Bioquimica (2)

Centro de bachillerato tecnológico industrial y de servicios José Vasconcelos no. 188 Alumna: Denisse Yaneth Ramírez Gil Grado y grupo: 6-AVPIA Asignatura: Bioquímica Docente: Jorge A. López Pérez INTRODUCCION Los carbohidratos, conocidos también como hidratos de Carbono, glúcidos o azúcares (sakcharon, azúcar), son compuestos orgánicos formados en su mayoría por Carbono, Hidrógeno y Oxígeno, aunque en algunos, se encuentran también el azufre y nitrógeno. Los carbohidratos o azúcares, son compuestos formados por Carbono, hidrógeno y oxígeno que son sintetizados a partir de CO2 (bióxido de Carbono) y de H2O (agua) por los organismos fotosintéticos mediante el aprovechamiento de la energía de la luz solar (fotosíntesis), o bien por rutas sintéticas en los organismos heterótrofos, aunque el mayor aporte de los mismos para estos organismos esta dado por la dieta. Los lípidos son un grupo químicamente heterogéneo de moléculas muy poco solubles en agua, pero muy solubles en solventes orgánicos no polares tales como acetona, benceno cloroformo y éter. Dada la similitud de sus propiedades de solubilidad, suele agrupárseles en una sola clase. Al igual que los carbohidratos, los lípidos tiene dos importantes funciones en la célula y tejidos: 1) son parte de ciertos elementos estructurares de las células, en particular de organelos membranosos 2) pueden ser almacenados en las células como fuentes de reserva de energía. Los lípidos más comunes incluyen a los ácidos grasos, grasas neutras, fosfolípidos (glicerofosfatidos, plasmalogenos y esfingolipidos), glucolípidos, terpenos y esteroides. Cuando se encuentran en forma independiente varios de estos lípidos tienen una estructura no macromolecular; sin embargo, debido a que tienen propiedades similares y a que con frecuencia se combinan entre sí y con otros tipos de moléculas para formar complejos macromoleculares. Las etapas individuales del catabolismo de los carbohidratos se conocen con gran detalle. En la mayoría de los casos, las células degradan los carbohidratos mediante vías metabólicas similares, ya sean células vegetales, animales o bacterias. MACROMOLECULAS CELULARES: ACIDOS NUCLEICOS Los ácidos nucleicos fueron descubiertos desde hace más de 100 años, pero su función en la genética y el control de la actividad celular no pudo llegar a comprenderse sino hasta los últimos 50 años. Friedrich Miescher (sueco, 1844-1895) es reconocido como el descubridor de los ácidos nucleicos en 1869, el aisló los núcleos de los glóbulos blancos presentes en el pus utilizando soluciones diluidas de ácido clorhídrico para disolver otras estructuras celulares y añadió entonces la enzima proteolítica pepsina para degradar aún más las proteínas residuales de la célula adheridas a los núcleos. Los ácidos nucleicos son biomoléculas orgánicas formadas por C, H, O, N y P. Son macromoléculas de elevado peso molecular constituidas por unas unidades básicas llamadas nucleótidos unidos mediante enlaces fosfodiéster. Por tanto, son polímeros de nucleótidos. Función ADN: Almacena y transmite la información genética. Dirige el proceso de síntesis de proteínas. Constituye el material genético y forma los genes, que son las unidades funcionales de los cromosomas. ARN: Ejecuta las órdenes contenidas en el ADN, se encarga de sintetizar proteínas. Nucleótidos y nucleósidos Estructura Los nucleótidos están formados por tres tipos de moléculas: pentosas, ácido fosfórico y bases nitrogenadas. a) Pentosas: Son dos aldopentosas: • Ribosa en el ARN • Desoxirribosa en el ADN b) Ácido fosfórico c) Bases nitrogenadas: Son compuestos heterocíclicos de C y N. Son de dos tipos: • Bases púricas: Derivan de la purina • Bases pirimidínicas: Derivan de la pirimidina La unión de una pentosa y una base nitrogenada constituyen un NUCLEÓSIDO. Se establece un enlace N-glucosídico entre el carbono 1 de la pentosa y el nitrógeno 9 si la base es púrica o 1 se es pirimidínica. Se nombran con el nombre del base terminado en –osina si es púrica