirigir el proceso, en el cual intervienen otras sustancias con las que
las citocininas realizan esta tarea conjuntamente. Sin las citocininas,
probablemente no habría diferenciación de órganos vegetales
Función de los gilberilinas:
La giberelina es una fitohormona. Se producen en la zona apical, frutos y
semillas.
Sus funciones son:
Interrumpir el período de latencia de las semillas, haciéndolas germinar.
Inducir la brotación de yemas.
Promover el desarrollo de los frutos.
Crecimiento longitudinal del tallo
Es opuesta a otra hormona vegetal denominada ácido abscísico.
Cuarto parcial
Diferencia entre el RNA y el DNA
DIFERENCIAS:
ADN (ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO) - Se encuentra en el NÚCLEO.
- Constituye los CROMOSOMAS.
- La función es llevar la Información genética de padres a hijos. En sus moléculas se encuentra la
INFORMACIÓN GENÉTICA.
- Las moléculas de ADN están formadas por una DOBLE Cadena HELICOIDAL de NUCLEÓTIDOS
arrollados en forma de doble hélice.
- Los Nucleótidos son la unidadesmonoméricas de la macromolécula del Ácido Nucleico (ADN y
ARN), que resultan de la unión covalente de un FOSFATO y una base heterocíclica con la
PENTOSA.
- Está constituido por un azúcar, que es una PENTOSA: la DESOXIRRIBOSA.
- Presentan BASES NITROGENADAS PÚRICAS
(Adenina y Guanina) y BASES NITROGENADAS PIRIMÍDICAS (Timina y Citosina).
- Presentan el RADICAL FOSFATO.
- El ADN está constituído por CADENAS de POLINUCLEÓTIDOS.
- Las Bases Púricas se enfrentan con las Pirimídicas, o sea se una siempre una ADENINA (A) con
una TIMINA (T) y una CITOSINA (C) con una GUANINA (G).
ARN (ÁCIDO RIBONUCLEICO) - Se encuentran en el CITOPLASMA (RNr y el ARNt).
- En el Núcleo se encuentra solamente el ARNm, o sea el ARN mensajero
- Las moléculas de ARN están formadas por una SIMPLE Cadena LINEAL de NUCLEÓTIDOS
arrollado en forma de hélice simple.
- El Nucleótido está constituido por un azúcar, que es una PENTOSA: la RIBOSA.
- Presentan BASES NITROGENADAS PÚRICAS (Adenina y Guanina) y BASES NITROGENADAS
PIRIMÍDICAS (Uracilo y Citosina).
- Presentan el RADICAL FOSFATO.
- El ARN está constituido por UNA SOLA CADENA de NUCLEÓTIDO.
- Las Bases Púricas se enfrentan con las Pirimídicas, o sea se une siempre una ADENINA (A) con
un URACILO (U) y una CITOSINA (C) con una GUANINA (G).
- Su función es la SÍNTESIS DE PROTEÍNAS.
ACIDOS NUCLEICOS
El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Friedrich Miescher, quien
en el año 1869 aisló de los núcleos de las células una sustancia ácida a la que
llamó nucleína,1 nombre que posteriormente se cambió a ácido nucleico.
Posteriormente, en 1953, James Watson y Francis Crick descubrieron la
estructura del ADN, empleando la técnica de difracción de rayos X.
Los ácidos nucleicos son grandes polímeros formados por la repetición de
monómeros denominados nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster.
Se forman, así, largas cadenas; algunas moléculas de ácidos nucleicos llegan a
alcanzar tamaños gigantescos, con millones de nucleótidos encadenados. Los
ácidos nucleicos almacenan la información genética de los organismos vivos y
son los responsables de la transmisión hereditaria. Existen dos tipos básicos, el
ADN y el ARN.
Formula de los acidos nucleicos
TIPOS DE ACIDOS NUCLEICOS
Existen dos tipos de ácidos nucleicos: ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido
ribonucleico), que se diferencian:
por el glúcido (la pentosa es diferente en cada uno; ribosa en el ARN y
desoxirribosa en el ADN);
por las bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina y timina, en el ADN; adenina,
guanina, citosina y uracilo, en el ARN;
en la inmensa mayoría de organismos, el ADN es bicatenario (dos cadenas unidas
formando una doble hélice), mientras que el ARN es monocatenario (una sola
cadena), aunque puede presentarse en forma extendida, como el ARNm, o en forma
plegada, como el ARNt y el ARNr;
en la masa molecular: la del ADN es generalmente mayor que la del ARN.
ESTRUCTURA DE ADN
Estructura primaria. Una cadena de desoxirribonucleótidos (monocatenario) es
decir, está formado por un solo polinucleótido, sin cadena complementaria. No es
funcional, excepto en algunos virus.
Estructura secundaria. Doble hélice, estructura bicatenaria, dos cadenas de
nucleótidos complementarias, antiparalelas, unidas entre sí por las bases
nitrogenadas por medio de puentes de hidrógeno. Está enrollada helicoidalmente en
torno a un eje imaginario. Hay tres tipos:
o Doble hélice A, con giro dextrógiro, pero las vueltas se encuentran en un
plano inclinado (ADN no codificante).
o Doble hélice B, con giro dextrógiro, vueltas perpendiculares (ADN
funcional).
o Doble hélice Z, con giro levógiro, vueltas perpendiculares (no funcional); se
encuentra presente en los parvovirus.
