Introducción a la bioquímicaInstituto Politécnico NacionalC.E.C. y T. 6 "Miguel Othón de Mendizábal"Asignatura: BioquímicaProfra. Teresa SaltigeralAlumno: Sánchez Olmos MarianaGrupo: 4IM5

Temario• Biomoléculas• Ácidos nucleicos• Glucólisis • Catabolismo de los ácidos nucleicos• Oxidación de ácidos grasos• Ciclo de la Urea• Ciclo de Krebs

Biomoléculas1.1 Concepto y clasificación

• Los seres vivos están compuestos por una serie de sustancias llamadas principios inmediatos. En la actualidad se conoce como biomoléculas a aquellas organizaciones moleculares que integran la materia viva.

• Su clasificación, dentro de la química, consiste en:Inorgánicas

AguaGases: oxígeno, dióxido de carbono, nitrógenoAniones: cloruros, fosfatos, carbonatosCationes: sodio, potasio, amonio, calcio, magnesio

Orgánicas Glícidos o azúcares: glucosa o celulosaLípidos o grasas: triacilgliceroides o esteroidesProteínas: insulina o hemoglobinaÁcidos nucleicos: DNA o RNA

• Las características de las biomoléculas orgánicas se deben a la presencia del elemento carbono, que posee 6 electrones, de los cuales 4 están en la última órbita, por lo que forma 4 enlaces covalentes, pues están compartiendo electrones con otros átomos formando largas cadenas y un gran número de compuestos muy estables, pudiendo ser lineales, cíclicos o ramificados.

1.2 FuncionesEntre las funciones que estas biomoléculas realizan en los seres vivos destacan las siguientes:

• Energética, proporcionan energía que permite a la célula realizar todas sus funciones.

• Enzimática, intervienen en la fabricación de las moléculas necesarias para vivir, para esto requiere de las enzimas que son los catalizadores biológicos, que aceleran las reacciones químicas llevadas a cabo en las células.

• Contráctil, las biomoléculas presentes en los músculos, al contraerse, permiten que podamos movernos.

• Estructural, consiste en dar forma y estructura a las células, así como constituir algunas partes de los organismos, como el cabello y las uñas.

• Defensa, actúan en el organismo defendiéndolo de agentes patógenos como bacterias, virus, hongos, etc.

• Reguladora, son biomoléculas que se encargan de dirigir y controlar la síntesis de otras moléculas.

• Precursor, biomolécula que da origen a otra, con funciones y características diferentes

1.3 Grupos funcionales• Las características que tienen las cadenas de carbonos están dadas por un grupo de átomos

llamados, grupos funcionales, que tienen cualidades químicas y físicas propias e intervienen en la clasificación de los compuestos y determinan su reactividad química, ya que las reacciones entre ellos se basan en las interacciones de sus respectivos grupos funcionales.

Ácidos nucleicos1.1 Concepto y clasificación

• Los ácidos nucleicos son un grupo de biomoléculas indispensables para la vida, están presentes en todas las células y determinan nuestras características físicas y funcionales, al controlar todos los procesos que llevan a cabo las células, como la síntesis de proteínas y la reproducción celular, entre otras.

• Son moléculas muy grandes y complejas, que están formadas por C (carbono), H (hidrogeno), O (oxígeno), N (nitrógeno) y P (fosforo), encontrándose presentes en todos los seres vivos.

• Están constituidos por monómeros, subunidades llamadas nucleótidos, que a su vez están formados por:

1.21 Funciones• Existen dos tipos de ácidos nucleicos: el desoxirribonucleico (ADN) y el

ribonucleico (ARN). A continuación se describen la estructura, funciones y localización de cada uno de ellos.

• El ADN está distribuido en los cromosomas que varían el número, de acuerdo a la especie de que se trate y los genes son segmentos de ADN que contienen la información para producir una proteína, por lo tanto son “la unidad funcional de la herencia”.

• La información genética característica de cada individuo está contenida en la secuencia de bases nitrogenadas que constituyen el ADN. El ADN está distribuido en los cromosomas que varían el número de acuerdo a la especie de que se trata, y los genes son segmentos de ADN que contiene la información para producir una proteína, por lo tanto son "la unidad funcional de la herencia".

1.22 Funciones• Los ARNt son cadenas de ácido ribonucleico de pequeño tamaño, que contienen

entre 60 y 120 bases nitrogenadas. Algunas de ellas pueden ser poco convencionales; como la timina, más propia del ADN, o ácido inosílico.

• Si bien el ADN contiene la información genética del organismo, el ARN permite que ésta se transforme en proteínas. Existen tres tipos de ARN; el mensajero (ARNm), que lleva la información del núcleo al citoplasma; el ribosomal (ARNr), que conforma la maquinaria necesaria para la síntesis proteica (y tiene actividad catalítica), y el de transferencia (ARNt), que transporta los aminoácidos necesarios para sintetizar la nueva cadena proteica.

• Los ARNt son cadenas sencillas de ARN, pero que presentan 10 regiones con la capacidad de complementar entre sí y cuatro que no complementan y forman bucles dentro de la estructura terciaria que se forma. De esta manera los ARNt adquieren una estructura terciaria que se representa esquemáticamente de forma similar a un trébol de tres hojas.

Glucólisis1.1 Concepto y clasificación

• Del griego glycos: azúcar y lysis: ruptura. Es el primer paso de la respiración, es una secuencia compleja de reacciones que se realizan en el citosol de la célula y por el cual la molécula de glucosa se desdobla en dos moléculas de ácido pirúvico.

