Capítulo Capítulo 33
MoléculasMoléculas de la de la vidavida
AndrAndrés Gatica Ariasés Gatica AriasEscuela de BiologíaEscuela de Biología
UCRUCR
CompuestosCompuestos orgánicosorgánicos
Hidrógeno y otros elementos enlazados
covalentemente al carbón.
Carbohidratos
Lípidos
Proteínas
Ácidos nucleicos
Sintetizadas por losseres vivos
sodium (Na)
chlorine (Cl)
magnesium (Mg)
iron (Fe)
calcium (C)
phosphorous (P)
potassium (K)
iron (S)
carbon (C)
oxygen (O)
hydrogen (H)
nitrogen (N)
CompuestosCompuestos orgánicosorgánicos
Hidrocarburos: constan únicamente de átomos de hidrógenounidos a un átomo de carbono.
Grupos funcionales unidos a los átomos de carbono
Fórmula estructuraldel metano
Modelo con bolas ypalos
Modelo a espacio lleno
CompuestosCompuestos orgánicosorgánicos
ComportamientoComportamiento de enlace del de enlace delcarbonocarbono
Capa externa del carbonotiene 4 electrones; puedeacarrear 8
Cada átomo de carbonopuede formar enlacescovalentes hasta con 4átomos
EstructurasEstructuras a a partirpartir de enlaces de enlaces
Átomos de
carbono pueden
formar cadenas o
anillos
Otros átomos se
unen al esqueleto
de carbonos.
or
p.34e
Fórmula estructuralsimplificada de un anillo de 6
carbonos
Ícono para un anillo de 6carbonos
CompuestosCompuestos orgánicosorgánicos
HemogobinaHemogobina
Grupos funcionalesGrupos funcionales
Átomos o grupos de átomos que están
covalentemente enlazados al esqueleto
de carbonos.
Confieren a los compuestos orgánicos
sus distintas propiedades.
Grupos funcionalesGrupos funcionales
Grupo Hidroxilo - OH
Grupo Amino - NH3+
Grupo Carboxilo - COOH
Grupo Fosfato - PO3-
Grupo Sulfidrilo - SH
Estrógeno y testosterona son hormonas responsables de caracteres
entre hombres y mujeres.
Observar posición de grupos funcionales a la estructura de anillos.
GruposGrupos funcionalesfuncionales en en hormonashormonas
Estrógeno Testosterona
Tipos Tipos de de reaccionesreacciones
Transferencia de grupo funcional.
Una molécula cede a otra un grupo funcional.
Transferencia de electrones.
Rearreglos estructurales de enlaces
internos.
Condensación.
Desdoblamiento.Enzimas y energía
Reacciones Reacciones de de condensacióncondensación
Formación de polímeros a partir de
subunidades.
Enzimas remueven -OH de otra
molécula, H de otra, forman enlace
entre ambas.
Átomos descartados pueden unirse
para formar agua.
Condensación
HidrólisisHidrólisis
Un tipo de reacción de desdoblamiento.
Degrada polímeros en subunidades.
Enzimas catalizan el corte de polímeros en
dos o más partes.
Grupo -OH y átomo de H derivados de
agua son unidos a sitios expuestos.
Hidrólisis
CarbohidratosCarbohidratos
Moléculas biológicas más abundantes.
Compuestas por C, H y O (1:2:1)
(CH2O)n
Fuente de energía, componentes
estructurales y de transporte.
CarbohidratosCarbohidratos
Monosacáridos
(azúcares simples)
Oligosacáridos
(carbohidratos de cadena corta)
Polisacáridos
(carbohidratos complejos)
MonosacáridosMonosacáridos
CarbohidratosCarbohidratos simples. simples.
MayoríaMayoría de de saborsabor dulcedulce y y solublessolubles en en aguaagua..
MayoríaMayoría tienentienen de 5 a 6 de 5 a 6 átomosátomos de de carbonocarbono
comocomo esqueletoesqueleto..
