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lOMoARcPSD|59280983 Precursores De Macromoléculas Y Las Macromoléculas. Bioquimica 1. Bioquimica 1. Precursores De Macromoléculas Y Las Macromoléculas. Bioquímica I (Universidad Autónoma de Santo Domingo) Bioquímica I (Universidad Autónoma de Santo Domingo) Scan to open on Studocu Scan to open on Studocu Studocu is not sponsored or endorsed by any college or university Studocu is not sponsored or endorsed by any college or university Downloaded by fortune Jameson (yanilasaldefortune@gmail.com)
lOMoARcPSD|59280983 Precursores De Macromoléculas Y Las Macromoléculas Biomoléculas La bioquímica es la ciencia delegada del análisis de la vida a grado molecular, es por esto que para estudiarla se necesita exponer los primordiales conceptos que la configuran y describir las interrelaciones que se establecen entre ellos. Se denominan biomoléculas a cada una de las moléculas que intervienen en la composición y manejo del organismo vivo, lo mismo sean gigantes moléculas poliméricas (macromoléculas) como los polisacáridos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos o sus monómeros: monosacáridos, ácidos grasos, aminoácidos y nucleótidos, así como sus intermediarios metabólicos. Esto quiere decir cientos de moléculas diversas: sin embargo, a partir de un criterio cómodo las biomoléculas, se agrupan en 7 categorías que paralelamente son los elementos relevantes de la dieta: carbohidratos, proteínas, lípidos, agua, iones (minerales: que acceden a conformar parte de la dieta y de la materia viva ingresan a los organismos como sales y en cuanto éstas se disuelven en los líquidos del organismo, los minerales se ionizan y tienen la posibilidad de ser considerados como iones.), vitaminas y ácidos nucleicos. La composición de las biomoléculas Sin tener que entrar en el detalle químico de la composición de los monómeros: monosacáridos, ácidos grasos, aminoácidos y nucleótidos - que se verá más adelante conviene tener una iniciativa inicial de cómo son las gigantes moléculas de los seres vivos, los carbohidratos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos. Por otro lado, para la síntesis de proteínas y los ácidos nucleicos es imprescindible una información descriptiva referente a la sucesión de los monómeros que las conforman y es por esto que a ambas últimas se las distingue con el nombre de "moléculas informativas" y en la situación de los ácidos nucleicos, la lectura de la sucesión de los nucleótidos es la base elemental para la codificación de la información genética en los organismos vivos. Los polisacáridos, las proteínas y los ácidos nucleicos, están compuestos por enlaces hidrolizables, o sea, que tienen la posibilidad de romper por la ingreso de la molécula de agua liberando de esta forma los monómeros que las conforman. Es de esta forma que de las Downloaded by fortune Jameson (yanilasaldefortune@gmail.com)
lOMoARcPSD|59280983 moléculas de glucógeno se recibe como producto de hidrólisis a la glucosa; las proteínas se hidrolizan hasta liberar los 20 diferentes aminoácidos que las conforman y de los ácidos nucleicos se obtienen los 4 nucleótidos que los conforman y que para el DNA son los nucleótidos de adenina, guanina, timina y citosina. Los 5 conceptos primordiales –llamados los recursos de la bioquímica– se crean una vez que las biomoléculas ingresan al organismo y son tomadas por los sistemas de transporte que las conducen hacia la liberación de energía química la cual necesitan los organismos para hacer sus funcionalidades y hacia la biosíntesis de las novedosas moléculas, entre ellas, las portadoras de la información bioquímica: las proteínas y los ácidos nucleicos. Los bioelementos: Los 10 recursos que más abundan en el organismo humano, en porciento del peso del cuerpo y que habitualmente acceden y conformar parte de la dieta y de la materia viva ingresan a los organismos como sales y en cuanto éstas se disuelven en los líquidos del organismo, los minerales se ionizan y tienen la posibilidad de ser considerados como iones o macroelementos son: (O, C, H, N, Ca, P, K, S, Cl y Na). Los 10 bioelementos restantes, denominados micro elementos representan solamente el 1.6 % del peso del cuerpo y son: (Co, Cu, Cr, Fe, F, I, Miligramo, Mn, Mo, Zn) más otros bioelementos que se hallan rara vez. Funciones generales de los bioelementos: Los bioelementos carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, que en grupo aportan el 95 % del peso del organismo humano, cumplen sus funcionalidades primordiales formandoparte de la mayor parte de las biomoléculas orgánicas, o sea las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos; así como de sus monómeros, los aminoácidos,monosacáridos, ácidos grasos y nucleótidos y de sus intermediarios metabólicos.Ciertos de los macroelementos desempeñan funcionalidades por sí mismos, como eloxígeno que participa en las oxidaciones; el calcio y el fósforo en la Página 2 de 10 Downloaded by fortune Jameson (yanilasaldefortune@gmail.com)
