BIOMOLECULAS







BIOMOLECULAS DE LAS CÉLULAS: CARBOHIDRATOS, LÍPIDOS, PROTEÍNAS Y ÁCIDOS NUCLÉICOS







Una biomolécula es un compuesto químico que se encuentra en los organismos vivos. Están formadas por sustancias químicas compuestas principalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, sulfuro y fósforo.
Las biomoléculas son la base de la vida y cumplen funciones esenciales para los organismos vivos.
Las biomoléculas pueden ser, entre otros, aminoácidos, lípidos, carbohidratos, proteínas, polisacáridos y ácidos nucléicos.

También se les ha dado el nombre de principios inmediatos, las biomoléculas sin organizaciones moleculares y son estas las que conforman la materia viva, químicamente se le pueden clasificar generalmente en dos tipos: inorgánica y orgánica.
Biomoléculas inorgánicas
Agua
Gases: oxígeno, dióxido de carbono, hidrógeno
Aniones: cloruros, fosfatos, carbonato
Cationes: sodio, fosfato
Biomoléculas orgánicas
Glúcidos o azúcares: como la glucosa y la celulosa
Lípidos y grasas: como los triglicéridos y esteroides
Proteínas: como la insulina y la hemoglobina y sus componentes (aminoácidos)
Ácidos nucléicos: como el ADN y el ARN y sus componentes (nucleótidos)



PROTEÍNAS, ENZIMAS Y ÁCIDOS NUCLEICOS

PROTEÍNAS
Las proteínas son esenciales en la química de la vida. Estas macromoléculas se emplean como componentes estructurales de las células y tejidos, así que el crecimiento, la restauración y el mantenimiento del organismo dependen del abastecimiento adecuado de esas sustancias. Algunas son enzimas, moléculas especiales que regulan miles de reacciones químicas distintas que ocurren en los seres vivos.
ENZIMAS
Son los catalizadores de las reacciones de los sistemas biológicos. Tienen un gran poder catalítico, a menudo muy superior al de los catalizadores sintéticos. Poseen un elevado grado de especificidad respecto a sus sustratos, aceleran reacciones químicas específicas y funcionan en soluciones acuosas en condiciones muy suaves de temperatura y pH. Hay pocos catalizadores no biológicos que tengan todas estas propiedades.
La mayoría de las enzimas son proteínas
Muchas enzimas se han bautizado añadiendo el sufijo asa al nombre del sustrato sobre el que actúan como ejemplo (como la ureasa, que cataliza la hidrólisis de la urea)
ACIDOS NUCLEICOS
En las células se encuentran dos variedades de ácidos nucleicos: el ácido ribonucleico (ARN) y el ácido desoxirribonucleico (ADN).
El ADN forma genes, el material hereditario de las células, y contiene instrucciones para la producción de todas las proteínas que el organismo necesita.
El ARN está asociado a la transmisión de la información genética desde el núcleo hacia el citoplasma, donde tiene lugar la síntesis de proteínas, proceso al cual está estrechamente relacionado
Las moléculas de ADN son considerablemente más grandes que las de ARN, pero además poseen una estructura doble, ya que están constituidas por dos cadenas que son complementarias entre sí.
Organización celular
8h re��1(H0nbsp;aminoácidos, lípidos, carbohidratos, proteínas, polisacáridos y ácidos nucléicos.

También se les ha dado el nombre de principios inmediatos, las biomoléculas sin organizaciones moleculares y son estas las que conforman la materia viva, químicamente se le pueden clasificar generalmente en dos tipos: inorgánica y orgánica.
Biomoléculas inorgánicas
Agua
Gases: oxígeno, dióxido de carbono, hidrógeno
Aniones: cloruros, fosfatos, carbonato
Cationes: sodio, fosfato
Biomoléculas orgánicas
Glúcidos o azúcares: como la glucosa y la celulosa
Lípidos y grasas: como los triglicéridos y esteroides
Proteínas: como la insulina y la hemoglobina y sus componentes (aminoácidos)
Ácidos nucléicos: como el ADN y el ARN y sus componentes (nucleótidos)



  • La organización de la célula puede dar explicación de la capacidad de los organismos para realizar sus funciones vitales
  • La célula es la unidad anatómica y funcional de todos los serenes vivos.
  • Hay seres vivos (microorganismos) que están formados por una sola célula, denominados unicelulares: que realiza todas las funciones vitales del organismo.
  • Hay organismos formados pro muchas células, denominados pluricelulares.
  • Robert Hooke descubrió la célula.
  • Antón Van Leewenhoek descubrió la vida microscópica.