• Es el ciclo metabólico más difundido en la naturaleza, también se lo conoce como ciclo de Embden-Meyerhof. Se lo encuentra en los cinco reinos. Muchos organismos obtienen su energía únicamente por la utilización de este ciclo. El mismo esta catalizado por 11 enzimas que se encuentran en el citoplasma de la célula pero no en las mitocondrias.

• Este es el inicio de un proceso que puede continuar con la respiración celular (si existe oxígeno) o con la fermentación (en ausencia del oxígeno).

1.2 Etapas• El ciclo se puede dividir en dos etapas: 1. Fase de inversión de energía: en esta etapa de preparación (fase de 6-carbonos) se activa la glucosa con el

agregado de dos grupos fosfatos provenientes del ATP , gasto neto = 2 ~Pi (o sea dos uniones de alta energía). La molécula de glucosa se divide en dos moléculas de tres carbonos: el gliceraldehido-3-fosfato (G3P) y la dihidroxiacetona fosfato, ésta última luego se transforma en G3P.

2. Fase de "cosecha" de energía: las dos moléculas de G3P se convierten finalmente a 2 moléculas de ácido pirúvico o piruvato

• Fase de oxidación (producción de energía): cada gliceraldehido-3-fosfato se oxida, liberando ~ 100 kcal. Parte de la energía producida es temporariamente guardada como NADH (reducido). Parte es usada para agregar un fosfato inorgánico a la molécula de 3 carbonos para dar origen al ácido 1-3 difosfoglicérico. El resto de la energía se libera como calor.

• En las reacciones que siguen los grupos fosfato de 1-3 difosfoglicérico son cedidos (uno por vez) al ADP (adenosín difosfato) para formar ATP. Esto se conoce como fosforilación a nivel de sustrato.

– Dado que una glucosa produce dos moléculas de piruvato, la "cosecha" total, en esta etapa, es de 4 ATP. Como se invirtieron 2 ATP en la primera etapa.

Catabolismo de los ácidos nucleicos1.1 Concepto y clasificación

• El catabolismo es la parte del proceso metabólico que consiste en la transformación de biomoléculas complejas en moléculas sencillas y en el almacenamiento adecuado de la energía química desprendida en forma de enlaces de alta energía en moléculas de adenosín trifosfato.

• El catabolismo es considerado una reacción de redox, pues unos compuestos se oxidan mientras otros se reducen. Por ejemplo, en la materia orgánica debe de haber una molécula que se deshidrogenize mientras haya otra que pueda recibir los átomos de hidrógeno

• Los ácidos nucleicos únicamente se catabolizan para la renovación de los mismos. El ADN y el ARN se hidrolizan primero por la acción de enzimas nucleolasas. Los nucleótidos obtenidos se rompen en pentosas, fosfatos y bases para formar nuevas moléculas de ácidos nucleicos. La degradación de las bases puede formar urea o ácido úrico que es eliminado.

Oxidación de ácidos grasos1.1 Concepto y clasificación

• La oxidación de los ácidos grasos es un mecanismo clave para la obtención de energía metabólica (ATP) por parte de los organismos aeróbicos. Dado que los ácidos grasos son moléculas muy reducidas, su oxidación libera mucha energía; en los animales, su almacenamiento en forma de triacilgliceroles es más eficiente y cuantitativamente más importante que el almacenamiento de glúcidos en forma de glucógeno.

• La β-oxidación de los ácidos grasos lineales es el principal proceso productor de energía, pero no el único. Algunos ácidos grasos, como los de cadena impar o los insaturados requieren, para su oxidación, modificaciones de la β-oxidación o rutas metabólicas distintas. Tal es el caso de la α-oxidación, la ω-oxidación o la oxidación peroxisómica.

Oxidación beta

Ciclo de la Urea1.1 Concepto y clasificación

• Las proteínas se degradan a aminoácidos: las proteínas de la dieta son una fuente fundamental de aminoácidos. La digestión de las proteínas de la dieta comienza en el estómago. La degradación de proteínas continúa en el intestino. Desde la luz intestinal hacia la sangre. El recambio proteico está estrechamente regulado. El ciclo de la urea lo describió Hans Krebs y su estudiante de medicina Kurt Henseleit en 1932. Consta de cinco reacciones: las primeras dos tienen lugar en la mitocondria. Las otras tres suceden en el citosol.

Ciclo de Krebs1.1 Concepto y clasificación

• El ciclo de Krebs (conocido también como ciclo de los ácidos tricarboxílicos o ciclo del ácido cítrico) es un ciclo metabólico de importancia fundamental en todas las células que utilizan oxígeno durante el proceso de respiración celular. En estos organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es el anillo de conjunción de las rutas metabólicas responsables de la degradación y desasimilación de los carbohidratos, las grasas y las proteínas en anhídrido carbónico y agua, con la formación de energía química.

• El ciclo de Krebs es una ruta metabólica anfibólica, ya que participa tanto en procesos catabólicos como anabólicos. Este ciclo proporciona muchos precursores para la producción de algunos aminoácidos, como por ejemplo el cetoglutarato y el oxalacetato, así como otras moléculas fundamentales para la célula.

Referencias• Bibliográficas

Hernández Rodríguez Manuel, Sastre Gallego Ana, (1999), Tratado de nutrición, Editorial Diaz de Santos, Madrid, España.

Macarulla José M. , Goñi Félix M., (1994), Bioquímica humana, segunda edición, Editorial Reverté, Barcelona, España.

• Digitográficas http://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad3

http://www.biologia.edu.ar/metabolismo/met3glicolisis.htm

http://biologia.laguia2000.com/genetica/estructura-y-funcion-del-arn-de-transferencia

http://www.ciclodekrebs.com/