CLASE 3.CLASE 3. BIOMOLÉCULAS II. BIOMOLÉCULAS II.

AminoacidosAminoacidos

Aminoácidos

Los aminoacidos son moléculas que se estructuran en base a Carbono, Hidrogeno, oxigeno y nitrógeno. Tienen unidos un grupo funcional amino y carboxilo a un átomo de carbono central o carbono alfa (azul). Las proteínas son polímeros de aa, pueden contener azufre, hierro y otros elementos.

-20 aminoácidos se encuentran comúnmente en las proteínas. Se estructuran sobre la base de los distintas cadenas laterales o R (rosado).

AminoácidosEn los aminoacidos se puede dar el fenómeno de isomería, al igual que en monosacáridos.

En este caso L o D aminoácido se debe a la configuración del grupo amino (NH3) en la molécula. En las proteínas encontramos los L-aa.

AminoácidosLos aminoácidos se agrupan en 5 categorías según sus características químicas

AminoácidosLos aminoácidos se agrupan en 5 categorías según sus características químicas

AminoácidosLos aminoácidos se agrupan en 5 categorías según sus características químicas

Aminoácidos y Proteínas.Dos moléculas de aminoacidos pueden ser covalentemente unidas para formar péptidos. Este tipo de enlace es el enlace peptídico.

Oligopeptido: 2-10 Aminoácidos (aa)Péptidos: 10 - 50 Aminoácidos (aa)

Proteínas > 50 Aminoácidos (aa)

Aminoácidos y Proteínas.

Aminoácidos y Proteínas.

Estructura secundaria: Alfa y Beta Hélices: Puente de Hidrogeno.

Estructura primaria: Secuencia de unión de aa: enlace peptídico.

Las cadenas laterales van dirigidashacia afuera

Los puentes de hidrógenoson paralelos al eje central

de la hélice

Aminoácidos y Proteínas.Estructura secundaria: Alfa y Beta Hélices: Puente de Hidrogeno.

Estructura TerciariaEstructura Terciaria: es la formación que resulta de la tendencia de plegarse de la estructura secundaria. Resulta de la formación de enlaces entre los radicales R de los aminoácidos.

PUENTE DE INTERACCION ENLACE IONICO HIDROGENO HIDROFOBICA

PUENTE DISULFUROLehninger Principios de Bioquímica David L. Nelson y Michael M. Cox .

Aminoácidos y Proteínas.

Estructura cuaternaria: Corresponde a la unión, mediante enlaces débiles (no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria (protómero), para formar un complejo proteico.

Tetrámero

HEMOGLOBINA

Max Perutz 1959

Aminoácidos y Proteínas.

La conformación estructural de las proteínas esta directamente relacionada con su función. Si estas pierden su conformación 3D pueden perder su función. Esto pasa cuando las proteínas se denaturan (pierden su estado natural) por agentes químicos que cambian el pH o el calor.

Aminoácidos y Proteínas.

Proteínas de Reconocimiento Celular.

Péptidos de Histocompatibilidad:

Se disponen en la superficie de los

Linfocitos T de defensa para reconocer péptidos

extraños al cuerpo.

Región conservada y región hipervariable.

Proteínas Contráctiles.

Miosina Actina

-Dos cadenas pesadas

-Cuatro cadenas livianas: Unión a ATP.

-Filamento grueso

-Monómeros de actina llamados G-Actina, se unen para formar el polímero de F-actina

Proteínas Contráctiles.

Aminoácidos y Proteínas: Enzimas.

Sacarosa + O2 Agua + CO2

Las enzimas son proteínas con capacidad catalizadora de reacciones bioquímicas.

A pesar de que la conversión de azúcar en agua y CO2 en presencia de oxigeno es favorable energéticamente, si dejamos un barril de azúcar en contacto con el aire, este en cientos de años no sufrirá conversión apreciable en agua y CO2.

Esta velocidad de reacción no es apropiada a la vida.

Cuando un ser vivo consume sacarosa, ésta en segundos, se convierte en agua y CO2, liberando energía. La diferencia es la catalisis enzimatica.

