Biomoléculas carb, lip. prot, ac nuc

Carbohidratos
Son las Biomoléculas mas abundantes en la
Tierra.
A través de la fotosíntesis, se generan 100.000
millones de toneladas de celulosa y otros
productos vegetales al año.
La ruptura de los carbohidratos es parte del
metabolismo central en disversos organismos:
Función energética
Los carbohidratos no solubles sirven como
elementos estructurale y protectivos en plantas:
Función estructural

Carbohidratos
Existen 3 grupos principales de carbohidratos:
-Monosacaridos: 3 a 7 atomos de carbono.
-Oligosacaridos: cadenas de 2 a 10 monosacáridos
-Polisacaridos: cadenas de 11 o mas monosacáridos
Glucosa

MONOSACÁRIDOS.
-Son sólidos cristalinos, solubles en agua y la mayoría dulces.
-Se les clasifica según el nº de átomos de carbono presente en su estructura
base (CH2O)n, n= 3 (triosa), 4(tetrosa), 5 (pentosa), 6(hexosa) y 7(heptosa).
-Pueden tener un grupo funcional cetona (CO) o aldehido (CHO). Por lo tanto,
existen aldosas y cetosas para cada largo de cadena.

Los monosacáridos pueden
presentar distintas disposiciones de
átomos en el espacio.
MONOSACÁRIDOS: Isómeros
Por ejemplo, la fructosa posee
C6H12O6, sin embargo, la ubicación
del grupo OH sobre el carbono
asimétrico mas alejado del grupo
funcional puede presentarse hacia la
derecha o hacia la izquierda,
generando dos moléculas distintas.

MONOSACÁRIDOS: Isómeros
Cuando son largas las cadenas de
carbono (5, 6 o 7 C), estas se cierran
sobre sí mismas.
Si el grupo OH permanece orientado
hacia abajo, hablamos de alfa azucares.
Si está hacia arriba, hablamos de beta
azucares.

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Monosacáridos
 Están formados por un solo azúcar por ejemplo:
glucosa, fructosa, galactosa, ribosa y desoxirribosa.
La glucosa se encuentra en sangre y líquido
extracelular. La fructosa en los frutos, la ribosa en el
RNA, la desoxirribosa en el DNA y la galactosa en la
leche.
 Glucosa
Fructuosa

Dos monosacáridos se unen entre sí a
travéz de un enlace glucosídico en el
que se libera una molécula de agua.
OLIGOSACÁRIDOS: Disacáridos
Lactosa= Glucosa + Galactosa
Sacarosa= Glucosa + Fructosa
Maltosa= Glucosa + Glucosa

Disacáridos Son dos monosacáridos
unidos por condensación (se
libera una molécula de
agua). Los más importantes
son:
 La lactosa se encuentra en la
leche y consta de glucosa y
galactosa.
 La sacarosa se encuentra en
frutos (azúcar de mesa),
consta de glucosa y
fructuosa.
 La maltosa se obtiene como
resultado de la digestión del
almidón (glucosa y glucosa).

POLISACÁRIDOS
Resultan de la unión de cientos o
miles de unidades de
monosacáridos .
Son poco solubles en agua por
ello se utiliza como reserva
energética.
Otros sirven para formar
estructuras celulares

Polisacáridos
 Son largas cadenas de monosacáridos, usados por
las plantas y animales como reservas de energía. Los
más comunes en los seres vivos son: celulosa,
almidón, glucógeno y quitina.

Polisacáridos (continuación)
 Almidón: son cadenas de glucosa unidas linealmente,
almacenada en plantas, granos, semillas y tubérculos como
la papa y el camote. Es soluble en agua.

• Glucógeno: son cadenas de glucosa ramificadas,
almacenado como reserva en los animales. Es muy
soluble.

• Celulosa: formada por glucosas unidas fuertemente por
enlaces beta, se encuentra en las paredes celulares de todas
las plantas y funciona como estructura, soporte y protección
en raíces, tallos o cortezas. Nosotros no podemos obtener
energía de las glucosas que la forman, ya que no tenemos
las enzimas necesarias para descomponer los enlaces beta.

