Moléculas BiológicasMoléculas Biológicas

Componentes de la célulaComponentes de la célulaCompuestos que contienen carbono Compuestos que contienen carbono Existen cuatro tipos de moléculas Existen cuatro tipos de moléculas presentes en los organismos vivospresentes en los organismos vivos CarbohidratosCarbohidratos LípidosLípidos ProteínasProteínas Ácidos nucleicosÁcidos nucleicos

LÍPIDOSLÍPIDOS

Del griego Del griego lypos:lypos: grasa grasa

No solubles No solubles en agua (hidrófobas) en agua (hidrófobas)

Formados por Carbono, hidrógeno, oxígeno, Formados por Carbono, hidrógeno, oxígeno, ocasionalmente (P, N, S)ocasionalmente (P, N, S)

Proporcionan mayor energía por gramo que los Proporcionan mayor energía por gramo que los carbohidratos (9cal/gr)carbohidratos (9cal/gr)

CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOS

PROTEÍNASPROTEÍNAS

ÁCIDOS ÁCIDOS NUCLEICOSNUCLEICOS

LÍPIDOSLÍPIDOS

Forman polímerosForman polímeros Aprox. 80.90% del Aprox. 80.90% del

peso seco de la célulapeso seco de la célula

No forman polímerosNo forman polímeros

Moléculas biológicasMoléculas biológicas

Grupos formados con el Grupos formados con el CarbonoCarbono

c

OH

c

O

GRUPO CARBOXILOGRUPO CARBOXILO

Se presenta en el 1° átomo de Se presenta en el 1° átomo de carbono en una cadena carbono en una cadena carbonada.carbonada.

Se encuentra en los Se encuentra en los aminoácidos y en los ácidos aminoácidos y en los ácidos grasos (COOH)grasos (COOH)

Le confiere a los ácidos grasos Le confiere a los ácidos grasos la zona hidrófila, el resto de la la zona hidrófila, el resto de la molécula es lipófila (cadena molécula es lipófila (cadena hidrocarbonada)hidrocarbonada)

Funciones de los lípidosFunciones de los lípidosComponentes de membranas biológicasComponentes de membranas biológicas

Depósito de energía (cadenas Depósito de energía (cadenas hidrocarbonadas)hidrocarbonadas)

Constituyen barreras aislantes para evitar Constituyen barreras aislantes para evitar golpes térmicos, eléctricos y físicos.golpes térmicos, eléctricos y físicos.

Cubiertas protectoras que mantienen Cubiertas protectoras que mantienen equilibrio hídricoequilibrio hídrico

Precusores de vitaminas y hormonas.Precusores de vitaminas y hormonas.

Clasificación de los lípidosClasificación de los lípidosSimplesSimples

(AG+OH)(AG+OH)

Grasa: Mono, di y triacilglicerolesGrasa: Mono, di y triacilgliceroles

CerasCeras

ComplejosComplejos

(AG+OH+otro)(AG+OH+otro)

•FosforiladosFosforilados (Glicerofosfolípidos (Glicerofosfolípidos y esfingolípidos)y esfingolípidos)•GlucolípidosGlucolípidos (Cerebrósidos y (Cerebrósidos y gangliósidos)gangliósidos)•Sulfolípidos,aminolípidosSulfolípidos,aminolípidos

Otros tipos Otros tipos (precusores y (precusores y derivados)derivados)

AG, glicerol,Terpenos, Esteroides AG, glicerol,Terpenos, Esteroides (colesterol y derivados), (colesterol y derivados), eicosanoides,vitaminas, hormonaseicosanoides,vitaminas, hormonas

Ácido GrasoÁcido Graso

Acidos carboxílicos con grupos laterales Acidos carboxílicos con grupos laterales hidrocarbonados de cadena larga.hidrocarbonados de cadena larga.

