TEMA 2- glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. PDF

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tema 2 de biología ufo que contiene toda a info necesaria de el temario....

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BIOLOGÍA TEMA 2: BIOMOLÉCULAS 1. ¿QUÉ TIENE EL CARBONO DE ESPECIAL?

GRUPOS FUNCIONALES IMPORTANTES: Grupo funcional: Se trata de un tomo, o conjunto de tomos, unido a una cadena carbonada y que son responsables de la reactividad y propiedades qu'micas de los compuestos orgnicos.

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2. GLÚCIDOS. MACROMOLÉCULAS: Los seres vivos estn formados por cuatro componentes mayoritarios: hidratos de carbono, l,pidos, prote,nas y -cidos nucleicos. Todos ellos salvo los l'pidos forman estructuras masivas en conmparaci,n con otras mol-culas sencillas y por ello se suelen denominar macromol/culas. Hidratos de carbono, prote'nas y cidos nucleicos forman pol'meros. Un pol,mero es una mol-cula larga formada por la repetici,n de muchas subunidades similares o id-nticas que denominamos mon0meros.

HIDRATOS DE CARBONO: Los hidratos de carbono cumplen varias funciones biol,gicas: 

Funci0n de almacenaje de energ,a.



Funci0n estructural.



Se4alizaci0n y reconocimiento celular.

Qu'micamente los carbohidratos se definen como aldehidos y cetonas con al menos dos grupos hidroxilo adicionales. 2

Los carbohidratos incluyen tanto az6cares sencillos como complejos. Los monosacaridos (az6cares simples) son los nutrientes principales de las celulas. Los oligosac-ridos son mol-culas ms complejas formadas por la union de varios monosacridos (de uno a 10 mon,meros). Los polisac-ridos son pol'meros de az6cares formados por ms de diez mon,meros. Su formula emp'rica es en la mayor parte de los casos (CH2O)n. Los carbohidratos se clasifican en aldosas o cetosas.

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En funci,n del n6mero de tomos de C se clasifican en: triosas (3C), tetrosas (4C), pentosas (5C), hexosas (6C) o incluso heptosas (7C).

ESTEREOISOMERÍA: Isomer,a: Dos mol-culas se denominan is,meros cuando poseen la misma f,rmula qu'mica pero su estructura es diferente. Los carbohidratos presentan un tipo de isomer'a especial denominada estereoisomer,a debido a la existencia en su estructura de carbonos quirales o asim/tricos. El n6mero de esterois0meros posibles en una mol-cula es de 2n, siendo n el n6mero total de carbonos asim-tricos.

ENANTIÓMEROS: Relacionado con la simetr'a. Si la orientaci,n del OH del carbono asim-trico ms lejano al grupo funcional es a izquierdas estaremos ante el enanti0mero L y si lo est a derechas hablaremos del enanti0mero D. DIASTEREOSIÓMROS- EPÍMEROS: Cuando el monosacrido posee 4C o mas puede haber mas de un carbono asim-trico o quiral lo que da lugar a la llamada diastereoisomer,a. Los diastereos0meros NO son is0meros especulares. Cuando hay varios centros quirales la denominaci,n L o D se adjudica en funcion de la orientaci,n del OH del carbono quiral mas alejado del grupo funcional. Cuando la 6nica diferencia entre dos mol-culas est en la diferencia en la posici,n del OH alrededor de un centro quiral estamos ante un ep,mero. Los ep'meros suelen tener propiedades qu,micas diferentes y se les asignan nombres diferentes. Ejemplo de ep'mero: D-GLUCOSA. 3