 Quitina: son cadenas de glucosa que forman el
exoesqueleto de artrópodos, hongos, etc.

Utilizando solamente la glucosa y variando la dirección de los
enlaces que la unen, podemos dar origen a diversos polisacáridos.
POLISACÁRIDOS

LÍPIDOS.
Familia de moleculas biológicas caracterizada por su baja
solubilidad en agua, son hidrofóbicas
Las funcones biológicas de los lipidos son tan variadas
como sus estructuras quimicas: Reserva energética,
estructurales, pigmentos, hormonas, etc.
Los lípidos se pueden clasificar segun su estructura
quimica en:
-Acidos Grasos
-Triagliceridos
-Lipidos Complejos
-Ceras
-Terpenos
-Esteroides

Ácidos grasos
Los ácidos grados y otros lípidos poseen largas cadenas de
carbono (12 a 36C) y un grupo funcional carboxilo.
Existen cientos de ácidos grasos, algunos presentan dobles
enlaces, por lo que son llamados insaturados.

Triglicéridos: Varios Ácidos grasos
Se producen por la unión de tres acidos grasos (no necesariamente
iguales) y una molécula de glicerol. Son insolubles en agua.
También llamados triacilglicéridos.
Funciones:
- Reserva Energética
- Aislamiento.
Lehninger Principios de Bioquímica David L. Nelson y Michael M. Cox .

Triglicéridos: Reserva Energética
Adipocitos son células animales
que están repletas de
triglicéridos.
Los triglicéridos también pueden
ser almacenados en semillas, se
utilizan cuando estas germinan.
Tanto en las semillas como en los
adipocitos, enzimas llamadas lipasas
liberan acidos grasos desde los trigliceridos
de reserva para su uso.

Triglicéridos: Reserva Energética
Una persona levemente obesa,
puede almacenar en el tejido
adiposo una reserva energética
para meses en forma de
trogliceridos.
En cambio, el ser humano solo
puede almacenar en forma de
glicogeno, la energía suficiente
para un solo día.
El oso polar se alimenta solamente durante 8
semanas aprox, el resto del año, se mantiene con
las grasas almacenadas como trigliceridos.

Céridos (ceras): Función estructural
Son lípidos simples formados por moléculas de ácidos grasos y alcoholes
grasos o esteroides, por lo general son sólidas. Componen las plumas, el
pelo, la piel, las hojas, frutos.
Son bastante insolubles en agua.

Céridos (ceras): Función estructural
Los cachalotes poseen un gran órgano
llamado espermaceti, que está repleto de
ceras y triglicéridos (3600 kg) para facilitar
la flotabilidad
La Lanolina, una cera derivada de la
lana de ovejas, es utilizada como loción
durante la lactancia.

Lípidos Complejos
Son reconocidos por estar presentes en las membranas biológicas y en su
estructura poseen adicionalmente, nitrógeno, fósforo, azufre o un
glúcido.

Lípidos Complejos: Fosfolípidos
Una cadena de ácido graso es reemplazada por distintos grupos químicos
y se une a la molécula de glicerol a través de un grupo fosfato.
Este tipo de moléculas son anfipáticas, es decir, tienen una
región hidrofóbica (cadena de acidos grasos) y otra región
hidrofílica (grupo fosfato)

Lípidos Complejos: Fosfolípidos
Esta característica anfipática de los
fosfolípidos, les permite formar micelas
con regiones internas protegidas del
agua y otras regiones mas externas que
pueden interactuar con el agua.

Lípidos Complejos: Glicolípidos
Similares a los triglicéridos, en este caso una cadena de acido graso es
reemplazada por moléculas de monosacáridos y oligosacáridos

Lípidos Complejos: Glicolípidos
Contribuyen a hacer de las membranas biológicas estructuras asimétricas,
ya los grupos glucosídicos (rombos) se disponen solo hacia el extracelular.