Una cadena hidrocarbonada (extremo Una cadena hidrocarbonada (extremo hidrofóbico)hidrofóbico)

Un grupo carboxilo (extremo hidrofílico)Un grupo carboxilo (extremo hidrofílico)

Pueden ser saturados o insaturadosPueden ser saturados o insaturados

Cabeza polar

Cola apolar

Predominan los C16 y C18Predominan los C16 y C18

Palmítico, oleico, linoleico y esteárico.Palmítico, oleico, linoleico y esteárico.

Ácidos grasos con Ácidos grasos con <14 o >20 son <14 o >20 son raros.raros.

La mayorLa mayoría son pares.ía son pares.

Se cuenta el No de C a partir del Se cuenta el No de C a partir del siguiente del grupo carboxilo siguiente del grupo carboxilo ((

SATURADOSSATURADOS

No contiene enlaces doblesNo contiene enlaces dobles Provenientes del ácido acético Provenientes del ácido acético Se pueden obtener de la dieta o Se pueden obtener de la dieta o

sintetizados por el organismosintetizados por el organismo Sólidos a temperatura ambienteSólidos a temperatura ambiente

INSATURADOSINSATURADOS

Uno o más dobles enlaceUno o más dobles enlace Algunos son nutricionalmente esenciales Algunos son nutricionalmente esenciales

((ácidos linoleico ácidos linoleico , linolénico , linolénico y y araquidónicoaraquidónico) )

Se cuenta a parti del C del ultimo grupo Se cuenta a parti del C del ultimo grupo metilo, la insaturación.metilo, la insaturación.

Se subdividen en monoinsaturados, Se subdividen en monoinsaturados, poliinsaturados y eicosanoides. poliinsaturados y eicosanoides.

Líquidos a temperatura ambienteLíquidos a temperatura ambiente

Ácido graso saturado

Ácido graso insaturado

Ácidos grasos poliinsaturados

Ácidos grasosÁcidos grasosIsomería cis y transIsomería cis y trans

La fluidez de La fluidez de la membrana la membrana celular celular aumenta a aumenta a medida que el medida que el grado de grado de instauración instauración aumentaaumenta

TRIGLICERIDOSTRIGLICERIDOS

Sustancias no polares, insolubles en aguaSustancias no polares, insolubles en agua

Triésteres del glicerol con ácidos grasos.Triésteres del glicerol con ácidos grasos.

Reserva de energía en animales (adipocitos).Reserva de energía en animales (adipocitos).

Proveen 6 veces la E del glucógeno.Proveen 6 veces la E del glucógeno.

Permite sobrevivir de 2 a 3 meses.Permite sobrevivir de 2 a 3 meses.

Contienen 2 o 3 tipos diferentes de AG.Contienen 2 o 3 tipos diferentes de AG.

La terminación La terminación ato del AG cambia a del AG cambia a oil

esterificadoesterificado.

Compuestos de Glicerol y Ácidos Grasos

El Glicerol es un alcohol de 3 carbonos, por lo tanto puede enlazarse a 3 ácidos grasos

Los Ácidos grasos son moléculas largas de 18-20 o más átomos de carbono, el carbono 1 es un grupo carboxilo, que le confiere propiedades anfipáticas

glicerol

Ácido graso

GrasasGrasasSegún el número de ácidos grasos que se unan al glicerol, las grasas pueden ser:

Monoglicéridos

Diglicéridos

Triglicéridos

Al unirse al glicerol se libera agua, y se pierde la anfipatía

EsterificaciónEsterificación

El ácido graso se une al glicerol por El ácido graso se une al glicerol por enlace covalente formando un ester y enlace covalente formando un ester y liberando una molécula de agua. OH-liberando una molécula de agua. OH-COOHCOOH

CerasCerasEsteres de ácidos grasos Esteres de ácidos grasos con alcoholes monohídricos.con alcoholes monohídricos.

