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Profesor:Mauricio Sandoval Pozo, PhD.
[email protected]
BIOQUMICA APLICADAAGE-017
Programa Especial de Agronoma
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UNIDAD IINTRODUCCIN, ESTRUCTURA, COMPORTAMIENTO Y FUNCIONES
DE AMINOACIDOS, PROTENAS Y ENZIMAS 24 HORASUNIDAD IIMETABOLISMO
INTERMEDIARIO 30 HORASUNIDAD IIICIDOS NUCLEICOS Y REGULACIN GNICA
18 HORAS
UNIDADES TEMTICAS
EVALUACIONESPruebas Parciales 3 80%
UNIDAD I 30 de Abril 30%UNIDAD II 04 de Junio 30%UNIDAD III 25
de Junio 20%
Seminarios y trabajos 20%
Nota Presentacin 60%
Examen Final 02 o 09 de Julio 40%
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UNIDAD I:INTRODUCCIN, ESTRUCTURA, COMPORTAMIENTO Y
FUNCIONES DE AMINOACIDOS, PROTENAS Y ENZIMAS
Profesor:Mauricio Sandoval Pozo, PhD.
[email protected]
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Tema 1: LA CLULA
1- Todo ser vivo est formado por una o ms clulas.
2- La clula es lo ms pequeo que tiene vida propia: es la
unidadanatmica y fisiolgica del ser vivo.
3- Toda clula procede de otra clula preexistente.
4- El material hereditario pasa de la clula madre a las
hijas.
En el siglo XIX se establece lo que se conoce como Teora
Celular,que dice lo siguiente:
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MEMBRANA PLASMTICA: unamembrana que la separa del medio
externo,pero que permite el intercambio de materia.
La estructura bsica de una clula consta de:
CITOPLASMA: una solucin acuosaen el que se llevan a cabo
lasreacciones metablicas.
ADN: material gentico, formadopor cidos nucleicos.
ORGNELOS SUBCELULARES: estructurassubcelulares que desempean
diferentesfunciones dentro de la clula.
ESTRUCTURA DE LA CLULA
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CLULA PROCARIOTA
El material gentico ADN est libre en elcitoplasma.
Slo posee unos organelos llamadosribosomas.
Es el tipo de clula que presentan lasbacterias
CLULA EUCARIOTA
El material gentico ADN estencerrado en una membrana y forma
el
ncleo.Poseen un gran nmero de organelos.
Es el tipo de clula que presentan elresto de seres vivos.
ESTRUCTURA DE LA CLULA
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Clula eucariota animal Clula eucariota vegetal
Recordar: la clula vegetal se caracteriza por:
Tener una pared celularadems de membrana
Presenta cloroplastos, responsables de la fotosntesis
Carece de centriolos .
TIPOS DE CLULAS EUCARIOTAS
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Ncleo: contiene lainstrucciones para el
funcionamiento celular y laherencia en forma deADN.
Mitocondrias: responsables dela respiracin celular, con la quela
clula obtiene la energanecesaria.
Retculo : red de canalesdonde se fabrican lpidos yprotenas que
sontransportados por toda la
clula..
Aparato de Golgi : red decanales y vesculas quetransportan
sustancias alexterior de la clula.
Vacuolas:vesculasllenas desustancias dereserva
odesecho.Lisosomas: vesculas
donde se realiza ladigestin celular.
Ribosomas:responsables
de lafabricacin deprotenas
Centriolos: intervienen en
la divisin celular y en elmovimiento de la clula.
ORGANELOS CELULARES
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Tema 2: PROTENA Y AMINOCIDOS
Las protenas estn formadas por unidades bsicas quecorresponden a
los aminocidos, los cuales se unen entre s para
formar una estructura en cadena.Son macromolculas, de PM muy
elevados.