GlucosaGlucosa (6 C) (6 C) FructosaFructosa (6 C) (6 C)
RibosaRibosa (5 C) (5 C) DesoxirribosaDesoxirribosa (5 C) (5 C)
MonosacáridosMonosacáridos
glucosa fructosa
DisacáridosDisacáridos
Tipo de oligosacárido.
2 monosacáridos
covalentemente enlazados
Formados por una
reacción de condensación.
Lactosa (galactosa +
glucosa), maltosa,
sacarosa.
+ H2O
glucosa fructosa
sacarosa
Fig. 3-7b, p.38
PolisacáridosPolisacáridos
Cadenas rectas o ramificadas de
muchos monómeros de azúcar.
Los más comunes están compuestos
enteramente por glucosa.
Celulosa
Almidón
Glicógeno
Celulosa Celulosa y y AlmidónAlmidón
Difieren Difieren en en patrones patrones de enlace de enlace entreentre
monómerosmonómeros..
Celulosa Celulosa - - resistenteresistente, , indigeribleindigerible, material, material
estructural estructural en en plantasplantas..
Almidón Almidón - - fácilmente digeriblefácilmente digerible,,
almacenamiento almacenamiento de de azúcares azúcares en en plantasplantas..
Celulosa Celulosa y y almidónalmidón
GlicógenoGlicógeno
Forma de almacenamiento de
azúcares en animales.
Gran almacenamiento en células
musculares y hepáticas.
Cuando el azúcar en la sangre
decrece, células del hígado
degradan glicógeno y liberan
glucosa.
QuitinaQuitina
Polisacárido.
Grupos que contienen nitrógeno se
adhieren a los monómeros de glucosa.
Material estructural de partes duras de
invertebrados, paredes celulares de
muchos hongos.
QuitinaQuitina
QuitinaQuitina confiereconfiere protecciónprotección en la en la cubiertacubierta
de de diversosdiversos animalesanimales ( (p.ep.e. . garrapatasgarrapatas))
Hidrocarburos Hidrocarburos no no polares que polares que no se no se disuelven disuelven en en aguaagua
pero sí pero sí en en sustancias sustancias no no polarespolares
La La mayoría incluyen ácidos grasosmayoría incluyen ácidos grasos::
GrasasGrasas
FosfolípidosFosfolípidos
CerasCeras
Esteroles Esteroles y y sus derivados sus derivados no no tienen ácidos grasostienen ácidos grasos..
Fuentes de Fuentes de energíaenergía, , componentes estructurales componentes estructurales yy
mensajeros químicosmensajeros químicos..
LípidosLípidos
GrasasGrasas
UnoUno, dos o , dos o trestres
ácidosácidos grasosgrasos
unidosunidos a a glicerolglicerol..
TriglicéridosTriglicéridos son son loslos
másmás comunescomunes
Ácidos grasosÁcidos grasos
Grupo carboxilo (-COOH) en un extremo.
Cadena de carbonos (hasta 36 C).
Saturados – Enlaces símples entre carbonos.
Insaturados – Uno o más dobles enlaces.
Tres ácidos grasosTres ácidos grasos
three fatty-acid tails
glycerol
triglyceride
+ 3H20
FosfolípidosFosfolípidos
Principales componentes de la membrana
celular.
Cadena de glicerol + dos cadenas ácido
graso + cabeza hidrofílica con un grupo
fosfato.
CerasCeras
Ácidos grasos unidos
a alcoholes o anillos
de carbono de cadena
larga.
Repelen el agua.
Cutícula, abejas,
plumas.
EsterolesEsteroles y y sussus derivadosderivados
Sin Sin ácidosácidos grasosgrasos..
EsqueletoEsqueleto rígidorígido de 4 de 4
anillosanillos de de carbonocarbono
unidosunidos..
ColesterolColesterol –– el el másmás
comúncomún en en animalesanimales
ProteínasProteínas
EnzimasEnzimas
MoléculasMoléculas catalíticascatalíticas queque aceleranaceleran laslas
reaccionesreacciones sin sin participarparticipar en en ellasellas..
EstructuralesEstructurales: alas de : alas de laslas mariposas, mariposas, telastelas de de
arañaaraña, , plumasplumas, , loslos huesoshuesos..