Sólidos a temperatura Sólidos a temperatura ambiente e insolubles en ambiente e insolubles en aguaagua

Protegen superficies contra Protegen superficies contra la desecaciónla desecación

Ejemplos: cera de abejas, Ejemplos: cera de abejas, sobre la piel, pelaje y plumas sobre la piel, pelaje y plumas de animales, sobre hojas y de animales, sobre hojas y frutos frutos

LÍPIDOS COMPLEJOSLÍPIDOS COMPLEJOS

acidos grasos con otros componentes acidos grasos con otros componentes como alcoholes, glúcidos, ácido fosfórico, como alcoholes, glúcidos, ácido fosfórico, derivados aminados etc.derivados aminados etc.

Son moléculas anfipáticas Son moléculas anfipáticas

Ácidos grasos están unidos a un alcohol Ácidos grasos están unidos a un alcohol glicerol o esfingosina (zona hidrófoba)glicerol o esfingosina (zona hidrófoba)

Unión de otros componentes no lipídicos Unión de otros componentes no lipídicos (zona hidrófila)(zona hidrófila)

FOSFOLIPIDOSFOSFOLIPIDOS

Su principal función es constituir las Su principal función es constituir las membranas celularesmembranas celulares

Se clasifican en:Se clasifican en:

• GlicerofosfolípidoGlicerofosfolípido• EsfingolípidosEsfingolípidos

GLICEROFOSFOLIPIDOSGLICEROFOSFOLIPIDOS Posee ácidos grasos unidos al C 1 y C2 del Posee ácidos grasos unidos al C 1 y C2 del

glicerol 3-P y ácido fosfórico en el C3glicerol 3-P y ácido fosfórico en el C3

GlicerofosfolípidoGlicerofosfolípido

Este grupo es hidro-soluble (polar) por lo que le Este grupo es hidro-soluble (polar) por lo que le confiere propiedades anfipáticas.confiere propiedades anfipáticas.

Al grupo fosfato pueden unirse otros grupos:Al grupo fosfato pueden unirse otros grupos: Agua (Agua (ác. Fosfatídico)ác. Fosfatídico)

Colina (Colina (fosfatidilcolina)fosfatidilcolina)Serina (Serina (fosfatidilserina)fosfatidilserina)Inositol (Inositol (fosfatidilinositol)fosfatidilinositol)Etanolamina (Etanolamina (fosfatidiletanolamina)fosfatidiletanolamina)

Glicerol (Glicerol (fosfatidilglicerol)fosfatidilglicerol)

GlicerofosfolípidosGlicerofosfolípidos

Genralmente el C1 tiene un AG saturado Genralmente el C1 tiene un AG saturado de Cde C1616 -C-C1818 y en C2 un insaturado de C y en C2 un insaturado de C1616--CC20.20.

Dipalmitoil fosfatidilcolina es el surfactante Dipalmitoil fosfatidilcolina es el surfactante pulmonar.pulmonar.

ESFINGOFOSFOLIPIDOSESFINGOFOSFOLIPIDOS

Cuando posee un ácido graso unido al Cuando posee un ácido graso unido al alcohol esfingosina y un grupo fosfóricoalcohol esfingosina y un grupo fosfórico

EsfingofosfolípidoEsfingofosfolípido

FuncionesFunciones

Componente importante de las membranas Componente importante de las membranas celulares de todas las células, principalmente celulares de todas las células, principalmente en las neuronas (esfingomielina)en las neuronas (esfingomielina)

AnfipáticosAnfipáticos

Patología: enfermedades degenerativasPatología: enfermedades degenerativas

EsfingomielinaEsfingomielina

Esfingofosfolípidos más comunes.Esfingofosfolípidos más comunes.

Ceramida con fosfocolina o Ceramida con fosfocolina o fosfoetanolamina (esfingofosfolípidos).fosfoetanolamina (esfingofosfolípidos).