ESTRUCTURAS EN ANILLOS- CICLACIÓN DE ALDOLSAS: Pentosas y hexosas contienen el suficiente n6mero de carbonos como para formar estructuras anulares mediante la formaci,n de un enlace hemiacetal o hemicetal interno entre los carbonos 1 y 4 (furanos) o entre los carbonos 1 y 5 (piranos). ANÓMEROS: Tras la formaci,n del enlace hemiacetal o hemicetal, el C1 se convierte en un carbono asim-trico o quiral dando lugar a un nuevo tipo de is,meros denominados an0meros que se identifican con las letras α y β en funci,n de si el OH del C1 queda orientado hacia abajo (α) o hacia arriba (β) en proyecci,n de Hagworth. POLIMERIZACIÓN DE HIDRATOS DE CARBONO: Los monosacridos pueden unirse entre si mediante reacciones de deshidrataci,n, de forma que quedan unidos mediante un enlace O - glucos,dico. Los oligosac-ridos son pol'meros formados por unas pocas mol-culas de az6car. Los disac-ridos, formados por dos mon0meros son la clase m-s com;n de oligosac-ridos (maltose, lactose, sacarosa) Los polisac-ridos son macromoleculas; pol'meros formados por cientos o miles de unidades. AZÚCARES REDUCTORES: Todos los monosac-ridos que poseen un grupo aldehido (aldosas) o bien cetona (cetosas) se denominan az;cares reductores porque pueden reducir otro compuesto en una reacci,n redox mediante la oxidaci,n del grupo aldehido a carboxilo. En el caso de los disac-ridos, solo aquellos con un carbono anom-rico libre que posea un OH unido son az6cares reductores (p.ej maltosa o lactosa) mientras que los que no poseen esta configuraci,n son no reductores (p.ej sacarosa). Esta propiedad se ha empleado tradicionalmente para el diagn,stico de la diabetes (elevados niveles de glucosa en sangre) mediante el uso del Reactivo de Fehling u otros.

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POLISACÁRIDOS: Polisacaridos comunes: 

Gluc0geno:funcionde almacenaje energ-tico en animales.



Almid0n:funciondealmacenaje energ-tico en plantas.Formado por una mezcla de amilosa y amilopectina.

Ambos son pol'meros de glucosa en configuracion α1-4. 

Celulosa: Es un pol'mero de glucosa con enlaces β1-4 y funcion estructural en plantas.

3. LÍPIDOS. FUNCIÓN BIOLÓGICA:   

Funci,n de almacenaje de energ'a. Funci,n estructural. SeJalizaci,n celular (hormonas esteroideas).

ÁCIDOS GRASOS: ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO. Los -cidos grasos son los l'pidos mas simples: largas cadenas hidrocarbonadas (normalmente entre 12 y 18 carbonos) con un grupo funcional carboxilo (COO−) en un extremo. En unos casos la cadena puede ser ramificada y o contener uno o varios dobles enlaces, en cuyo caso hablar'amos de -cidos grasos insaturados. En otros casos la cadena puede ser lineal y sin dobles enlaces en cuyo caso hablamos de -cidos grasos saturados. Estos cidos grasos dependen de:  

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La longitud de la cadena. El n6mero de dobles enlaces.

A mayor longitud y menor n6mero de dobles enlaces, menor solubilidad en agua y menor punto de fusi,n. Son mol-culas antipticas, es decir, una parte polar y otra apolar. Dentro de estos, los PUFAs (cidos grasos poliinsaturados) tienen importantes funciones celulares como regular la inflamaci0n, la presi0n sangu,nea, coagulaci0n y se4alizaci0n celular. Por otra parte depende de el tipo de doble enlace se puede clasificar como -cis o -trans. Las grasas de origen animal suelen ser cis mientras que las procesadas suelen ser trans.

GRASAS: TRIACILGLICEROLES/ ALAMCENAMIENTO ENERGÉTICO. Los l'pidos ms sencillos que podemos construir a partir de los cidos grasos son los triacilgliceroles. Estn formados por tres mol/culas de -cidos grasos unidos mediante un enlace ester a una sola mol/cula de glicerol. Si solo tiene un tipo de cido graso es un triacilglic-rido simple, pero si tiene ms de uno va a ser mixto. Se acumulan en forma de gotas en el citoplasma. Es no polar o hidr,foba y adems insoluble en agua. Funciones: almacenamiento de energ'a y estructural. Son mol-culas ms reducidas e hidr,fobas que contribuyen a su densidad energ-tica. Estos se hidrolizan mediante la lipasa (LPL): rompe los enlaces ester de la mol-cula de el triglic-rido.