ESTRUCTURA DE LA CÉLULA
En la célula se consideran tres partes fundamentales: membrana, citoplasma y núcleo.
- La membrana es la envoltura externa.
- El citoplasma es la mayor parte del contenido de la célula, a excepción del núcleo.
- El núcleo es el órgano rector de la vida de la célula; su destrucción o eliminación provoca la muerte celular en poco tiempo.
Clasificación de tipos celulares.
- Célula procariótica. El núcleo no aparece bien definido por el material nuclear no queda envuelto por ninguna membrana, no hay frontera clara entre la región nucleoide y el citoplasma.
La mayor parte tienen una pared celular gruesa por fuera de la membrana, y en su citoplasma se observa un solo tipo de orgánulos presentes también en las células eucarióticas, que son los ribosomas.
- Célula eucariótica. El núcleo aparece bien definido porque el material nuclear queda envuelto por la membrana nuclear, que lo separa del citoplasma. Podemos distinguir dos tipos celulares:
- Célula animal. La membrana de la célula es muy fina, solo visible a través del microscopio electrónico.
- Célula vegetal. La membrana celular está recubierta a su vez por otra cubierta más externa, más gruesa, visible a través del microscopio óptico, que recibe el nombre de pared celular. Las células de las plantas tienen orgánulos para hacer la fotosíntesis, que llaman cloroplastos.
Otra diferencia entre las células animales y vegetales es que las vegetales carecen de orgánulos para la sensibilidad y el movimiento.







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. DESCRIBE MEDIANTE UN PAR DE EJEMPLOS EN QUÉ CONSISTE LOS PROCESOS DE SÍNTESIS POR DESHIDRATACIÓN E HIDRÓLISIS

La mayoría de las biomoléculas son muy grandes y están constituidas por grandes cadenas, por la unión de pequeñas moléculas o monómeros. A las moléculas resultantes se les llama macromoléculas o polímeros.

El proceso de unión de monómeros se realiza por el proceso llamado síntesis por deshidratación. Todos los monómeros sueltos tiene átomos de H y grupos oxhidrilos (-OH) al unirse se desprende una molécula de agua. El proceso inverso se denomina hidrólisis,hidro= agua, lisis separación
  • Ejemplo de síntesis por deshidratación entre de dos aminoácidos


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  • La producción de maltosa (C12 H22 O11) a partir de dos moléculas de glucosa ´



Molécula de glúcido (azúcar o monosacáridos), para unirse a otra, se tiene que unir por un enlace conocido como ENLACE GLUCOSÍDICO. ¿Qué quiere decir esto? Que en el carbono 4 de la hexosa de glucosa hay un grupo OH. Para unirse a otro monosacáridos igual (otra glucosa para formar maltosa), de la unión de ese carbono con otro carbono (el de la otra glucosa) que tenga también grupo OH, se deshidrata una molécula de agua (H2O) -se "van" los H- y quedan unidas por el oxígeno que actúa como puente

HAZ UN LISTADO DE 2 MONOSACÁRIDOS Y 3 POLISACÁRIDOS. DESCRIBE COMO SE SINTETIZAN ESTOS compuestos

Monosacáridosson sustancias blancas, con sabores dulces, cristalizables y solubles en agua. Se oxidan fácilmente, transformándose en ácidos, por lo que se dice que poseen poder reductor (cuando ellos se oxidan, reducen a otra molécula).



Los monosacáridos se nombran atendiendo al número de carbonos que presenta la molécula:

TRIOSAS: Las triosas son monosacáridos formados por una cadena de 3 átomos de carbono. Su fórmula empírica es C3H6O3.



- TETROSAS: Las tetrosas son monosacáridos (glúcidos simples) formados por una cadena de 4 átomos de carbono.

PolisacáridosLos polisacáridos son biomoléculas formadas por la unión de una gran cantidad de monosacáridos

Es el polisacárido propio de los animales. Tiene 10 unidades de monosacáridos. Se encuentra abundantemente en el hígado y en los músculos. Molécula muy similar a la amilo pectina; pero con mayor abundancia de ramificaciones.

se dividen en 2 grupos









  • de reserva:
    *glucógeno
    *almidón (plantas)
  • estructurales
    *celulosa (plantas)
    *quitina







Las plantas sintetizan los glúcidos o carbohidratos gracias a la intervención del pigmento llamado clorofila produce monosacáridos a partir de la energía solar y de su capacidad de captación osmótica de sus propios nutrientes. Por esta razón, los vegetales reciben el nombre de autótrofos puesto que son capaces de transformar materiales inorgánicos en recursos orgánicos.



Por el contrario, los seres animales y algunos vegetales sin clorofila, como las algas y los hongos, son heterótrofos y no pueden sintetizar material orgánico a partir de materiales inorgánicos, por lo que es necesario de una alimentación orgánica para poder realizar su transformación vital.