Abundante en la cubierta de mielina de los Abundante en la cubierta de mielina de los axones nerviosos, donde aisla y aumenta la axones nerviosos, donde aisla y aumenta la conducción en las fibras nerviosasconducción en las fibras nerviosas

Esfingolípidos: Esfingolípidos: GlucolípidosGlucolípidos

Ácido graso unido a una molécula de esfingosina y carbohidratos ( sin fósforo).

Un solo monosacárido: Cerebrósido

Más de un monosacárido: Gangliósido

Cerebrósidos:Cerebrósidos: galactocerebrósidos y galactocerebrósidos y glucocerebrósidos.glucocerebrósidos.

Gangliósidos:Gangliósidos: -Ceramidas con oligosacáridos con por lo-Ceramidas con oligosacáridos con por lo menos 1 resíduo siálico.menos 1 resíduo siálico. -6% de lípidos cerebrales.-6% de lípidos cerebrales. -Receptores de hormonas glucoproteicas -Receptores de hormonas glucoproteicas

de la hipófisis.de la hipófisis. -Receptores de toxinas proteicas -Receptores de toxinas proteicas

(colérica).(colérica).

Ejemplo: LosEjemplo: Los gruposgrupos sanguíneossanguíneos

En la superficie celular los En la superficie celular los glucoglucoesfingolípidosesfingolípidos participan en participan en procesos de señalización y reconocimientoprocesos de señalización y reconocimiento

Por ejemplo, constituyen la base del Por ejemplo, constituyen la base del mecanismo de clasificación sanguínea, al mecanismo de clasificación sanguínea, al constituir a los constituir a los

grupos sanguíneos A, B, O.grupos sanguíneos A, B, O.

Otros tiposOtros tipos

ESTEROIDESESTEROIDES

Derivados del Derivados del ciclopentanoperciclopentanoperhidrofenantrenohidrofenantreno

Colesterol es el Colesterol es el más abundante más abundante en animales. en animales.

ColesterolColesterol

Esterol (C3-OH)Esterol (C3-OH)Posee un grupo OH Posee un grupo OH que le confiere que le confiere anfipatíaanfipatíaForma parte de la Forma parte de la estructura de la estructura de la membrana celular membrana celular (30-40%)(30-40%)Origina Hormonas Origina Hormonas esteroideasesteroideas

ColesterolColesterol

EsterificadoEsterificado HidrofóbicoHidrofóbico Abundante en Abundante en

lipoproteínaslipoproteínas

Patología: Patología: arteriosclerosisarteriosclerosis

ColesterolColesterol

Precursor de hormonas:Precursor de hormonas:

Sexuales Sexuales : andrógenos, estrógenos y : andrógenos, estrógenos y testosteronatestosterona

MineralocorticoidesMineralocorticoides: Aldosterona: Aldosterona

GlucocorticoidesGlucocorticoides: Cortisol: Cortisol

Vitamina DVitamina D: regula metabolismo de Ca.: regula metabolismo de Ca.

TERPENOSTERPENOS

Se sintetizan a partir de precursores Se sintetizan a partir de precursores isoprenos.isoprenos.Son moléculas lineales o cíclicas.Son moléculas lineales o cíclicas.Vitaminas (vitamina A, E y K)Vitaminas (vitamina A, E y K)Esencias vegetales (mentol, geraniol, Esencias vegetales (mentol, geraniol, limoneno, alcanfor, limoneno, alcanfor, eucaliptol,vainillina). eucaliptol,vainillina). Pigmentos vegetales (carotina y la Pigmentos vegetales (carotina y la xantofila).xantofila).