TransportanTransportan sustanciassustancias a a travéstravés de de laslas
membranasmembranas y y líquidoslíquidos..
HormonasHormonas: : mensajerosmensajeros quimicosquimicos..
EstructuraEstructura de de aminoácidosaminoácidos
Pequeño compuestoPequeño compuesto
orgánico que consta de:orgánico que consta de:
Grupo aminoGrupo amino
Grupo carboxiloGrupo carboxilo
Átomo de Átomo de hifrógenohifrógeno
Uno o más grupos RUno o más grupos R
Unidos a un C por unUnidos a un C por un
enlace covalenteenlace covalente
aminogroup
carboxylgroup
R group
alanina (ala)
valina (val)
triptofano (trp)
metionina (met)
prolina(pro)
PropiedadesPropiedades de de loslos aminoácidosaminoácidos
Determinados por Determinados por el el ““grupo grupo RR””
Aminoácidos pueden Aminoácidos pueden ser:ser:
No No polarespolares
Sin Sin cargacarga, , polarespolares
Con Con carga positivacarga positiva, , polarespolares
Con Con carga negativacarga negativa, , polarespolares
Síntesis proteícaSíntesis proteíca
Proteína es una cadena Proteína es una cadena de de aminoácidosaminoácidos
unidos por unidos por enlaces enlaces peptídicospeptídicos..
Enlace Enlace peptídicopeptídico
Tipo Tipo de enlace de enlace covalentecovalente..
Une Une el el grupo grupo amino (-NHamino (-NH33++) de un ) de un aminoácidoaminoácido
con el con el carboxilo carboxilo (-COO(-COO--) de ) de otrootro..
Se forma a Se forma a través través de de una reacción una reacción dede
condensacióncondensación..
-N-C-C-N-C-C-N-C-C-N-N-C-C-N-C-C-N-C-C-N
Estructura primariaEstructura primariaSecuenciaSecuencia de de aminoácidosaminoácidos determinadadeterminada porpor la la
informacióninformación contenidacontenida en el ADN. en el ADN.
SecuenciaSecuencia únicaúnica parapara cadacada proteínaproteína..
2 2 aminoácidosaminoácidos unidosunidos = = dipéptidodipéptido
3 o 3 o másmás = = polipéptidopolipéptido
DeterminaDetermina la forma y la forma y funciónfunción de de laslas proteínasproteínas
EstructuraEstructura secundariasecundaria
Puentes Puentes de de hidrógeno hidrógeno y y posición posición de de los gruposlos grupos
R R definen definen la forma la forma que adquiere que adquiere la la cadenacadena
simple.simple.
Con Con frecuencia frecuencia se se producen estructuras producen estructuras enen
lámina lámina ((hojahoja) y ) y hélicehélice..
EstructuraEstructura secundariasecundaria
EstructuraEstructura terciariaterciaria
E s t r u c t u r aE s t r u c t u r a
t r i d i m e n s i o n a lt r i d i m e n s i o n a l
queque adquiereadquiere la la
proteínaproteína porpor laslas
interaccionesinteracciones..
F o r m a c i ó nF o r m a c i ó n d e d e
dominiosdominios
Grupo hemo
Estructura helicoidal de unaglobulina
EstructuraEstructura cuaternariacuaternaria
IntegraciónIntegración de dos o de dos o
másmás cadenascadenas
peptídicaspeptídicas unidasunidas
porpor puentespuentes de de
hidrógenohidrógeno y enlaces y enlaces
covalentescovalentes
Hemoglobina
PolipéptidosPolipéptidos con con compuestoscompuestosorgánicosorgánicos adheridosadheridos
LipoproteínasLipoproteínas
ProteínasProteínas combinadascombinadas con con colesterolcolesterol, , triglicéridostriglicéridos,,
fosfolípidosfosfolípidos..
GlicoproteínasGlicoproteínas
ProteínasProteínas combinadascombinadas con con oligosacáridosoligosacáridos..
DesnaturalizaciónDesnaturalización
PérdidaPérdida de la forma de la forma tridimensionaltridimensional..
RupturaRuptura de de loslos enlaces enlaces débilesdébiles..