CERAS: ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO. Las ceras son compuestos qu'micos cuya naturaleza es de -steres de un -cido graso saturado de cadena larga unido a un alcohol de cadena larga. Su punto de fusi,n suele ser ms elevado que el de los cidos grasos.

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Son sustancias muy hidr,fobas, cumpliendo funciones de protecci,n de pelo y de la piel. Muchas de estas se utilizan para crear productos cosm-ticos: cremas, geles...

LÍPIDOS CON FUNCIÓN ESTRUCTURAL. Las membranas celulares son de naturaleza lip'dica y act6an como barreras semipermeables, son antipticas y su estructura se adquiere mediante el efecto hidrof,bico. Existen cuatro grupos que las forman:    

Glicerofosfol,pidos. Esfingol,pidos Esteroles. Galactol,pidos y sulfol,pidos.

FOSFOLÍPIDOS O GLICEROFOSFOLÍPIDOS: FUNCIÓN ESTRUCTURAL. Son los principales componentes de las membranas celulares. Estn formados por dos -cidos grasos unidos mediante un enlace ester al primer y al segundo carbono de una mol-cula de glicerol que a su vez en el carbono restante posee un grupo de carcter polar o cargado mediante un enlace fosfodiester. Ejemplos: acido fosfat'dico, fosfatidilcolina...

ESFINGOLÍPIDOS: FUNCIÓN ESTRUCTURAL. Estructura formada por un aminoalcohol que es una esfingosina, un -cido graso y la cabeza polar est unida al resto por un enlace glucos,dico o un enlace fosfodiester. El conjunto formado por la esfingosina unida al cido graso es la ceramida. Clasificaci,n:    7

Esfingomielinas: Similares a los fosfol'pidos. Glucoesfingol,pidos: Con uno o ms azucares unidos a un OH de la ceramida. Gangli0sidos: La cabeza polar est constituida por oligosacridos complejos junto con mol-culas de cido-N- acetilneuram'nico.

Son los principales componentes de las vainas de mielina que recubren los nervios en el SNC y el SNP, donde algunas de las alteraciones pueden producir esclerosis m6ltiple, alzehimer... Lo que define si eres AB0 son estos esfingol'pidos. La degradaci,n de los l'pidos de membrana tiene lugar en los lisosomas que contienen las enzimas hidrol'ticas.

ESTEROLES: FUNCIÓN ESTRUCTURAL. Los esteroles son l'pidos estructurales presentes en la mayor'a de las membranas de c-lulas eucariotas. Contienen un n6cleo esteroideo (plano y r'gido) formado por cuatro anillos hidrocarbonados. Se trata de una mol-cula anfiptica. Forma entre un 30-50% de las membranas lip'dicas y lo que hacen es insertarse entre los fosfol'pidos.

4. PROTEÍNAS. Las prote'nas son las macromol-culas ms diversas.    

Aproximadamente un 50% del peso seco de una prote'na est compuesto por prote'nas. Cada c-lula contiene decenas de miles de prote'nas diferentes. Las prote'nas dirigen la mayor parte de las actividades que tienen lugar en la c-lula. Las prote'nas son siempre pol,meros lineales no ramificados de longitud variable y formados por 20 tipos de aminocido (mon,meros).

AMINOÁCIDOS. Las prote'nas son pol'meros de aminocidos unidos mediante un enlace pept,dico.

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Amino-cidos: Mon,meros que forman los p-ptidos y las prote'nas. Se conocen unos doscientos, de los que solo veinte forman parte de las prote'nas; estos son los aminocidos proteicos, iguales en todos los seres vivos. Tienen en com6n un grupo amina (-NH2) libre, con carcter bsico, y un grupo carboxilo (-COOH), con carcter cido. El grupo amino carbono α, que continuaci,n carbox'lico. Por aminocidos.

va unido al se encuentra a del carbono eso se llaman α-

Al C α tambi-n se le une un H y un grupo o cadena lateral (R) ms o menos compleja. Esta cadena var'a de unos aminocidos a otros.