EICOSANOIDESEICOSANOIDESDerivados del Acido AraquidónicoDerivados del Acido Araquidónico

Mediadores de Mediadores de procesos como la procesos como la coagulación e coagulación e inflamacióninflamación

ProstaglandinasProstaglandinas

TromboxanosTromboxanos

LipoxinasLipoxinas

LeucotrienosLeucotrienos

ABSORCIÓN Y ABSORCIÓN Y DIGESTIÓNDIGESTIÓN

Digestión de los polímeros de la dieta

Digestión y absorciónDigestión y absorción

DigestiónDigestión

Lipasa lingualLipasa lingual continúa actividad a PH bajo, continúa actividad a PH bajo, específica enlace ester 3, de cadena corta específica enlace ester 3, de cadena corta (leche)(leche) EstomagoEstomago: : Licuefacción y emulsificaciónLicuefacción y emulsificación

lipasa gástricalipasa gástrica que hidroliza TAG de cadena que hidroliza TAG de cadena corta y medianacorta y medianaAprox. 30% de TAG digeridosAprox. 30% de TAG digeridosLos ácidos de cadena corta y media son Los ácidos de cadena corta y media son absorbidos por la pared gástrica e ingresan a absorbidos por la pared gástrica e ingresan a la vena porta.la vena porta.

DigestiónDigestión

Intestino DelgadoIntestino DelgadoBilis:Bilis: Es producida en el Hígado y Es producida en el Hígado y almacenada en la vesícula biliar. almacenada en la vesícula biliar. Emulsifica, Emulsifica, neutraliza, excreta colesterol y pigmentos neutraliza, excreta colesterol y pigmentos biliares.biliares.Páncreas:Páncreas: Lipasa pancreática:Lipasa pancreática: Hidroliza los TAG Hidroliza los TAG ColipasaColipasa: Anclaje: Anclaje Fosfolipasa A2Fosfolipasa A2, forma lisofosfolípidos , forma lisofosfolípidos

Producto: (72%) Producto: (72%) 2- Monoacílglicerol2- Monoacílglicerol + + ácidos grasos libres + glicerol (22%)ácidos grasos libres + glicerol (22%)

52

Enzimas involucradasEnzimas involucradas

ENZIMASENZIMAS LOCALIZACIÓNLOCALIZACIÓN

LIPASALIPASA PáncreasPáncreas

ISOMERASAISOMERASA IntestinoIntestino

COLESTEROL COLESTEROL ESTERASAESTERASA PáncreasPáncreas

FOSFOLIPASA AFOSFOLIPASA A22 PáncreasPáncreas

53

LIPASALIPASA

Hidroliza Hidroliza uniones éster de uniones éster de carbonos carbonos (()) del glicerol de las del glicerol de las grasas neutras grasas neutras (Triacilgliceroles)(Triacilgliceroles)

H2C OH

HC O

H2C O

C R

H2C OH

HC O

H2C OH

O

C R

O

H2C O

HC O

H2C O

CO R

C

O

R

C R

O

C R

O

CHO

O

R

CHO

O

R

1,2-DAG

+

LIPASA

2-MAG

+

TAG

LIPASA

AG

AG

54

ISOMERASAISOMERASATraslada el grupo acilo de Traslada el grupo acilo de la posición 2 a la posición la posición 2 a la posición 1.1.

Luego la hidrólisis del Luego la hidrólisis del monoacilglicerol (MAG) monoacilglicerol (MAG) se completa por acción se completa por acción de la Lipasa.de la Lipasa.

H2C OH

HC O

H2C OH

C R

H2C O

HC OH

H2C OH

O

C R

O

1-MAG

2-MAG

ISOMERASA

55

COLESTEROL COLESTEROL ESTERASAESTERASA

Cataliza la hidrólisis de ésteres de Cataliza la hidrólisis de ésteres de colesterol con ácidos grasos.colesterol con ácidos grasos.

CO

R OCO

R OHOH

ESTER DE COLESTEROL COLESTEROL AG

COLESTEROLASA

56

FOSFOLIPASA AFOSFOLIPASA A22

Cataliza la hidrólisis del enlace éster que une el Cataliza la hidrólisis del enlace éster que une el ácido graso al hidroxilo del carbono 2 del glicerol ácido graso al hidroxilo del carbono 2 del glicerol en los en los GlicerofosfolípidosGlicerofosfolípidos..

