BIOMOLÉCULAS

OBJETIVOS DE LA CLASE

Comprender la estructura general de las biomoléculas, sus principales funciones y su universalidad a nivel de los seres vivos.

Identificar y relacionar las biomoléculas con algunas patologías comunes en los seres humanos.

LLUVIA DE IDEAS

¿Por qué somos tan importantes?

Biomoléculas

El análisis estructural de los seres vivos (a nivel atómico y molecular) muestra que tienen una organización química básica muy similar.

En la materia viva predominan el carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N).

El oxígeno abunda en la materia inerte, mientras que el carbono se destaca en los organismos vivos.

Compuestos Inorgánicos

En la composición de la materia viva, el agua alcanza un elevado porcentaje (70-90%), lo que indica su gran importancia en la actividad celular.

También es importante en la actividad celular, la presencia de sales minerales, siendo esencial su concentración para el funcionamiento normal de la célula y de los seres vivos.

AGUA

Disolvente universal Fuerza de Cohesión Fuerza de Adhesión Elevado Calor específico Elevada Vaporización

SALES MINERALES

Mantener el grado de salinidad. Amortiguar cambios de pH. Controlar la contracción muscular Producir gradientes electroquímicos Intervienen en el equilibrio osmótico Intervienen en el funcionamiento de otras

moléculas biológicas

Compuestos Orgánicos

Los principales son:

Carbohidratos o Hidratos de carbono. Proteínas Lípidos Acidos nucleicos

Hidratos de Carbono Según su grupo funcional principal se clasifican como

polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas.

Mutarrotación Glucosa y Fructosa

D-fructose

D-fructose

Clasificación

Monosacáridos: Sustancias solubles en agua. Contiene C, H y O. Los más importantes son las Hexosas (ej. glucosa, fructosa, galactosa).

Disacáridos: Formados por dos monosacáridos. Los más importantes en la naturaleza son la Maltosa, Lactosa y Sacarosa. Todos tienen la fórmula C12H22O11.

Oligosacáridos: Formación de 2-10 monosacáridos, cumplen funciones de receptores de señales, ligandos, reconocimiento celular.

Polisacáridos: Son polímeros de monosacáridos (100 a 100000 unidades) unidos entre sí por enlaces glicosídicos. Son insolubles en agua y no presentan sabor dulce. Ej. Glicógeno hepático y muscular (animal), Almidón y Celulosa (vegetal).

Polisacáridos complejos: Constituidos por muchas unidades de derivados de monosacáridos. Ej. quitina, heparina.

Almidón

Amilosa

Amilopectina

Glc(α14)Glc

Glc(α16)Glc

Excipientes: Atadores o BindersGelificante, humectante, estabilizante

Glicógeno Enlace (1-4) y (1-6)

Celulosa Enlace (1-4)

Polisacáridos Complejos

Polisacáridos Complejos

Ejemplos Enfermedades

Diabetes mellitus 1 (Deficiencia absoluta de insulina), la glucosa se acumula en el torrente sanguíneo y el cuerpo no puede utilizarla

Diabetes mellitus 2 (Deterioro del páncreas), deficiencia en el metabolismo, aumento de triglicéridos y disminución de lipoproteínas.

Proteínas Son cadenas lineales o polímeros de aminoácidos unidos entre sí por

enlaces peptídicos.

Todos los organismos vivos tienen proteínas que están compuestas a partir del mismo juego de 20 aminoácidos. Ocasionalmente pueden aparecer modificaciones de éstos.

Cada aminoácido tiene un átomo de carbono central, denominado carbono . Este carbono está unido a 4 grupos: Un grupo amino básico (-NH2), un grupo carboxilo ácido (COOH), un átomo de H y una cadena lateral o radical (R).

Los aminoácidos se pueden diferenciar y clasificar de acuerdo a su radical

Hidrofílicos

Hidrofóbicos

Ácidos

Básicos

Estructura primaria:

Es la secuencia de aminoácidos en la proteína determinado genéticamente.

Estructura secundaria:

Es la disposición extendida o enrollada que adopta la cadena polipeptídica. Puede ser alfa-hélice (ej. queratina del cabello, miosina y tropomiosina del músculo) o lámina plegada (ej. fibroína de la seda).

Estructura terciaria:

Es la disposición plegada y compacta de la cadena polipeptídica, que determina una forma globular.