Esteroides
• Los esteroides son lípidos que derivan del esterano.
Comprenden dos grandes grupos de sustancias:
• Esteroles: Como el colesterol y las vitaminas D.
• Hormonas esteroidales: Como las hormonas
suprarrenales y las hormonas sexuales.

Esteroides
En las membranas biológicas, el colesterol refuerza el carácter de barrera,
disminuyendo la permeabilidad a moléculas pequeñas. Contribuye al
equilibrio de fluidez/rigidez en la membrana.

Repaso
Moléculas orgánicas
Carbohidratos Lípidos
1. Monosacáridos: glucosa
2. Disacáridos: maltosa
3. Polisacáridos: glucógeno
Funciones:
Energética, estructural
1. Ácidos grasos.
2. Triglicéridos.
3. Fosfolípidos.
4. Colesterol.
Funciones:
Reserva energética, estructural,
mensajeros químicos (hormonas).

Concepto de proteínas
Están constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y
nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P) y, en
menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (I).
Las proteínas son las moléculas orgánicas más abundantes en las células;
constituyen alrededor del 50% de su peso seco o más en algunos casos.
Una bacteria puede tener cerca de 1000 proteínas diferentes, pero en una
célula humana puede haber 10.000 clases de proteínas distintas.
Químicamente, las proteínas están formadas por la unión de muchas moléculas
relativamente sencillas y no hidrolizables, denominadas Aminoácidos (Aa).

C CN
HH
H
H
R O
O
Radical
Carbono central Grupo carboxiloGrupo amino
Proteínas: Estructura de aminoácidos

38
Aminoácidos
Según la polaridad
del radical
Hidrófobos
Hidrófilos
Ácidos
Básicos
Según la estructura
del radical
Alifáticos
Ácidos
Básicos
NeutrosAromáticos
Heterocíclicos
Clasificación de aminoácidos

Unión de los aminoácidos.
 Los enlaces químicos entre aminoácidos se denominan enlaces
peptídicos y a las cadenas formadas, péptidos.
 Si el número de aminoácidos que forma un péptido es dos, se
denomina dipéptido, si es tres, tripéptido. etc.
 Si es inferior a 50 (10 según que textos) se habla de polipéptido, y
si es superior a 50 se denomina proteína.
 Sólo cuando un polipéptido se halla constituido por más de
cincuenta moléculas de aminoácidos o si el valor de su peso
molecular excede de 5 000 se habla de proteína.
40

Enlace peptídico
Se forma por un proceso de CONDENSACIÓN, entre el grupo amino de un aminoácido
y el grupo carboxílico de otro aminoácido. En el cual se LIBERA una molécula de agua.
alanina glicina
agua

Niveles de organización de las proteínas
Es la unión de los aminoácidos, a través del enlace peptídico y la interacción de los
distintos grupos que presentan, permitiendo que las proteínas tengan distintas
formas de organizarse en el espacio.

Proteínas: Estructura primaria
Corresponde a la unión lineal
de aminoácidos a través del
Enlace Peptídico (entre el grupo
amino y el grupo carboxilo).

Proteínas: Estructura secundaria
Corresponde a los aminoácidos de la Estructura
primaria que interactúan entre sí, produciendo
puentes de hidrógeno entre los grupos Aminos
y los Grupos Carboxilos de distintos
aminoácidos.
Pueden ser de dos tipos:
α hélice

Proteínas: Estructura secundaria
Pueden ser de dos tipos:
β lámina (β plegada)

Proteínas: Estructura terciaria
Corresponde cuando la
Estructura secundaria se
retuerce en sí misma, a
través de interacciones
hidrofóbicas,
electrostáticas y puentes
disulfuro.

Proteínas: Estructura cuaternaria
Corresponde a la
interacción de dos o más
estructuras terciarias.