AMINOACIDOS PROTEICOS: Vamos a distinguir cuatro grandes grupos de aminocidos en funci,n de las propiedades de la cadena lateral R:     

Aminocidos alif-ticos (G, A, V, L, I, P, M). Aminocidos arom-ticos (F, Y, W). Aminocidos polares (S, C, T, N, Q). Aminocidos -cidos (D, E). Aminocidos b-sicos (H, K, R).

LOS PÉPTIDOS Y PROTEINAS SON POLÍMEROS DE AMINOFCIDOS: Los polip-ptidos de origen biol,gico poseen tamaJos que oscilan entre los dos o tres residuos de aminocidos hasta varios miles de residuos. Dos mol-culas de aminocido pueden unirse covalentemente a trav-s de un enlace de tipo amida que se denomina enlace pept,dico. El enlace pept'dico se forma en una reacci,n de condensaci0n (deshidrataci,n), una reacci,n muy frecuente en los seres vivos.

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La reacci,n contraria a la condensaci,n se denomina hidr0lisis porque implica la rotura de un enlace covalente en un proceso en el que interviene una mol-cula de agua. Las prote,nas son mol/culas estables en un medio acuoso, con una vida media de unos 7 a4os. El enlace pept'dico es un enlace C – N.

ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS:

EL ENLACE PEPTÍDICO: Une entre s' a los aminocidos para formar p-ptidos y las prote'nas. Se forma entre el grupo carboxilo de un aminocido y el amino del siguiente, liberndose una mol-cula de agua. Los aminocidos unidos se llaman residuos por no estar completos. Estos enlaces se rompen por hidr,lisis, y los p-ptidos y las prote'nas se desdoblan en los aminocidos que las componen. Se puede realizar por m-todos qu'micos o por enzimas proteol'ticas. ESTRUCTURA PRIMARIA: La estructura primaria es la secuencia lineal de aminocidos que forman la prote'na, por lo que nos indica los aminocidos que la componen y el orden en el que estn dispuestos. ESTRUCTURA SECUNDARIA: La estructura secundaria consiste en el plegamiento de la estructura primaria por la infinidad de puentes de hidr,geno establecidos entre los grupos -C=O de unos enlaces pept'dicos y los grupos -NH de otros enlaces pr,ximos.

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As', las cadenas laterales R distribuidas por la cadena pept'dica adoptan determinadas posiciones en el espacio, dispuestas hacia el exterior de la cadena. 

α-HÉLICE: La estructura primaria se enrolla sobre s' misma y origina una h-lice dextr,gira apretada, estabilizada por los numerosos puentes de hidr,geno formados entre los grupos -NH- y -CO- de los enlaces pept'dicos. Valores: 57, 47 si se repiten.

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HÉLICE DE COLFGENO: Cada una de las tres cadenas que constituyen la superh-lice de colgeno presenta un plegamiento secundario en forma de h-lice enroscada hacia la izquierda, algo ms extendida que las a-h-lices, por las elevadas cantidades de prolina e hidroxiprolina presentes en la cadena.

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CONFORMACIÓN β-LAMINAR: En las lminas β, la cadena polipept'dica queda extendida y se pliega sucesivamente sobre s' misma, hacia delante y hacia atrs, de tal forma que diferentes tramos de la cadena, bien aquellos paralelos o los antiparalelos, quedan enfrentados unos con otros, y se unen mediante enlaces puentes de hidr,geno intracatenarios, que tambi-n se establecen entre los grupos -NH- y -CO- de los enlaces pept'dicos. Como resultado, las distintas regiones de la cadena β se asocian para formar lminas plegadas en zigzag.

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GIROS O CODOS DE TIPO B: Presente en las regiones de la cadena pept'dica que se ven obligadas a cambiar bruscamente de direcci,n (180º). Estn formadas por cuatro aminocidos, estabilizados por puentes de hidr,geno entre los residuos 1 y 4 del giro β. Se llama giro β porque se encuentran en las regiones que conectan los extremos de dos segmentos adyacentes y antiparalelos de una hoja plegada.