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C
grupo -aminogrupo
carboxilo
Son -amino cidos
FRMULA GENERAL DE LOS AMINOCIDOS
Radical sustituyente
determinanlas caractersticasbiolgicas del AA
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Las protenas estn formadas por L-aminocidos
L-alanina D-alanina
FRMULA GENERAL DE LOS AMINOCIDOS
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NATURALEZA DE LOS RADICALES O CADENAS LATERALES DE
LOSAMINOCIDOS
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ABREVIATURA CLASICA Y MODERNA DE LOS 20 AMINOCIDOSQUE FORMAN LAS
PROTENAS
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GRUPO R SIN CARGA, ALIFTICOS, NO POLARES
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GRUPO R SIN CARGA, POLARES
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GRUPO R AROMTICOS
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GRUPO R CON CARGA NEGATIVA (-) A pH CELULAR
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GRUPO R CON CARGA POSITIVA (+) A pH CELULAR
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FORMACIN DEL ENLACE PEPTDICO
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MODIFICACIN DE GRUPOS QUMICOS EN LAFORMACIN DEL ENLACE
PEPTDICO
CUANDO LOS AMINOACIDOS SE UNEN MEDIANTE ENLACES PEPTIDICOS
SE DENOMINAN RESIDUOS DE AMINOACIDOS
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ESTRUCTURA DE PROTENAS
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NIVELES DE COMPLEJIDAD ESTRUCTURAL
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amino
terminal
carboxilo
terminal
ESTRUCTURA PRIMARIA
Corresponde a la secuencia de aminocidos de una protenay es
mantenida por los enlaces peptdicos
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ESTRUCTURA PRIMARIA
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ESTRUCTURA PRIMARIA
El enlace peptdico tiene carcter de doble enlace y una
rotacin restringida
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ESTRUCTURA PRIMARIA
El enlace peptdico tiene una geometra plana, solo existelibre
rotacin al C
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ESTRUCTURA SECUNDARIA
La restriccin en las rotaciones del enlace peptdico
favorecealgunas conformaciones de la cadena polipeptdica
a-hlice lmina plegada
Estructura secundaria son estructuras peridicas, con ngulos
f y y que se repiten a lo largo de la estructura.
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Helicoide alfa o alfa hlix: un tipo de estructurasecundaria de
las protenas que es estabil izado mediantela formacin de puentes de
hidrogeno entre los gruposcarbonilo e imino de distintos residuos
de aminocidos
ESTRUCTURA SECUNDARIA: -HELICE
Formacin depuentesde Hidrgenocada tres
residuos deaminocidos
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ESTRUCTURA SECUNDARIA: -HELICE
La -hlice se estabiliza atravs de puentes de Hidrgenoque se
forman entre el grupo>C=O de un enlace peptdico y
el grupo >NH de otro
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LA -HLICE ESRIGHT-HANDED
ESTRUCTURA SECUNDARIA: -HELICE
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CaGRUPO
CARBOXILO
GRUPOAMINO
La presencia de prolina interrumpe la -hlice,su C no puede rotar
libremente
ESTRUCTURA SECUNDARIA: -HELICE
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Los aminocidos forman una cadena en forma de zigzag, denominada
disposicinen lmina plegada.
ESTRUCTURA SECUNDARIA: TIPO
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ESTRUCTURA SECUNDARIA: TIPO
Antiparalela: seforma cuando lasdos cadenaspolipeptdicas
corren
en direccin opuesta(una corre del grupoamino al carboxilo yla
otra del carboxilo
al amino)
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ESTRUCTURA SECUNDARIA: TIPO
Paralela: si lascadenaspolipeptdicas
adyacentes correnen la mismadireccin
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ESTRUCTURA SECUNDARIA: -GIRO
Este es el nivel secundario de la organizacin proteica
quepermite el cambio de direccin de la cadena peptdica,necesario
para que la protena adopte una estructura mas
compacta.