Resumen de proteínas
Elementos principales C, H, O, N, S
Unidad estructural
básica
Aminoácido
Tipo de enlace Peptídico
Fuentes Carnes rojas y blancas, lácteos, huevos, legumbres,
frutos secos, etc.
Funciones Diversas: actúan como enzimas, presentan función
estructural, enzimática, hormonal, de transporte,
etc.
Proteínas

Unidades básicas: Nucleótidos
Corresponden a los monómeros (o unidades básicas) para la formación de los ácidos
nucleicos. Están formados por:
1
2
3

Nucleótidos: Bases nitrogenadas
Pirimidinas
Purinas
Son 5 y se clasifican en dos grupos los cuales son:

Nucleotidos: Pentosas
diferencia
Corresponden a monosacáridos que presentan 5 carbonos en su estructura. Existen
dos tipos (según en qué ácido nucleico se encuentre)) y son:
(ARN) (ADN)

Nucleótidos: Fosfato
Se ubica en el carbono 5 de la pentosa, aporta la energía para que se puedan formar
enlaces entre nucleótidos. Estos enlaces se denominan Fosfodiester

Ácidos nucleicos: ATP
Adenosin Trifosfato: Esta molécula guarda en los enlaces de sus grupos fosfatos
energía, la que se libera cuando se rompen. Es la Molécula que aporta energía a
todos los procesos celulares.

ADN Ácido desoxirribonucleico
Bases
nitrogenadas
Adenina
Citosina
Timina
Guanina
Pentosa Desoxirribosa
Características o Corresponde a la unión de
muchos nucleótidos.
o Esta formada por dos
cadenas conformando una
doble hélice.
Funciones Codifica la información
genética. guardando en forma
segura y fiel las características
de los organismos.
ADN

ARN
ARN (Ácido ribonucleico)
Bases
nitrogenadas
Adenina
Citosina
Uracilo
Guanina
Pentosa Ribosa
Características o Corresponde a la unión de
muchos nucleótidos.
o Esta formada por una sola
cadena polinucleotídica.
Funciones Existen diversos tipos de
ARN, que tienen como
función decodificar el
mensaje genético del ADN y
traducirlo a proteínas.

Procesos que sufre el ADN
• El material genético de cualquier organismo (procariota o eucariota)
está sometido a una serie de procesos cíclicos que aseguran la
realización de sus dos funciones esenciales: la transmisión de la
información genética y la expresión de ésa información genética.

Replicación del ADN
• molécula de ADN inicial
Permite al ADN duplicarse .De
esta manera de una molécula
de ADN única, se obtienen dos
o más "clones" de la primera.
La molécula de ADN se abre
por ruptura de los puentes de
hidrógeno entre las bases
complementarias liberándose
dos hebras y la ADN
polimerasa sintetiza la mitad
complementaria añadiendo
nucleótidos que se encuentran
dispersos en el núcleo. De esta
forma, cada nueva molécula es
igual a la primera.

Transcripción del ADN
Es el proceso por el que se
transmite la información
contenida en el ADN al ARN.
Este proceso se lleva a cabo
por la ARN polimerasa que
utiliza como molde una de
las dos hebras del ADN, la
denominada hebra
codificante. Durante el
proceso de transcripción se
reconoce un sitio específico
de la molécula de ADN en el
que se van a unir las
enzimas.

TraducciónEs el proceso por el que la
información genética
contenida en el ADN y
transcrita en una ARN
mensajero va a ser utilizada
para sintetizar una
proteína. El proceso se lleva
a cabo en los ribosomas.

CÓDIGO GENÉTICO
• 64 tripletes = 20 aa
• Existe un codón de
inicio y tres de
terminación.