La enzima confiere un sitio protegido y favorable en su interior para que estas reacciones químicas se produzcan. Se llama sitio activo.

La molécula que se une a la enzima en el sitio activo es el sustrato

Aminoácidos y Proteínas: Enzimas.

Aminoácidos y Proteínas: Enzimas.

La catálisis mejora la tasa de reacción entre moléculas al disminuir la energía de activación necesaria.

Lehninger Principios de Bioquímica David L. Nelson y Michael M. Cox .

Aminoácidos y Proteínas: Enzimas.

Cofactores: cofactores no proteicos, que unidos a una apoenzima constituyen la holoenzima o forma catalíticamente

activa de la enzima.

Lehninger Principios de Bioquímica David L. Nelson y Michael M. Cox .

Coenzimas: cofactores orgánicos no proteicos, que unidos a una apoenzima constituyen la holoenzima o forma

catalíticamente activa de la enzima.

Lehninger Principios de Bioquímica David L. Nelson y Michael M. Cox .

Aminoácidos y Proteínas: Enzimas.

Regulación de la actividad enzimática: Inhibición competitiva.

Un Inhibidor de la reacción se une al sitio activo de la enzima, imposibilitando la unión del sustrato.

Aminoácidos y Proteínas: Enzimas.

Regulación de la actividad enzimática: Inhibición no-competitiva.

Un Inhibidor se une a otro sitio de la enzima, imposibilitando que proceda la reacción en presencia del sustrato.

Nucleótidos y Ácidos Nucléicos.Nucleótidos y Ácidos Nucléicos.

Nucleótidos.

Pentosa (Monosacárido 5c):

Base Nitrogenada:

Grupo fosfato:

Las bases nitrogenadas pueden ser de dos naturalezas: Pirimidinas y purinas

Nucleótidos.

Las pentosas, son azúcares de 5 átomos de carbono, Pueden ser ribosas y desoxyribosas:

Nucleótidos.

DNA

RNA

Nucleótidos.

Los nucleótidos al perder el fosfato se llaman nucleósidos.

Nucleótidos.

Los nucleótidos también pueden unir mas de un grupo fosfato, generando moléculas con participación en distintos ciclos energéticos.

Nucleótidos.

Los nucleótidos en el DNA o RNA se unen por el enlace fosfodiester, entre el carbono 3 de la pentosa que tiene el grupo fosfato y el Hidroxilo del carbono 5 de la pentosa siguiente.

El enlace entre la base nitrogenada y la pentosa, es de tipo glicosídico, N-glicosídico.

Ácidos Nucléicos.

Tipos de RNA:

-Mensajero, tiende a girar a la derecha.

-RNA Transferencia tRNA.

-RNA Ribosomal

-Ribozimas cataliticas

Puente de Hidrogeno!!!!

Ácidos Nucléicos.

Ácidos Nucléicos: Modelo de Watson y Crick.En 1953, Watson y Crick descubrieron el apareamiento de bases complementarias y postularon al DNA como la molécula que mantiene la información genética a través de la secuencia en que se unen los nucleótidos en ella, lo llamaron el código genético.

Modelo de doble hélice de DNA de Watson y Crick.

Surco menor

Surco mayor

Ácidos Nucléicos: Modelo de Watson y Crick.

Forma A Forma B Forma Z

El DNA puede existir en otras conformaciones distintas a la planteada por Watson y Crick, la A y Z.

Estas podrían tener roles regulatorios.

Ácidos Nucléicos: Modelo de Watson y Crick.

Ácidos Nucléicos: Modelo de Watson y Crick.

Replicación del Material genético es semi-conservativa:

La doble hebra hija tiene una copia nueva y conserva una copia de la hebra madre.

Ácidos Nucléicos: Leyes de Chargraff.

1.- La composición de Bases del DNA varía entre especies.

2.- Todas las células de un organismo tienen la misma composición de bases en su DNA.

3.-La composición de bases de un organismo no varía con la edad, ambiente o estado nutricional.

4.-En toda molécula de DNA, la suma de A=T y de C=G.

Organización de los Ácidos Nucléicos.