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LLAVE GRIEGA BARRIL BETA
ESTRUCTURA SUPER-SECUNDARIA: MOTIF
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ESTRUCTURA SUPER-SECUNDARIA: DOMINIO
Son unidades estructuralescompactas, estables, dentrode una
protena, formadas porsegmentos de una cadena
peptdica que se pliegan deforma independiente, con unaestructura
y funcindistinguible de otras regionesde la protena
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ESTRUCTURA TERCIARIA
Es su disposicin espacial; es decir, el plegamiento de los
elementos estructurales secundarios, junto con las
disposicionesespaciales de sus cadenas, esto es, el arreglo
tridimensional detodos los aminocidos.
ESTRUCTURA TERCIARIA
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ESTRUCTURA TERCIARIA
INTERACIONES DBILES: Puentes de hidrgeno,interacciones polares,
interacciones hidrofbicas
ENLACE COVALENTE: Puentes dislfuro, entre residuos de
cistena
ESTRUCTURA TERCIARIA
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ESTRUCTURA TERCIARIA
TIPO GLOBULARMIOGLOBINA
TIPO FIBROSOCOLGENO
ESTRUCTURA CUATERNARIA
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ESTRUCTURA CUATERNARIA
ESTRUCTURA CUATERNARIA
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ESTRUCTURA CUATERNARIA
MONMERO
DMERO
TRMERO
TETRMERO
PUEDEN SER ESTRUCTURAS MULTIMRICAS HOMLOGAS O HETERLOGAS
ESTRUCTURA CUATERNARIA
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ESTRUCTURA CUATERNARIA
ESTRUCTURA PROTEICA Y FUNCIN
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La funcin de una protena es directamente dependiente de
su estructura tridimensional.Por lo tanto, la estructura dicta
la funcin
Determina la especificidad de interaccin con otras
molculas,Determina su funcin,Determina su estabilidad y tiempo de
vida media
ESTRUCTURA PROTEICA Y FUNCIN
ESTRUCTURA PROTEICA Y FUNCIN
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ESTRUCTURA PROTEICA Y FUNCIN
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Consiste en la prdida de la estructura terciaria, por
romperse
los puentes que forman dicha estructura.
La mayora de las protenas biolgicas pierden su funcinbiolgica
cuando estn desnaturalizadas, por ejemplo, lasenzimas pierden su
actividad cataltica, porque los sustratosno pueden unirse ms al
sitio activo, y porque los residuos delaminocido implicados en la
estabilizacin de los sustratos noestn posicionados para
hacerlo.
DENATURACIN DE PROTENAS
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Desnaturalizacin de la estructura
tridimensional con urea yreduccin de puentes dislfuro
con2-mercaptoetanol.
DENATURACIN DE PROTENAS
Los agentes que provocan ladesnaturalizacin de una protena
sellaman agentes desnaturalizantes.
1. La polaridad del disolvente,
2. La fuerza inica,3. El pH,4. La temperatura.
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DENATURACIN DE PROTENAS
La polaridad del disolvente:
La polaridad del disolvente disminuye cuando se le
aadensustancias menos polares que el agua como el etanol o
laacetona. Con ello disminuye el grado de hidratacin de losgrupos
inicos superficiales de la molcula proteica, provocandola agregacin
y precipitacin.
Aumento de la fuerza inica del medio:
(Por adicin de sulfato amnico o urea, por ejemplo) provocauna
disminucin en el grado de hidratacin de los grupos inicos
superficiales de la protena, ya que estos solutos (1)
compitenpor el agua y (2) rompen los puentes de hidrgeno o
lasinteracciones electrostticas, de forma que las molculasproteicas
se agregan y precipitan.
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DENATURACIN DE PROTENAS
Efecto del pH:
Los iones h+ y oh- del agua afectan a la carga elctrica de
losgrupos cidos y bsicos de las cadenas laterales de losaminocidos.
Esta alteracin de la carga superficial de lasprotenas elimina las
interacciones electrostticas queestabilizan la estructura terciaria
y a menudo provoca su
precipitacin.