• Organizado en tripletes o codones: 3 nucleótidos codifican para un
aminoácido.
• Es degenerado : hay mas codones que aminoácidos, de igual manera
varios codones codifican para un mismo aminoácido.
• No es ambiguo: Cada codón codifica para un a.a. determinado.
• No es solapado: Un nucleótido solo pertenece a un codón, no a dos.
• Lectura sin «comas»: La lectura de los codones es continuo y sin espacios
en blanco.
• Universal: para todas* las especies los codones codifican para los mismo
aminoácidos.
*excepto el ADN mitocondrial
Características del código
genético

Moléculas orgánicas
Se pueden dividir en
Carbohidratos
LípidosProteínas
Ácidos nucleicos
Su función es
Su función es
Estructura, transporte, defensa,
señales químicas, etc.
Se clasifican en los siguientes
niveles
Estructura
primaria
Estructura
secundaria Estructura
terciaria
Estructura
cuaternaria
Guardar y transmitir información
genética, molécula de energía
ADN
Son ejemplos de ácidos
nucleicos
ARN
Síntesis de la clase

La siguiente tabla muestra la composición aminoacídica
(representada por letras) de cinco péptidos y la
concentración requerida para que éstos hagan que las
células se adhieran a la placa de cultivo.
Péptido Estructura Concentración
(mg/mL)
YAVTRGDPASSKPISI 1
VTRGDSPASSKPI 0,5
SPASSKPISS 100
VTRGD 2
YAVTKPIKSISPA 150
Prueba tus habilidades

Prueba tus habilidades
De acuerdo con esto, es correcto afirmar que
• mientras menos aminoácidos tenga el péptido, menor será su capacidad de
adhesión celular:
• la cantidad de aminoácidos no tiene relación con la capacidad de adhesión:
• resulta fundamental la presencia de los aminoácidos R, G y D para aumentar la
capacidad adhesiva:
• mientras más pequeño el péptido, mayor será la capacidad de adherir células:
• el aspecto más importante para aumentar la adhesión celular es la secuencia
de aminoácidos:
• la presencia del aminoácido K determina la concentración necesaria para
expresar el efecto adhesivo:
• la mayor capacidad de adhesión se presenta al usar el péptido 5

En relación a los ácidos nucleicos, y estructuras
relacionadas es correcto afirmar que
I. desarrollan funciones inmunológicas.
II. permiten la mantención de la información de las
características de una especie.
III. participan de los procesos energéticos.
A) Sólo I.
B) Sólo II.
C) Sólo III.
D) Sólo I y II.
E) Sólo II y III.
Ejercitación

¿Qué tienen en común las proteínas y los ácidos
nucleicos?
I. La presencia de nitrógeno en su estructura.
II. La presencia de azufre en su estructura.
III. Las funciones de herencia que desarrollan.
A) Sólo I.
B) Sólo II.
C) Sólo III.
D) Sólo I y II.
E) Sólo II y III.
Ejercitación

En un determinado laboratorio, se analizó una muestra de
una sustancia de la que se conocía su naturaleza biológica, la
categoría química a la que pertenecía. Al realizar el análisis
correspondiente, se obtuvo el siguiente resultado:
• 18% de Carbono.
• 16% de Hidrógeno.
• 19% de Oxígeno.
• 29% de Nitrógeno.
• 24% de Fósforo.
De acuerdo con estos resultados, la sustancia analizada
corresponde a
A) una proteína.
B) un ácido nucleico.
C) un carbohidratos.
D) un lípido.
E) una vitamina.
Ejercitación

El ATP se relaciona con los ácidos nucleicos porque
A) posee un grupo fosfato.
B) posee ribosa como monosacárido.
C) posee una base nitrogenada en su estructura.
D) es un nucleótido modificado.
E) participa en la expresión del mensaje genético.
Ejercitación

La cisteína es un aminoácido que posee el grupo sulfidrilo
(-SH-), que les permite formar puentes de disulfuro entre ellas
(-SH).Una alta proporción de cisteínas en una proteína le
confiere
I.mayor estabilidad conformacional a la proteína.
II.mayor resistencia a la desnaturalización por temperatura.
III.menor sensibilidad a la desnaturalización.
A) Sólo I.
B) Sólo I y II.
C) Sólo I y III.
D) Sólo II y III.
E) I, II y III.
Ejercitación

Concepto de proteínas
Están constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y
nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P) y, en
menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (Y).
Las proteínas son las moléculas orgánicas más abundantes en las células;
constituyen alrededor del 50% de su peso seco o más en algunos casos.
Una bacteria puede tener cerca de 1000 proteínas diferentes, pero en una
célula humana puede haber 10.000 clases de proteínas distintas.
Químicamente, las proteínas están formadas por la unión de muchas moléculas
relativamente sencillas y no hidrolizables, denominadas Aminoácidos (Aa).