El DNA es una molécula MUY larga, por lo que debe organizar su empacamiento para poder entrar a la célula.

Para esto, dentro de las células el DNA se compacta y enrolla sobre proteínas, formando los nucleosomas.

Algunos seres vivos los organizan en la unidad máxima de compactación: los cromosomas.

Organización de los Ácidos Nucléicos.

Todos los Eucariontes tienen alta conservación de las proteínas histonas, que son de naturaleza básica, ya que son ricas en aminoacidos básicos, como Lisina y Arginina. De este modo, pueden unirse al DNA que tiene naturaleza ácida.

Las Histonas al interactuar con el DNA, forman los nucleosomas, la unidad de organización básica del material genético.

Organización de los Ácidos Nucléicos.

Existen proteínas que ayudan a estructurar el DNA, ayudan a su empacamiento.

Son las Histonas, que forman la cromatina

Organización de los Ácidos Nucléicos.

Las Histonas al interactuar con el DNA, forman los nucleosomas, la unidad de organización básica del material genético.

El Nucleosoma se pliega sobre 6 proteinas Histonas H1m formando un hexameno de nucleosomas: Esto da origen a la fibra de 30 nm

El Nucleosoma se forma por 8 proteínas histonas: 2 Histonas H2A, 2 H2B, 2 H3 y 2 H4

Organización de los Ácidos Nucléicos.

DNA

Nucleosoma: DNA sobre las proteínas Histonas.

Fibra de 30 mn.

1 Loop: 75.000 pb (pares de bases).

Roseta: 6 loops.

1 Bucle: 30 rosetas.

1 cromátida de un cromosoma.

Un Humano adulto tiene en promedio 1014 células.

El DNA de una célula Humana mide 1 metro, como muchas células son diploides, tenemos 2 metros de DNA por célula.

Siendo el largo del DNA Humano de 2x1011 Kilómetros!!!

Diámetro de la Tierra: 4x104 Km

Distancia al Sol: 1,5x108 Km

DNA como Molécula de la información Genética

Las bacterias al igual que los humanos, son infectadas con virus, los bacteriófagos.

Estos inyectan su material genético a las bacterias, el cual guía la síntesis de mas partículas virales.

Experimento de Hershey & Chase

Es el DNA y no las proteínas, quien entra a la célula bacteriana y transporta toda la información necesaria para que se generen mas bacteriofagos.

La información genética de un organismo esta codificada en su genoma.

Los seres vivos tienen tamaños de genoma muy variados, lo que representa un desafío a la organización del material genético.

Genomas, cromosomas y genes.Una célula somática Humana tiene 46 cromosomas= 2n. Las células sexuales o gametos, tienen un valor n de cromosomas, n=23 cromosomas.

Existen 24 tipos de cromosomas, los 22 somáticos, el X e Y.

Cada cromosoma alberga un grupo particular de genes…

¿Qué es un gen?

Gen: Unidad mínima de almacenamiento y transferencia de la información.

Información Funcional: genes codificantes para proteínas.

Regulatoria: Genes codificantes para RNAs regulatorios.

Estructura de un gen Eucarionte: Exón: Segmento que se traduce a proteína. Intrón: Segmento que no se traduce a proteína.

Gen: Unidad mínima de almacenamiento y transferencia de la información.

Información Funcional: genes codificantes para proteínas.

La secuencia de nucleótidos en el DNA almacena la información genética, esta es transferida a una molécula que es capaz de viajar desde el núcleo al citoplasma, el RNA. Esta molécula participa en la etapa final de la expresión génica, la síntesis de proteínas, quienes son finalmente, las que realizan las diversas funciones celulares.

Genoma Humano: Rico en secuencias no codificantes.

Cerca del 30% del genoma son genes, de estos el 1,5% son exónes, es decir, secuencias que se traducirán a proteínas.

Transposones, en su mayoria son secuencias de origen viral sin función aparente. Contribuyen a la evolución de los genomas

SSR y SD son secuencias repetidas sin función aparente. Están presentes en Centromeros y Telomeros

Flujo de la información genética:

Dogma central de la Biología Molecular.