BIOQUIMICA Y FISIOLOGÍA MICROBIANA Dra....
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Moléculas importantes para la vida
Compuestos Orgánicos(contienen carbono e hidrógeno) y forma enlaces covalentes
• Azucares • Aminoácidos• Vitaminas• Ácidos grasos
Compuestos Inorgánicos 1- 1.5%(Estructuras simples con enlaces iónicos)
• Agua• CO2
• Sales • Ácidos y Bases
Compuestos orgánicos
• Estructura y composición química
1. Los cuatro electrones externos del carbono pueden participar en cuatro enlaces covalentes.
2. Otros elementos:Hidrógeno (un enlace)Oxígeno y Azufre (dos enlaces)Nitrógeno (tres enlaces)Fósforo (cinco enlaces)
3.- Esqueleto de carbono con un grupo funcional
Grupos funcionales
• Las propiedades de las diferentes biomoléculas dependen de las características de sus grupos funcionales.
• Los grupos funcionales mas importantes son:
1.Hidroxilo (-OH)2.Carbonilo (-CO)3.Carboxilo (-COO)4.Amino (-NH2)5.Sulfhidrilo (-SH)6.Fosfato (-PO4)
Los grupos hidroxilo y carbonilo• El oxígeno se encuentra en estos dos grupos funcionales
Los grupos hidroxilo tienen un hidrógeno apareado con un átomo de oxígeno (simbolizado como - OH). No son reactivos, pero forman puentes de hidrógeno que contribuyen para hacer las moléculas solubles en la agua.
alcoholes, azúcares y lípidos.
Los grupos carbonilo tienen un átomo de oxígeno con doble ligadura a un átomo de carbono (simbolizado como C=O) y contribuyen a hacer moléculas solubles en el agua.
Los grupos carbonilo tienen dos formas:1. Grupo aldehído2. Grupo cetona,
*Todas las azúcares tienen un grupo cetona o un grupo aldehído.
El grupo carboxilo: Ácidos
• Tiene grupos carbonilo e hidroxilo en el mismo átomo de carbono (COOH).
• Los grupos carboxilo son ácidos débiles, disociándose parcialmente para liberar iones de hidrógeno (H+).
• Las moléculas que contienen grupos carboxilo se llaman ácidos carboxílicos, y se disocian parcialmente en H+ y COO-.
• Son comunes en muchas moléculas biológicas, incluyendo aminoácidos y los ácidos grasos
El grupo amino: Bases
• El nitrógeno en las moléculas biológicas comúnmente se encuentra en forma de grupos amino (- NH2).
• Son compuestos básicos, y frecuentemente llegan a ser ionizados por la adición de un ion de hidrógeno (H +), formando grupos amino positivamente cargados (- NH3
+).
El grupo sulfhidrilo
• El azufre se encuentra principalmente en las proteínas y aminoácidos, en forma de sulfhidrilo (-SH) o grupos disulfuro (-S-S-).
• Dos grupos sulfhidrilo pueden interactuar para formar un grupo disulfuro.
El grupo fosfato• El grupo funcional más común en las moléculas orgánicas es el grupo
fosfato (-PO4- 3). En las moléculas biológicas, el fósforo está presente
principalmente en la forma de grupos de fosfato ácido (HPO4-2).
Ácido fosfórico (H3PO4) H2PO4-1 HPO4
-2 PO4-3
• Aunque todas estas formas químicas coexisten en equilibrio en el agua, la convención en biología es representar al ion de fosfato en su forma de doble carga, a menudo abreviada por el símbolo Pi, "fosfato inorgánico.”
• Los grupos fosfato se encuentran en el ADN y ARN, y en ciertos lípidos. Están involucrados en el almacenamiento biológico y liberación de energía como ATP.
• Los compuestos orgánicos que se encuentran en los organismos vivos son bastante complejos y estables.
• Las moléculas orgánicas pequeñas pueden combinarse para formar macromoléculas.
• Las macromoléculas son polímeros (poli=muchos; meros partes) formados covalentemente de monómeros (mono=uno).
• La unión de dos monómeros :
“síntesis por deshidratación”
R-OH + H-R´ R-R’ + H2O
Hidratos de carbono• Sinónimos: glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o
sacáridos.
• Moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno (2H: O).
C5H10O5 C6H12O6 C12H22O11
• Solubles en agua y se clasifican de acuerdo a la cantidad de carbonos o por el grupo funcional (aldehído ó cetona).
• Son la forma biológica primaria de almacenamiento y consumo de energía.
Clasificación:
• Monosacáridos (1)
• Disacáridos (2)
• Oligosacáridos (3-10)
• Polisacáridos (>10)
“Sacchar”= azúcar
Monosacáridos• Formados por una sola molécula y no pueden ser hidrolizados a glúcidos
más pequeños.
• Tienen un grupo carbonilo y grupos hidroxilo (polialcoholes).
• Clasificación de acuerdo a tres características diferentes:
aldehído(aldosa)
La posición del grupo carbonilo cetona (cetosa)
Triosas
Número de átomos de carbono Tetrosas
PentosasHexosas
Quiralidad: La designación D o L es realizada de acuerdo a la orientación del carbono asimétrico más alejados del grupo carbonilo: si el grupo hidroxilo está a la derecha de la molécula es un azúcar D, si está a la izquierda es un azúcar L
Disacáridos• Glúcidos formados por dos moléculas de monosacáridos (deshidratación).
• Pueden dividirse en moléculas más pequeñas y simples (hidrólisis).
• Los dos monosacáridos se unen mediante un enlace covalente conocido como enlace glucosídico.
Lactosa
Glucosa
Galactosa
Polisacáridos• Pueden tener o carecer de cadenas
ramificadas de más de diez monosacáridos.
• Los polisacáridos representan una clase importante de polímeros biológicos y su función en los organismos vivos está relacionada usualmente con estructura o almacenamiento.
• El almidón es usado como una forma de almacenar monosacáridos en las plantas,
• El glucógeno es usado en animales.• La celulosa y la quitina son
polisacáridos estructurales. Se encuentra en la pared celular de plantas y hongos.
Amilopectina
Lípidos• Son un conjunto de moléculas orgánicas compuestas
principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno.
• Son moléculas hidrofóbicas, insolubles en agua (apolares); pero solubles en solventes no polares (benceno, éter y cloroformo).
• Cumplen funciones diversas: reserva energética, estructura y reguladora.
Fosfolípidos
Clasificación
Lípidos
Saponificables“ácido graso”
Insaponificables
Simples
Complejos
Esteroides
Triglicéridos“grasas o aceites”
Fosfolípidos
Colesterol“esterol”
Proteínas
• Moléculas orgánicas que contienen carbono, hidrogeno, oxigeno y nitrógeno.
• Los elementos constitutivos de las proteínas son los aminoácidos.
Ácidos Nucleicos• Ácido desoxirribonucleico (ADN) y Ácido
ribonucleico (ARN)
• Nucleótido: Una base nitrogenada, una pentosa y un grupo fosfato.
• Purinas: estructuras de doble anillo (A y G)
• Pirimidinas: estructuras con un solo anillo (C, T y U).
• Nucleósido: combinación de una base nitrogenada con una pentosa .
• Cada cadena de ADN tiene un esqueleto formado de desoxirribosa y grupos fosfato alternados
5’-------3’
Adenosintrifosfato (ATP)Principal molécula transportadora de energía en la célula e indispensable para que vivan. Almacena la energía liberada en reacciones químicas y proporciona la energía necesaria en el metabolismo.
Molecula de alta energía: Libera energía utilizable cuando se hidroliza en ADP.
Adenosina