82
En un aminoácido, un carbono central (ɑ) se une a:
•Un grupo amino –NH2
•Un grupo carboxilo –COOH
•Un hidrógeno
•Un cadena lateral R que difiere en los 20 aminoácidos existentes.
CH2N COOH
H
CH3
Monómero
AMINOÁCIDO
Estructura de los aminoácidos

83
Los aminoácidos se unen entre sí mediante uniones peptídicas para formar
cadenas lineales no ramificadas.
C
H
R
O
OH
N
H
H
C
H
R
C
O
OH
H
H
C N
=
O
H
C
H
R
N
H
H
C
H
R
C
O
OH
+ H2O
Unión Peptídica
Unión Peptídica entre Aminoácidos
CONDENSACIÓN

Estructuras
 Las proteínas tienen cuatro tipos de estructuras:
1. Estructura primaria
2. Estructura secundaria
3. Estructura terciaria
4. Estructura cuaternaria

Estructura primaria
 La estructura primaria de una proteína es una
cadena lineal de AAC
 Esta secuencia está codificada por los genes.
 Ejemplo: insulina

Estructura secundaria
 Es cuando una cadena de
aminoácidos se tuerce en
forma de espiral o en
forma de zigzag.
 Se produce por la
formación de puentes de
hidrógeno entre varios
aminoácidos.
 Ejemplo: la queratina

Estructura terciaria
 Es la conformación espacial definitiva.
 Es cuando entre los aminoácidos que contienen S
(azufre) se forman enlaces disulfuro.
 Cada estructura terciaria se conoce como péptido.
 Ejemplo: seda de las telarañas.

88
• La conformación terciaria de una
proteína globular es la conformación
tridimensional del polipéptido plegado.
• Las interacciones que intervienen en el
plegamiento de la estructura
secundaria son:
• Interacciones hidrofóbicas entre
restos laterales no polares.
• Uniones de Van der Waals.
• Puentes de Hidrógeno.
• Interacciones salinas.
• Puentes Disulfuro.
• Las funciones de las proteínas
dependen del plegamiento particular
que adopten.
• Esta estructura está altamente
influenciada por la estructura primaria.
Estructura terciaria

1. La estructura cuaternaria es la unión mediante
enlaces débiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptídicas con estructura terciana, idénticas o
no, para formar un complejo proteico.
2. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe
el nombre de protómero (subunidad o monómero)
3. Según el número de protómeros que se asocian.
las proteínas que tienen estructura cuaternaria se
denominan:
• Dímeros, como la hexoquinasa.
• tetrámero como la hemoglobina.
• Pentámeros, como la ARN-polimerasa.
• Polímeros, cuando en su composición
intervienen gran número de protómeros.
(cápsida del virus de la poliomielitis, que
consta de 60 subunidades proteicas, los
filamentos de actina y miosina de las células
musculares, etc).
89
Estructura cuaternaria

90
• Las interacciones que estabilizan esta
estructura son en general uniones débiles:
• Interacciones hidrofóbicas.
• Puentes de hidrógeno.
• Interacciones salinas.
• Fuerza de Van der Waals.
• En algunas ocasiones puede haber
enlaces fuertes tipo puentes disulfuro,
en el caso de las inmunoglobulinas.
Estructura cuaternaria

Desnaturalización
 Las proteínas pueden cambiar en su forma, por
ejemplo cuando agregas ácido a la leche, dices que
se “corta”.
 Cuando una proteína se desnaturaliza pierde su
configuración y ya no puede regresar a su forma y
función original.
 Los factores que las desnaturalizan son:
Temperaturas elevadas y cambios en el pH.

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