Las CuatroBiomoléculas I

- Azúcares- Azúcares

- Proteínas

- Lípidos

- Ácidos Nucleicos

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Temas a desarrollar:

Bioquímica estructural (clasificación e identificación degrupos funcionales)

Bioquímica funcional (distribución y descripción de lasprincipales funciones celulares y fisiológicas):

Ácidos nucleicos

Proteínas

Lípidos

Azúcares

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Los Azúcares

-Definición-Definición

- Función

- Clasificación

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Los carbohidratos constituyen la mayor parte de la materia orgánica dela Tierra.

Cada año se forman más de cien mil millones de toneladas de azúcares, apartir de la fotosíntesis que realizan las algas, el fitoplancton y las plantasvasculares, que son los principales organismos transductores de la energíalumínica.

Los Azúcares

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Se caracterizan por ser compuestossólidos, cristalinos, solubles en agua,saben dulce.

Representan el principalcombustible de los seres vivos, son la

Los Azúcares

combustible de los seres vivos, son lafuente primaria para la adquisición dela energía celular

Son las reservas más frecuentespara almacenar y ceder la energía enla mayoría de las células.

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Los Azúcares

Los azúcares puedendesempeñar funciones como:

Almacén de energía e intermediarios

metabólicos.

Elemento estructural de las paredesElemento estructural de las paredescelulares de bacterias, de plantas y delexoesqueleto de los insectos.

Moléculas de reconocimientointercelular y como envolturasaltamente polares, al unirse con lasproteínas y los lípidos.

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Los Azúcares

Las paredes celulares y los grupos sanguíneos muestran un código dulce.

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El envejecimiento proteico y elreciclaje de proteínas tambiénes mediado por un código deazúcar.

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Los monosacáridos contienen carbono, hidrógeno y oxígeno enuna relación 1:2:1; puede representarse con la fórmulageneral (CH2O)n, donde n representa un número enterocomprendido entre 3 y 10.

Grupos funcionales cetona (C=O) cetosas y aldehído (COH) aldosaswww.g

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Los azúcares son derivados oxidados polialcoholes(polioles o glicoles) en los que uno de los gruposalcohólicos se ha convertido por deshidrogenación en ungrupo funcional carbonilo.

Los Azúcares

Monosacárido

Aldehído Ceto

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o Las pentosas participan en la formación del esqueleto en losácidos nucleicos.

o Las hexosas son los componentes principales de los polímerosde la pared celular y de las reservas de energía

Los Azúcares

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Isomería

Isomería química

EstructuralFunciónCadenaPosición

Conformacional

Espacial

ConformacionalGeométrica cis y trans o E y ZÓptica d y l ó + y -

QuiralConfiguración electrónica (D y L)Enantiómeros (R y S)Epímeros y diasterómerosAnómeros (disacáridos)

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La nomenclatura de los monosacáridos

Los Azúcares

Clasificación de los monosacáridos con base en la isomería:

1. Dependiendo del giro de la luz polarizada-Dextrogiras (+)- Lovógiras (-)- Lovógiras (-)

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2.Tomando comoreferencia laconfiguración absoluta(D o L)

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3. Por su grupo funcional

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4. Por la quiralidad, estereoisómeros oenantiómeros

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5. Por la configuración de uno o másátomos de carbono asimétricos, epímerosy diasterómeros

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Los Azúcares cíclicos

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6. Tomando como referencia a loscarbonos anoméricos de los azucarescíclicos

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Los Azúcares

Oligosacáridos, adición de monosacáridos mediante enlacesglucosídicos (disacáridos, trisacáridos, tetrasacáridos,pentasacáridos, etc.)

Polisacáridos, cientos o miles de moléculas demonosacáridos concatenados.

Polisacárido

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La isomería en los disacáridos, está dada por el carácter o de los carbonos quirales involucrados en el enlaceglucosídico

Puesto que sólo se necesita la adición o substracción deagua para interconvertir las dos formas, ambos anómeros

Los Azúcares

agua para interconvertir las dos formas, ambos anómerosexisten en las soluciones de azúcares, y al intercambio de lasformas y se denomina mutarrotación.

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Los polisacáridos por lo general no existen en formalineal, forman anillos piranósicos y furanósicos

Pueden clasificarse como homopolisacáridos o comoheteropolisacáridos dependiendo si están formados porazúcares de uno o más tipos.

Los Azúcares

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Homopolisacáridos- Glucanos solo contienen glucosa (almidón y lacelulosa vegetales)- Galactosanos, galactosa- Fructosanos, fructosa.

Los carbohidratos también pueden unirse

Los Azúcares

- Proteínas, glucoproteínas- Lípidos, glucolípidos,- Bases Nitrogenadas, nucleósidos.