lOMoARcPSD|59280983 composición de los huesos; el sodio, potasio, cloro, calcio, fósforo y magnesio como elementos iónicos de los líquidos orgánicos, en los cuales contribuyen al equilibrio eléctrico, a la presión osmótica y al equilibrio ácido-base; el azufre pertenece a 2 aminoácidos y el fósforo tiene un papel bastante fundamental en los nucleótidos como el ATP y en los ácidos nucleicos, que tienen dentro el código genético de todos los organismos vivos. Ciertos de dichos bioelementos menores, cumplen funcionalidades especiales tales como: el fierro conformando parte de la hemoglobina y los citocromos. Las proteínas: Son de elevado peso molecular, conforman dispersiones coloidales y permanecen compuestas por alfa-aminoácidos en enlace peptídico, en un número que cambia entre 50 hasta bastante más de 1000 aminoácidos, arreglados en sucesión lineal que se arrollan luego para constituir 4 niveles estructurales. Aminoácidos: Son las unidades primordiales de cada una de las proteínas, sustancias en las que el conjunto amino está ubicado en el átomo de carbono velozmente adyacente al conjunto ácido carboxílico. De esta forma continuamente hay por lo menos un átomo de carbono entre el conjunto amino y el conjunto carboxílico. Nomenclatura: El aminoácido que aporta el conjunto carboxilo para la formación del enlace peptídico se llama primero, con la terminación il, luego se denomina el aminoácido que aporta el conjunto amino. Basado en los códigos de 3 letras de los aminoácidos del conjunto amino que no ha reaccionado se encuentra a la izquierda, y el conjunto carboxilo que no ha reaccionado, a la derecha ejemplo la glicilalanina se abrevia Gly- Ala. Página 3 de 10 Downloaded by fortune Jameson (yanilasaldefortune@gmail.com)
lOMoARcPSD|59280983 Funciones biológicas de las proteínas: Así como las proteínas son parte de cada una de las construcciones celulares participan además como agentes activos en cada una de las funcionalidades de la célula y del organismo. De esta forma ejemplificando las proteínas funcionan en los diversos tipos de trabajo de las células: químico, mecánico, osmótico y eléctrico, ejemplos de dichos son: el trabajo químico de cada una de las actitudes celulares; el trabajo mecánico de la contracción muscular; el trabajo osmótico que por medio del transporte activo posibilita la ingreso y salida de metabolitos en la célula viva y el trabajo eléctrico que es bastante evidente en la conducción nerviosa y en los fenómenos de percepción y sensibilidad como el dolor, la temperatura, la luz, la estabilidad del cuerpo y los fenómenos eléctricos del pensamiento. A grado del organismo las proteínas poseen además una fundamental funcionalidad nutricional, conformando el primordial ingreso nitrogenado del organismo. Las proteínas de membrana se ocupan además de servir como marcadores de la individualidad celular, se ocupan de hacer los primordiales tipos de transporte activo y pasivo de la célula: difusión proporcionada, contratransporte, etcétera. Las proteínas funcionan prominentemente como Carriers de diversos tipos de sustancias: el oxígeno es llevado por la hemoglobina, el cobre por la ceruroplasmina, el fierro por la siderofilina, los ácidos grasos por la albúmina que además lleva los pigmentos biliares, los lípidos por las lipoproteínas, etc. Niveles estructurales: • Composición primaria: Esta composición se basa en la sucesión lineal de aminoácidos en la cadena y se encuentra estabilizada por el enlace peptídico entre los aminoácidos. La primaria es la exclusiva composición que está codificada en los genes, y de ella derivan los restantes niveles estructurales. O sea, cada tipo de molécula proteica tiene una estructura química específica, una sucesión ordenada y exclusiva de aminoácidos de un definido peso molecular. Dada la sucesión de aminoácidos, la cadena Página 4 de 10 Downloaded by fortune Jameson (yanilasaldefortune@gmail.com)
lOMoARcPSD|59280983 proteica toma las construcciones secundaria, terciaria y en su caso cuaternario correspondiente. Composición secundaria: Se apoya en el plegamiento de la cadena de aminoácidos para conseguir la manera del alfa-hélice, las placas paralelas y antiparalelas y el enredamiento independiente, que son los tipos o motivos primordiales de la composición secundaria. Composición terciaria: La manera universal de una proteína, definida por todos los recodos, giros y secciones de la composición alfa helicoidal que semejan a una esfera constituye su composición terciaria, la cual se mantiene en ventaja de muchas y diferentes interrelaciones, todo lo mencionado provoca que tengan reducida su capacidad de expansión, o sea, su tendencia a desplegarse. Composición cuaternaria: Es la disposición espacial que muestran cadenas