CausasCausas de de denaturalizacióndenaturalización::
pHpH
TemperaturaTemperatura
La La destruccióndestrucción de la forma de la de la forma de la
proteínaproteína impideimpide susu funcionamientofuncionamiento..
grupo hemo
coiled and twisted polypeptide chainof one globin molecule
Cadena alpha
Cadena beta Cadena alpha
Cadena beta
a.a. SecuenciaSecuencia normal de normal de aminoácidosaminoácidos al al inicioinicio de la de la --
hemoglobina hemoglobina
VALINE HISTIDINE LEUCINE THREONINE PROLINE GLUTAMATEGLUTAMATE
VALINEHISTIDINE LEUCINE THREONINE PROLINE VALINE GLUTAMATE
b Sustitución de un aminoácido resulta en una -
hemoglobina anormal en (HbS)
c Glutamato posee carga neta
negativa; valina no tiene carga.
Esta diferencia origina una
sección pegajosa y repelente al
agua de las cadenas beta (HbS).
Esto causa que los eritrocitos
adquieran una forma alterada que
provoca la anemia falciforme.
Célula falciforme
Célulanormal
Agregación de células en las vías vasculares
Problemas circulatorios, daño cerebral,pulmonar, cardiaco, del esqueleto y losmúsculos, intestino y riñones.
Fallo cardíaco, parálisis,neumonía, reumatismo, dolorintestinal y falla renal
Bazo conserva las células anormales
Alargamiento del bazo
Sistema inmune afectado
Rápida destrucción de células dañadas
Anemia, debilidad y fatiga, desarrollodeteriorado,dilatación del corazón
Impaired brain function, heart failure Fig. 3-18d, p.45
AzúcarAzúcar de de cincocinco carbonoscarbonos
RibosaRibosa o o desoxirribosadesoxirribosa
Al Al menosmenos un un grupogrupo fosfatofosfato
BaseBase
NitrogenadaNitrogenada
EstructuraEstructura de 1 o 2 de 1 o 2 anillosanillos
PurinasPurinas (A y G) y (A y G) y pirimidinaspirimidinas (C, U y T) (C, U y T)
Estructura Estructura de de los nucleótidoslos nucleótidos
FunciónFunción de de loslos nucleótidosnucleótidos
AcarreadoresAcarreadores energéticosenergéticos
CoenzimasCoenzimas
MoléculaMolécula auxiliarauxiliar enzimáticaenzimática queque aceptaacepta y y
transfieretransfiere hidrógenoshidrógenos y y electroneselectrones..
MensajerosMensajeros químicosquímicos
ConstituyentesConstituyentes de de loslos ácidosácidos nucléicosnucléicos
NucléotidoNucléotido ATP ATP((TrifosfatoTrifosfato adenosinaadenosina))
Tres grupos fosfato
azúcar
base
NADNAD++
CompuestosCompuestos porpor nucleótidosnucleótidos
MonómeroMonómero de de unauna o dos o dos hebrashebras
EsqueletoEsqueleto de de azúcar-fosfatoazúcar-fosfato
ÁcidosÁcidos nucleicosnucleicos: ADN y ARN: ADN y ARN
AdeninaCitosina
Enlaces Enlaces entreentre nucleótidosnucleótidos en enácidosácidos nucleicosnucleicos
ADN (ADN (ácidoácido desoxirribonucleicodesoxirribonucleico))
DobleDoble hebrahebra
4 4 tipostipos de de
nucléotidosnucléotidos
A se A se enlazaenlaza con T con T
C se C se enlazaenlaza con G con G
Adenina(a base)
Timina
Guanina Citosina
Grupofosfato
azúcar(desoxyrribosa)
ARN (ARN (ácidoácido ribonucleicoribonucleico))
HebraHebra simple simple
4 4 TiposTipos de de nucleótidonucleótido (U (U
en en lugarlugar de T) de T)
3 3 tipostipos de ARN de ARN
involucradosinvolucrados en la en la
síntesissíntesis de de proteínasproteínas::
ARNmARNm, , ARNrARNr y y ARNtARNt