Estructura cuaternaria:

Es la disposición en el espacio de cadena polipeptídicas individuales, para constituir una proteína de mayor jerarquía de organización (proteína oligomérica). Ej. hemoglobina formada por cuatro cadenas polipeptídicas relacionadas entre sí.

CLASIFICACIÓN

Globular

Albúminas: Seroalbúmina Hormonas: Insulina Enzimas: Ligasas,Hidrolasas

Fibrilar

Colágenos: en tejidos conjuntivos,Queratinas: En formaciones epidérmicas: pelos, uñas, plumas, cuernos. Elastinas: En tendones y vasos sanguineos

HOLOPROTEÍNAS

HETEROPROTEÍNAS

Glucoproteínas

Mucoproteínas Anticuerpos Hormona luteinizante

Lipoproteínas

VLDL, LDL , HDL

Nucleoproteínas

Nucleosomas de la cromatina Proteinas pre ribosomales en el nucleolo

Cromoproteínas

Hemoglobina, HemocianinaCitocromos

Denaturación de las Proteínas Proceso por el cual el ordenamiento espacial de una proteína cambia

de la estructura ordenada (nativa) a una configuración tridimensional desordenada (denaturada).

En la mayoría de los casos la denaturación es irreversible y provoca pérdida de la actividad biológica y solubilidad en solución (precipitación).

Agentes Denaturantes Físicos:

Calor, presión, congelamiento, rayos X, rayos ultravioleta, ultrasonido.

Químicos:

Extremos de pH, solventes orgánicos.

Biológicos:

Enzimas proteolíticas.

Funciones de las Proteínas Son catalizadores biológicos (enzimas): Aumentan la velocidad de las

reacciones químicas que tienen lugar en las células vivas.

Las inmunoglobulinas son proteínas y constituyen la primera barrera de defensa de los organismos contra las infecciones de origen bacteriano o viral.

Actúan como transportadores a través de la membrana celular. Sin este transporte las células morirían por inanición.

Hormonas como la insulina son proteínas.

Proteínas estructurales dan soporte mecánico a los animales.

Ensamblajes de proteínas llevan a cabo la contracción muscular y posibilitan la motilidad celular.

Forman parte del citoesqueleto.

Permiten revelar relaciones evolutivas entre las distintas especies. Las diferencias entre ellas constituyen un registro del cambio evolutivo.

Ejemplos de Enfermedades

Enfermedad celiaca

Albuminuria

Esclerosis

Lupus

Lípidos Es un grupo de compuestos orgánicos muy heterogéneo, siendo común

a todos ellos la solubilidad en solventes apolares (ej. éter, benceno, cloroformo, tetracloruro de carbono) y la insolubilidad en agua y solventes polares.

Lípidos simples: ácidos grasos, triglicéridos y ceras.

Lípidos complejos: fosfolípidos, glucolípidos, esfingolípidos, lipoproteínas y proteolípidos.

LípidosLípidos simples

Ácidos grasos: Son los monómeros de las grasas cuya estructura química comprende C,H,O. Los lípidos naturales se encuentran como grasas y aceites de reservas energéticas o aislantes térmicos en animales y vegetales.

Químicamente las grasas están formadas por:

R-COOH

Lípidos

Ácidos grasos saturados

Ácidos grasos insaturados: monoinsaturados, poliinsaturados

Funciones de los triglicéridos Constituyen reservas energéticas animal (grasas) y vegetal (aceites). Actúan como aislantes térmicos. Generan calor metabólico durante su degradación.

Lipidos complejos FOSFOLIPIDOS

Funciones de los fosfolípidos Principal componente lipídico de las membranas celulares.

Componente de la vaina de mielina que recubre los axones nerviosos.

Funciones de las prostaglandinas

Regulan la presión sanguínea. Intervienen en la vasodilatación Estimulan la contracción del músculo liso, sobre todo en el útero de a

mujer.

Funciones de los esteroides Incluyen esteroles (colesterol), sales biliares, hormonas sexuales

(andrógenos, estrógenos y progesterona).

Ejemplos de enfermedades

Colesterolemia Trigliceridemia

RESUMEN

Se clasifican

Ejemplos Ejemplos

Actividad : Completar mapa conceptual con niveles que incluyan unidades básicas y función de las biomoléculas