polipeptídicas personales, para constituir una proteína de más grande jerarquía referente a su organización. • • • Clasificación de las proteínas: Las proteínas tienen la posibilidad de clasificarse según diferentes criterios, como ser, por su conformación nativa se ordenan en: • fibrosas: muestran composición secundaria y se encuentran dispuestas, las fibras, durante un eje. Son insolubles en agua, muestran gran resistencia física por lo cual se encuentran similares a ocupaciones mecánicas, de contracción, tracción o esfuerzo, etcétera. Ejemplo de esta clase son: elastina, queratina, colágeno, etcétera. • globulares: constituidas por cadenas plegadas de tal modo que resultan en forma esférica compacta (estructura terciaria). Generalmente son solubles en agua, y poseen un papel bastante dinámico en el organismo. Página 5 de 10 Downloaded by fortune Jameson (yanilasaldefortune@gmail.com)
lOMoARcPSD|59280983 Varias proteínas comparten características de los dos conjunto tal la situación de la miosina o el fibrinógeno que a pesar de tener una composición del tipo fibroso son solubles en resoluciones salinas. Carbohidratos: Los carbohidratos son moléculas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno (C, H, O) e integran varias de las moléculas más importantes en la vida de los organismos, como son la glucosa, que es universalmente usada por las células para la obtención de energía metabólica, el glucógeno contenido en el hígado y el músculo, que forma la reserva de energía más de forma sencilla asequible para las células del organismo y la ribosa y desoxirribosa que son parte de la composición química de los ácidos nucleicos. Definición: A partir de la perspectiva química, los carbohidratos son polihidroxi aldehídos o cetonas y sus polímeros y hay en 3 categorías primordiales distinguibles por el número de unidades de sacarosa que los conforman: monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. Clasificación: 1. Monosacáridos: Son sustancias cristalinas, solubles en agua, y principalmente de sabor dulce. Su nomenclatura se refiere a la proporción de carbonos de su cadena primordial y su funcionalidad. Los monosacáridos con 5 o más átomos de carbono en su esqueleto aparecen en ruptura como construcciones cíclicas debido a que se forma un enlace covalente entre el átomo de oxígeno de uno de los conjuntos hidroxilo y el átomo de carbono del carbonilo. El enlace covalente intramolecular entre un hidroxilo y el carbonilo forma un hemiacetal en las aldosas, y un hemicetal en las cetosas. Página 6 de 10 Downloaded by fortune Jameson (yanilasaldefortune@gmail.com)
lOMoARcPSD|59280983 Las maneras isoméricas de los monosacáridos que difieren entre sí únicamente en la configuración en torno al átomo de carbono hemiacetálico o hemicetálico se llaman anómeros. El conjunto carbonilo de las aldosas puede oxidarse, lo cual supone que las aldosas son agentes reductores (azúcares reductores). El azúcar y la trehalosa no son azúcares reductores ya que no poseen el conjunto aldehído independiente. 2. Oligosacáridos: Formados por la alianza de unos pocos monosacáridos de 6 carbonos, hexosas, asociados por medio de un enlace glucosídico. De los oligosacáridos relevantes en bioquímica, los más importantes son los disacáridos, conformados como su nombre genérico lo sugiere por 2 monosacáridos. 3. Polisacáridos: Una vez que gran proporción de moléculas de hexosas se integran por medio de enlaces glucosídicos están formados monumentales moléculas, constituidas por varias subunidades, que se llaman polímeros. Los polímeros formados por varios monosacáridos se llaman polisacáridos. En las funcionalidades de estas maximolécula está la de guardar energía tal la situación del glucógeno y el almidón. Lípidos: Los lípidos son un conjunto heterogéneo de sustancias orgánicas que poseen en común el ser moléculas no polares, insolubles en el agua, solubles en los solventes orgánicos, estar formadas de Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y algunas veces Fósforo, Nitrógeno y Azufre y que son ésteres reales o potenciales de los ácidos grasos. Los lípidos son biomoléculas orgánicas que se distribuyen de forma universal en todos los seres vivientes y que desempeñan en ellos varias funciones, como son: a) Los lípidos conforman el material importante de cada una de las membranas celulares y subcelulares, en las que aportan la bicapa de fosfolípidos. Página 7 de 10 Downloaded by fortune Jameson (yanilasaldefortune@gmail.com)