Efecto de la temperatura:
Cuando la temperatura es elevada aumenta la energa cinticade las
molculas con lo que se desorganiza la envoltura acuosade las
protenas, y se desnaturalizan. Asimismo, un aumento dela
temperatura destruye las interacciones dbiles y desorganizala
estructura de la protena, de forma que el interior
hidrofbicointeracciona con el medio acuoso y se produce la
agregacin y
precipitacin de la protena desnaturalizada.
C C O S
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DENATURACIN Y RENATURACIN DE PROTENAS
La denaturacin puede o no puede ser reversible
(recuperacin de estructura nativa)
CLASIFICACIN DE PROTENAS
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CLASIFICACIN DE PROTENAS
BASADA EN LA FORMA DE LAS PROTENAS
PROTENAS FIBROSAS (ESCLEROPROTENAS)
PROTENAS GLOBULARES (ESFEROPROTENAS)
CLASIFICACIN DE PROTENAS
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BASADA EN LA COMPOSICIN
CLASIFICACIN DE PROTENAS
PROTENAS CONJUGADASPROTENAS SIMPLES
CLASIFICACIN DE PROTENAS
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DE ACUERDO A SU VALOR NUTRICIONAL
CLASIFICACIN DE PROTENAS
A) Completas: protenas que contienen todos los
aminocidosesenciales. Generalmente provienen de fuentes
animales.
B) Incompletas: protenas que carecen de uno o mas de los
aminocidos esenciales. Generalmente son de origen vegetal.
ANLISIS DE PROTENAS CUANTIFICACIN
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ANLISIS DE PROTENAS: CUANTIFICACIN
Procedimiento de estudio de protenas
ANLISIS DE PROTENAS
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ANLISIS DE PROTENAS
Fraccionamiento de las clulas
ANLISIS DE PROTENAS
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ANLISIS DE PROTENAS
Separacin componentes celulares por centrifugacin
ANLISIS DE PROTENAS
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ANLISIS DE PROTENAS
Fraccionamiento celular por centrifugacin
ANLISIS DE PROTENAS: SEPARACIN Y CUANTIFICACIN
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ANLISIS DE PROTENAS: SEPARACIN Y CUANTIFICACIN
ANLISIS DE PROTENAS
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ANLISIS DE PROTENAS
ANLISIS DE PROTENAS
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ANLISIS DE PROTENAS
Cromatografa en columna
ANLISIS DE PROTENAS
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ANLISIS DE PROTENAS
Tres clases de cromatografa en columna
ANLISIS DE PROTENAS
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ANLISIS DE PROTENAS
Cromatografa de intercambio inico
ANLISIS DE PROTENAS
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ANLISIS DE PROTENAS
Cromatografa de filtracin en gel o exclusin molecular
ANLISIS DE PROTENAS
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ANLISIS DE PROTENAS
Cromatografa de afinidad
ANLISIS DE PROTENAS
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ANLISIS DE PROTENAS
Electroforesis
ANLISIS DE PROTENAS
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ANLISIS DE PROTENAS
Electroforesis en geles de poliacrilamida con SDS (SDS-PAGE)
ANLISIS DE PROTENAS
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ANLISIS DE PROTENAS
Electroforesis en geles de poliacrilamida con SDS (SDS-PAGE)
ANLISIS DE PROTENAS
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ANLISIS DE PROTENAS
Electroforesis en geles de poliacrilamida con SDS (SDS-PAGE)
ANLISIS DE PROTENAS
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ANLISIS DE PROTENAS
Electroforesis en geles de poliacrilamida con SDS (SDS-PAGE)
ANLISIS DE PROTENAS
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ANLISIS DE PROTENAS
Electroforesis en geles de poliacrilamida con SDS (SDS-PAGE)
ANLISIS DE PROTENAS
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ANLISIS DE PROTENAS
Electroforesis en geles de poliacrilamida con SDS (SDS-PAGE)