Realiza un cuadro, en el que muestres los tipos de lípidos que podrías encontrar en la naturaleza, Relaciona características y funciones de





TIPOS DE LIPIDOS
FUNCIONES
CARACTERÍSTICAS






LOS TRIGLICERIDOS
Los triglicéridos son el principal tipo de grasa transportado por el organismo. Recibe el nombre de su estructura química. Luego de comer, el organismo digiere las grasas de los alimentos y libera triglicéridos a la sangre. Estos son transportados a todo el organismo para dar energía o para ser almacenados como grasa.
Su cuerpo produce algunos triglicéridos. Los triglicéridos también provienen del alimento que usted consume. Cuando usted come, el cuerpo usa las calorías de los carbohidratos para obtener energía inmediata. Las calorías sobrantes se convierten en triglicéridos y son almacenadas en los adipocitos para su uso posterior





FOSFOLIPIDOS

La función principal de los fosfolípidos es servir como componentes estructurales de las membranas de la superficie celular y de los orgánulos subcelulares.
su característica principal es su carácter anfifílico, es decir una parte de la molécula tiene afinidad por el agua, hidrófila, y la otra por la grasa, lipófila.








Explica detalladamente cómo se realiza un enlace pepitidico





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En las proteínas, los aminoácidos están unidos uno seguido de otro, sin ramificaciones, por medio del enlace pepitico, que es un enlace amino entre el grupo a-carboxilo de un aminoácido y el grupo a-amino del siguiente. Este enlace se forma por la deshidratación de los aminoácidos en cuestión

ejemplo

  • Tres aminoácidos pueden ser unidos por dos enlaces pepiticos para formar un tripéptido, de manera similar se forman los tetra péptidos, pentapéptidos y demás.



  • Los enlaces peptídicos no se rompen con condiciones que afectan la estructura tridimensional de las proteínas como la variación en la temperatura, la presión, el pH o elevadas concentraciones de moléculas

  • El enlace peptídico es plano y por tanto no existe rotación alrededor del enlace.



  • El enlace peptídico posee un carácter de doble enlace, lo que significa que es mas corto que un enlace sencillo y, por tanto, es rígido y plano



. A qué hace referencia El término Aminoácido esencial, de éstos cuales no podemos sintetizar? Qué debemos hacer para suplir este déficit?



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. Son pues, y en un muy elemental símil, los "ladrillos" con los cuales el organismo reconstituye permanentemente sus proteínas específicas consumidas por la sola acción de vivir. Proteínas que son los compuestos nitrogenados más abundantes del organismo, a la vez que fundamento mismo de la vida. En efecto, debido a la gran variedad de proteínas existentes y como consecuencia de su estructura, las proteínas cumplen funciones sumamente diversas, participando en todos los procesos biológicos y constituyendo estructuras fundamentales en los seres vivos. De este modo, actúan acelerando reacciones químicas que de otro modo no podrían producirse en los tiempos necesarios para la vida (enzimas), transportando sustancias (como la hemoglobina de la sangre, que transporta oxígeno a los tejidos), cumpliendo funciones estructurales (como la queratina del pelo), sirviendo como reserva (albúmina de huevo),

EstasNo se sintetizan



  • Glicina: Función: En combinación con muchos otros aminoácidos, es un componente de numerosos tejidos del organismo



  • Prolina: Función: Está involucrada también en la producción de colágeno y tiene gran importancia en la reparación y mantenimiento del músculo y huesos.



  • Alanina: Función: Interviene en el metabolismo de la glucosa. La glucosa es un carbohidrato simple que el organismo utiliza como fuente de energía



  • Taurina: Función: Estimula la Hormona del Crecimiento (HGH) en asociación con otros aminoácidos, esta implicada en la regulación de la presión sanguínea, fortalece el músculo cardiaco y vigoriza el sistema nervioso



  • Lisina: Función: Es uno de los más importantes aminoácidos porque, en asociación con varios aminoácidos más, interviene en diversas funciones, incluyendo el crecimiento, reparación de tejidos, anticuerpos del sistema inmunológico y síntesis de hormonas.



Hay que destacar que, si falta uno solo de ellos (Aminoácido esenciales) no será posible sintetizar ninguna de las proteínas en la que sea requerido dicho aminoácido. Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutrición, según cual sea el aminoácido limitante.