ESTRUCTURA TERCIARIA: La estructura terciaria de las prote'nas es la conformaci,n espacial definitiva que adoptan las diferentes regiones de la cadena polipept'dica (cada una con su correspondiente estructura secundaria, α-h-lice, β-laminar o giro β) por las interacciones establecidas entre las cadenas laterales R situadas a lo largo de la cadena. El resultado cambia seg6n el tipo de prote'na: Dominio: Parte de la cadena polipept'dica que es estable de forma independiente o que puede sufrir movimientos con respecto al resto de prote'nas.

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 Prote,nas fibrosas (colgeno, queratina...): La estructura terciaria es muy simple, ya que las cadenas laterales R apenas influyen, pues tienen pocos grupos polares, y suelen ser prote'nas alargadas, muy resistentes o insolubles en agua. Ejemplos:  X-queratinas: Constituyen pelo y uJas en mam'feros.  Fibro'na: Constituye las fibras de seda.  Colgeno: Forma parte de la matriz extracelular.  Prote,nas globulares: La estructura terciaria resulta del plegamiento sucesivo de la estructura secundaria, hasta formar una prote'na esferoidal, compacta y soluble en agua. En estas, los niveles de estructuraci,n se disponen jerrquicamente, de manera que cada nivel es componente de los niveles superiores. Lo normal es que contengan h-lices α y lminas β en proporciones distintas. Ms cantidad de estas.

5. FCIDOS NUCLEICOS. Fcidos nucleicos: Son pol'meros formados por la uni,n de subunidades, los nucle,tidos. Seg6n su composici,n, hay dos tipos de cidos nucleicos: ADN y ARN. COMPOSICIÓN: 1. BASES NITROGENADAS: Compuestos heteroc'clicos con nitr,geno. i. Pirimid,nicas. Citosina (ADN y ARN), timina (ADN) y uracilo (ARN). ii. P;ricas. Adenina y Guanina. Se encuentran en todos los cidos nucleicos. 2. PENTOSAS: La ribosa en el ARN y la desoxirribosa en el ADN. Su estructura es c'clica, con un enlace hemiacetal intramolecular. Sus carbonos de numeran 1’, 2’, 3’, 4’ y 5’. 3. ÁCIDO FOSFÓRICO: Se encuentra en forma de ion fosfato (PO43-). DIFERENCIAS ENTRE ADN Y ARN. 1. EL AZÚCAR. 

El ADN contiene un az6car modificado denominado desoxirribosa.

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EL ARN contine ribosa en su lugar.



La diferencia reside en la posici0n 2 N del az6car, con un sustituyente OH en la ribosa y un H en la desoxirribosa.

2. BASES NITROGENADAS.

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El ADN contiene cuatro bases nitrogenadas diferentes: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T).

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EL ARN contiene las mismas bases con la salvedad de que sustituye la timina por el uracilo (U).

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Distinguimos dos tipos de bases nitrogenadas, pirimidinas y purinas.

ENLACE FOSFODIESTER: Los nucle,tidos se forman por la esterificaci,n de la pentosa de un nucle,sido con cido fosf,rico, desprendi-ndose una mol-cula de agua. La uni,n se produce entre cualquier hidroxilo de la pentosa, normalmente los de las posiciones 3' o 5', mediante un enlace fosfodi-ster con el cido fosf,rico. Algunos nucle,tidos estn unidos a dos o ms grupos fosfatos. Nombrados acabando en -osin o -idin. Adenosin, Citidin. LA ESTRUCTURA DEL ADN ES UNA DOBLE HÉLICE: Las caracter'sticas de la mol-cula de ADN son las siguientes:    

Es una doble h/lice. Es dextr0gira. Las dos cadenas son antiparalelas. La complementariedad de las bases nitrogenadas se establece a trav-s de puentes de hidrogeno.

El apareamiento de bases G-C es ms estable que los apareamientos A-T debido a que contiene un puente de hidr,geno adicional. La informaci0n gen/tica est especificada en la secuencia de bases nitrogenadas.

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