lOMoARcPSD|59280983 b) Los lípidos conforman la más grande reserva de energía de los organismos. Las grasas funcionan como aislante térmico bastante efectivo para defender a los organismos del gélido ambiental, por lo cual los animales de las regiones frías del mundo se salvaguardan con una gruesa capa de grasa bajo la dermis y además las grasas sirven de un amortiguador mecánico efectivo, que salvaguarda los órganos internos como el corazón y el riñón. Los lípidos funcionan como hormonas de gran relevancia para la fisiología humana. Los lípidos poseen una funcionalidad nutricional fundamental y figuran en la dieta tipo aportando en torno al 30 % de las kilocalorías de la dieta y como fuente de los ácidos grasos importantes. c) d) e) Clasificación 1. Lípidos Simples: Ácidos grasos: Son ácidos monocarboxílicos de cadena lineal R-COOH, donde R es una cadena alquilo formada únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. La insaturación de los ácidos grasos afecta en las características físicas de la grasa puesto que los ácidos grasos insaturados poseen aspectos de fusión más bajos que los saturados que corresponden. Las grasas que poseen mayormente ácidos grasos saturados son sólidas o semisólidas a temperatura ambiente: sebo de res o de cordero, manteca de cerdo, la mantequilla o la margarina; sin embargo los aceites que son líquidos a temperatura ambiente están compuestos en su mayoría por ácidos grasos con una o numerosas insaturaciones (poliinsaturados). Los ácidos grasos que más abundan en la naturaleza son el ácido oleico (~30 % del total de ácidos grasos) y el palmítico que representa en la mayor parte de los casos de 10 a 50 % del total de ácidos grasos. Otros ejemplos de ácidos grasos saturados son: láurico, butírico, esteárico, etcétera., entre los insaturados poseemos: linolénico, araquidónico. 2. Lípidos compuestos: Página 8 de 10 Downloaded by fortune Jameson (yanilasaldefortune@gmail.com)
lOMoARcPSD|59280983 • Glicerofosfolípidos: Son un conjunto numeroso de lípidos compuestos, relevantes en la composición de las membranas y derivados del ácido fosfatídico, que poseen como alcohol al glicerol y que integran 2 ácidos grasos. Esfingolípidos: son un conjunto de lípidos compuestos que se derivan del alcohol aminado esfingosina. Glucolípidos: incluye a los cerebrósidos y gangliósidos son lípidos complicados, especializados y numerosos en el tejido nervioso. • • 3. Lípidos asociados: Los lípidos primordiales y los compuestos comparten entre sí una de las características más en general de los lípidos, que es la de ser todos ellos ésteres de los ácidos grasos; en lo que los lípidos asociados tienen la posibilidad de o no, estar esterificados y se integran en la categoría de los lípidos por su naturaleza no polar que los hace solubles en los solventes orgánicos y por salir junto con los lípidos una vez que dichos se extraen de los tejidos. Se dividen en tres series: terpenoides, eicosanoides y esteroides. I. Terpenoides: El término terpenoide tiene relación con una clase bastante variada de compuestos semejantes a los terpenos, una composición que deriva de la unidad de 5 carbonos llamada isopreno y que tiene un contenido mínimo de 10 átomos de carbono o los mayores tienen la posibilidad de llegar a tener centenares de ellos. II. Esteroides: Los esteroides son lípidos de la más alta trascendencia en la fisiología humana y su composición química deriva del núcleo del ciclopentanoperhidrofenantreno: el colesterol, molécula de 27 carbonos, compuesto original que da sitio a la formación de los diferentes esteroides, los cuales en número de algunas decenas intervienen en las funcionalidades del organismo humano, la mayor parte de ellos como hormonas. III. Eicosanoides: Un conjunto de moléculas de naturaleza lipídica, es conocido como los eicosanoides pues son derivados del ácido graso araquidónico de 20 carbonos y 4 dobles enlaces. Los eicosanoides poseen Página 9 de 10 Downloaded by fortune Jameson (yanilasaldefortune@gmail.com)
lOMoARcPSD|59280983 la función de actuar como hormonas locales, o sea, se fabrican en una célula y trabajan en ella o en sus cercanías, sin necesidad de ser acarreadas por la sangre a órganos y tejidos distantes. Ácidos Nucleicos: Son macromoléculas que resultan de la polimerización lineal de nucleótidos, monómeros complicados. Nucleótidos: Los nucleótidos son considerados monómeros complicados pues se forman por 3 piezas químicas, fosfato inorgánico –de fórmula O-P-O, pentosa –puede ser ribosa o desoxirribosa, y bases: purina o pirimidina – se las conocen generalmente como bases nitrogenadas Las bases nitrogenadas tienen la posibilidad de definirse estructuralmente como anillos heterocíclicos, formados por átomos de C, N, e H. A la pentosa de un nucleósido puede unirse uno o más conjuntos fosfatos, por medio de enlaces covalentes, formándose de esta forma un nucleótido. Como ejemplo de nucleótidos que actúa como intermediarios energéticos tenemos la posibilidad de nombrar al ATP sigla con la que se identifica a la adenosina-tri-fosfato, molécula conformada por la alianza de: adenosina + ribosa + 3 equipos de ácidos fosfóricos enlazados consecutivamente (mediante enlaces covalentes). Página 10 de 10 Downloaded by fortune Jameson (yanilasaldefortune@gmail.com)