Se forma un ácido graso y lisofosfolípidoSe forma un ácido graso y lisofosfolípido

CH

H2C

O

H2C O

O

C

P

C

O

O

O R1

O

R2

O

X

CH

H2C

HO

H2C O

O

C

P

O

O

R1

O

O

X

OHC

O

R2+FOSFOLIPASA

A2

57

FUNCIÓN DE LOS ÁCIDOS FUNCIÓN DE LOS ÁCIDOS BILIARESBILIARES

Aumentan la función de la Lipasa pancreática.Aumentan la función de la Lipasa pancreática.

Reducen la “Reducen la “Tensión SuperficialTensión Superficial” ” y con ello y con ello favorecen la formación de una favorecen la formación de una EMULSIÓNEMULSIÓN de de las grasas. las grasas.

Contribuyen a dispersar los lípidos en pequeñas Contribuyen a dispersar los lípidos en pequeñas partículas y por lo tanto hay mas superficie partículas y por lo tanto hay mas superficie expuesta a la acción de la lipasa.expuesta a la acción de la lipasa.

Favorece la absorción de Vitaminas Favorece la absorción de Vitaminas Liposolubles.Liposolubles.

Ácidos biliaresÁcidos biliares

hidrofóbica

hidrofílicaÁcido cólico

Lipasa pancreática

TAG´s

Digestión de Digestión de grasasgrasas

60

ABSORCIÓNABSORCIÓN

Proceso mediante el cuál las sustancias Proceso mediante el cuál las sustancias resultantes de la digestión ingresan a la resultantes de la digestión ingresan a la sangre mediante a través de membranas sangre mediante a través de membranas permeables (sust. de bajo PM) o por permeables (sust. de bajo PM) o por medio de transporte selectivo.medio de transporte selectivo.

Absorción de GrasasAbsorción de Grasas

La capacidad de absorber grasas, depende de la La capacidad de absorber grasas, depende de la integridad del integridad del hígado y páncreashígado y páncreas..Los ácidos biliares se combinan con los ácidos Los ácidos biliares se combinan con los ácidos grasos, 2-mono-glicéridos, colesterol libre o grasos, 2-mono-glicéridos, colesterol libre o esterificado y vitaminas liposolubles, para formar esterificado y vitaminas liposolubles, para formar las las micelasmicelas..Absorción de TAG en borde en cepillo del Absorción de TAG en borde en cepillo del epitelio intestinal (90%)epitelio intestinal (90%)

La falta de eficiencia en este proceso, provoca La falta de eficiencia en este proceso, provoca esteatorreaesteatorrea..

ABSORCIÓN DE LÍPIDOSABSORCIÓN DE LÍPIDOS

Forma en que se absorben.Forma en que se absorben.2 MAG (72%)2 MAG (72%)GLICEROL (22%)GLICEROL (22%)ACIDOS GRASOS LIBRESACIDOS GRASOS LIBRES1 MAG (6%)1 MAG (6%)

Se absorben en el intestino delgadoSe absorben en el intestino delgadoEn las células intestinales se sintetizan En las células intestinales se sintetizan nuevamente los TAG.nuevamente los TAG.Absorción del Colesterol: se absorbe en el Absorción del Colesterol: se absorbe en el intestino y luego se incorpora a los intestino y luego se incorpora a los QUILOMICRONESQUILOMICRONES como tal o como ésteres con como tal o como ésteres con AG.AG.

Absorción lípidosAbsorción lípidos

Digestión y absorciónDigestión y absorción

FosfolípidosTriacilgliceroles y ésteres de Colesterol.

B-48

C-III

C-II

Apolipoproteínas

Colesterol

Quilomicrón

GRACIASGRACIAS