En general, se recomiendan unos 40 a 60 gr. de proteínas al día para un adulto sano. La Organización Mundial de la Salud y las RDA USA recomiendan un valor de 0,8 gr. por kilogramo de peso y día. Por supuesto, durante el crecimiento, el embarazo o la lactancia estas necesidades aumentan, como reflejan la tabla de necesidades mínimas de proteínas



Realiza un esquema de La siguiente proteína:



Lys-Ser-Asp-Arg





external image lisina.jpg external image image001.jpgexternal image aspartato.gifexternal image Arginina_formula_estrutura.png

Lisinia Serina Aspartato Arginina
















Qué factores podrían alterar La estructura y función de una proteína
La actividad biológica de una proteína puede ser afectada por cambios en la secuencia de aminoácidos o en la conformación de la proteína. Cuando ocurre una mutación (cambio químico en un gen) que ocasiona un cambio en la secuencia de aminoácidos de la hemoglobina, puede producirse un trastorno: anemia de células falciformes. Las moléculas de hemoglobina en una persona con anemia de células falciformes tienen el aminoácido valina, en vez de ácido glutámico en la posición 6, es decir, el sexto aminoácido del extremo terminal de la cadena beta. La sustitución de la valina con una cadena lateral sin carga por glutamato con una cadena lateral con carga hace que la hemoglobina sea menos soluble y más propensa a formar estructuras en forma de cristal, lo que provoca un cambio en la forma de los glóbulos rojos.
Los cambios en la estructura tridimensional de una proteína también alteran su actividad biológica. Cuando una proteína se calienta o se trata con algunas sustancias químicas, su estructura terciaria se distorsiona y la cadena pepitica en espiral se desdobla para dar lugar a una conformación más al azar. Este desdoblamiento se acompaña de una pérdida de su actividad biológica; por ejemplo de su capacidad de actuar como enzima. Este cambio en la forma de la proteína y la pérdida de su actividad biológica se llama desnaturalización. En general, la desnaturalización no puede revertirse; sin embargo, en determinadas condiciones, algunas proteínas que han sido desnaturalizadas recuperan su forma original y su actividad biológica cuando se restauran las condiciones normales del medio.
Las proteínas no son eternas y en las células es frecuente que las moléculas de proteína se sinteticen y se degraden de acuerdo a las necesidades celulares. La degradación de una proteína es llevada a cabo por proteasas o peptidasas que hidrolizan algunas o todas las uniones peptídicas, con lo que la proteína puede quedar reducida a sus unidades constitutivas, los aminoácidos, que pueden luego ser utilizados para construir moléculas de la misma o de otra proteína. El proceso de hidrólisis destruye la estructura primaria y en el laboratorio puede ser llevado a cabo por la acción de enzimas o por ácidos o álcalis concentrados y a elevadas temperaturas.
Realiza un cuadro comparativo entre ADN y ARN, ten en cuenta las diferencias en sus estructuras.

ADN
ARN
Es un tipo de ácido nucleico, una macromolécula que forma parte de todas las células. Contiene la información genética usada en el desarrollo y el funcionamiento de los organismos vivos conocidos y de algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria.
Es un ácido nucleico formado por una cadena de ribo nucleótidos. Está presente tanto en las células procariotas como en las eucariotas, y es el único material genético de ciertos virus (virus ARN).
El ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un poli nucleótido. Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre sí, como si fuera un largo tren formado por vagones.
En los organismos celulares. Es la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica; el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta información vital durante la síntesis de proteínas Varios tipos de ARN regulan la expresión génica,
cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adeninaA, timinaT, citosinaC o guaninaG) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. Lo que distingue a un vagón (nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus bases.
La biosíntesis de ARN está catalizada normalmente por la enzima ARN polimerasa que usa una hebra de ADN como molde, proceso conocido con el nombre de transcripción. Por tanto, todos los ARN celulares provienen de copias de genes presentes en el ADN.
La disposición secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena (el ordenamiento de los cuatro tipos de vagones a lo largo de todo el tren) es la que codifica la información genética: por ejemplo, una secuencia de ADN puede ser ATGCTAGATCGC... En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucleótidos, en la que las dos hebras están unidas entre sí por unas conexiones denominadas puentes de hidrógeno.
Una importante característica estructural del ARN que lo distingue del ADN es la presencia de un grupo hidroxilo en posición 2' de la ribosa, que causa que las dobles hélices de ARN adopten una conformación A, en vez de la conformación B que es la más común en el ADN.
Para que la información que contiene el ADN pueda ser utilizada por la maquinaria celular, debe copiarse en primer lugar en unos trenes de nucleótidos, más cortos y con unas unidades diferentes, llamados ARN.
El ARN puede actuar como biocatalizador. Ciertos ARN se asocian a proteínas formando ribo nucleoproteínas y se ha comprobado que es la subunidad de ARN la que lleva a cabo las reacciones catalíticas; estos ARN realizan las reacciones in vitro en ausencia de proteína.