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Azúcares

Función Estructura Clasificación

Mapa conceptual:

+ Fuente de energía(consumo y

almacenamiento)

+ Pared celular

+ Reconocimiento celular

+ Recambio proteico

Polialcoholes con cetona COCO(cetosas) o aldehídos COHCOH (aldosas)

Isomería estructural

Mono y dísacáridos –energía

Oligosacáridos- marcaje

Polisacáridos- almacenamiento de energíay estructuras celulares

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Aminoácidos yProteínas

-Definición-Definición

- Función

- Clasificación

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Los Aminoácidos y las Proteínas

Los aminoácidos contienen un grupo funcional deácido carboxílico (COOH) y un grupo amino (NH2),ambos unidos al mismo átomo de carbono.

HH

NH3 – C a – COOH

R

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Los Aminoácidos

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Estructura General de los aminoácidos

Grupo amino

Grupo carboxilo

Carbono a quiral (conexcepción de la glicina)

Cadena lateralo grupo Ro grupo R

Prolina Cuando hay mas de un carbono en la cadena lateralestos se denominan b, g, d, etc. Procediendo alcarbono a

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Los aminoácidos se utilizan principalmente comosubunidades en la síntesis de las proteínas

Las proteínas son aminoácidos unidos mediante unenlace peptídico entre el grupo carboxilo de unaminoácido y el grupo amino del aminoácido siguiente

Los Aminoácidos y las Proteínas

enlace peptídico entre el grupo carboxilo de unaminoácido y el grupo amino del aminoácido siguiente(dipéptidos, oligopéptidos, polipéptidos o proteínas)

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Desempeñan actividades muy variadas (ver siguiente diapo)

Son responsables del fenotipo de los organismos.

La secuencia de aminoácidos en una proteína es el resultado deuna secuencia de nucleótidos ordenados específicamente en la

Las Proteínas

una secuencia de nucleótidos ordenados específicamente en lacadena del DNA

En eucariontes “simples” existen 3 x 10,000,000 pares de bases(300 proteínas)

En eucariontes “complejos” existen de 3 a 4 billones de pares debases (100,000. y en algunos casos puede ser hasta 30,000)

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Las Proteínas constituyen alrededor del 70 % de lasmoléculas biológicas de cada célula, grosso modo son funcionaleso estructurales, y desempeñan gran cantidad de funcionescomo:

Regular los procesos metabólicos.

Los Aminoácidos y las Proteínas

Regular los procesos metabólicos.

Intervenir en la catálisis enzimática aumentando la velocidadde las reacciones.

Participar en el transporte y almacenamiento de moléculas yiones.

Permitir el movimiento coordinado de los músculos

Ser el soporte mecánico de células y tejidos animales

Funcionar como anticuerpos dentro del sistema inmune.www.g

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Permiten la transducción de la energía (lumínica, calórica,mecánica, etc.)

Participan en la generación de impulsos nerviosos, el controldel crecimiento y la diferenciación celular.

Los Aminoácidos y las Proteínas

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Por su composición se dividen en:

Sencillas si contienen aminoácidos en su estructura funcional

Conjugadas si contienen al menos un grupo químico diferentecomo alguna molécula orgánica o algún ión metálico.

- Glucoproteínas (combinadas con azúcares o glúcidos)- Fosfoproteínas (asociadas con grupos fosfatos)- Cromoproteínas (asociadas a pigmentos)

Los Aminoácidos y las Proteínas

- Cromoproteínas (asociadas a pigmentos)

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Por su estructura espacial se dividen en:

Fibrosas si forman haces y entramados semejantes a fibras.(el colágeno, la elastina y la queratina)

Intermedias constituidas por largas estructuras cilíndricasque no forman fibras, como la actina y miosina, además delfibrinógeno.

Globulares

Los Aminoácidos y las Proteínas

fibrinógeno.

Globulares tienen una forma esférica asociadas a reaccionesmetabólicas (la albúmina, fibrinógeno, inmunoglobulinas, histonas ylas enzimas)

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Mapa conceptual parcial

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El enlace peptídico

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La estructura primaria

sustitución de un residuo de ácido glutámico en la posición 6,por una valina

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Estructuras peptídicas estables

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Principales estructuras secundarias: la hélice a

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Principales estructuras secundarias: la lámina b

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Principales estructuras secundarias: los bucles W y los giros

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Estructuras supersecundarias (motivos)

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Los dominios: todo a y todo b

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Los dominios: a + b y a/b

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La estructura terciaria

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La estructura cuaternaria

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Niveles de estructura de las proteínas

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ProteínasProteínas

FunciónFunción EstructuraEstructura ClasificaciónClasificación

Mapa conceptual:

Catalizadores

Anticuerpos

Estructura celular

Transporte

Almacenamiento

Protección al DNA…

Catalizadores

Anticuerpos

Estructura celular

Transporte

Almacenamiento

Protección al DNA…

Grupos amino (NH2) y carboxilo(COOH) unidos por enlaces peptídicos

Grupos amino (NH2) y carboxilo(COOH) unidos por enlaces peptídicos

Di, tri, oligo, polipéptidosDi, tri, oligo, polipéptidos

Isomería estructuralIsomería estructural

Función: Estructurales o catalíticas.

Forma: Globulares o fibrosas

Composición: Sencillas y conjugadas

Función: Estructurales o catalíticas.

Forma: Globulares o fibrosas

Composición: Sencillas y conjugadas

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