y en –idina si es pirimidínica. Si la pentosa es desoxirribosa se añade el prefijo desoxi-. Adenosina, guanosina, timidita, histidina, uridina. Desoxiadenosina, desoxiguanosina. La unión de un nucleósido y un ácido fosfórico constituye un NUCLEÓTIDO. Se establece un enlace fosfodiéster entre el –OH del carbono 5 de la pentosa y un H del ácido fosfórico. Se nombra con el nombre del base terminado en –ílico y se antepone la palabra ácido. Ácido adenílico. Si la pentosa es desoxirribosa, se antepone la palabra desoxi. Ácido desoxiadenílico. CARBOHIDRATOS Los glúcidos, azúcares o carbohidratos, son químicamente hablando, aldehídos o cetonas polihidroxilicos, o productos derivados de ellos por oxidación, reducción, sustitución o polimerización. Los glúcidos desempeñan una gran variedad de funciones en los organismos, como una fuente energética o formando material estructural de las membranas, esto entre otras muchas funciones, por lo que se consideran moléculas extremadamente versátiles. Atendiendo a su estructura, los glúcidos se pueden clasificar en: 1. Monosacáridos simples y compuestos. 2. Oligosacáridos. 3. Polisacáridos simples y compuestos Los monosacáridos simples se pueden representar con la fórmula estequiométrica (CH2O) y pueden tener función aldehído: cuando el grupo funcional carbonilo se encuentra en el carbón primario de la molécula, o función cetona: cuando el grupo funcional se encuentra en un carbón secundario. Según la longitud de la cadena carbonada se distinguen entre aldo o cetotriosas, tetrosas, pentosas etc. La molécula más pequeña que generalmente se considera un monosacárido son las triosas (con n = 3). En los seres vivos las funciones de los carbohidratos se pueden generalizar en: a) energéticas (glucógeno en animales y almidón en vegetales, bacterias y hongos) La glucosa es un de los carbohidratos más sencillos comunes y abundantes; representa a la molécula combustible que satisface las demandas energéticas de la mayoría de los organismos. b) de reserva Los carbohidratos se almacenan en forma de almidón en los vegetales (gramineas, leguminosas y tubérculos) y de glucógeno en los animales. Ambos polisacáridos pueden ser degradados a glucosa. c) compuestos estructurales (como la celulosa en vegetales, bacterias y hongos y la quitina en artrópodos) Los carbohidratos estructurales forman parte de las paredes celulares en los vegetales y les permiten soportar cambios en la presión osmótica entre los espacios intra y extracelulares. Esta, es una de las sustancias naturales mas abundantes en el planeta. En las grandes plantas y en los árboles, la celulosa, estructura fibrosa construida de glucosa, cumple la doble función de carga y soporte. La celulosa es de origen vegetal principalmente, sin embargo algunos invertebrados tienen celulosa en sus cubiertas protectoras. El polisacárido estructural más abundante en los animales es la quitina. En los procariontes forma la pared celular construida de azúcares complejos como los péptidoglicanos y ácidos teicoicos. A las propiedades de esta estructura se le atribuyen muchas de las características de virulencia y antigenicidad. En algunos animales como los insectos los carbohidratos forman la quitina, el ácido condroitín sulfúrico y el ácido hialurónico, macromoléculas de sostén del aparato muscular. d) precursores carbohidratos son precursores de ciertos lípidos, proteínas y dos factores vitamínicos, el ácido ascórbico (vitamina C) y el inositol. e) señales de reconocimiento (como la matriz extracelular) Los carbohidratos intervienen en complejos procesos de reconocimiento celular, en la aglutinación, coagulación y reconocimiento de hormonas. LIPIDOS Los lípidos son sustancias naturales que se disuelven en hidrocarburos, pero no en agua. Realizan un conjunto extraordinario de funciones en los seres vivos. Algunos lípidos son reservas energéticas vitales. Otros son los componentes estructurales primarios de las membranas biológicas. Asimismo, otras moléculas lipídicas actúan como hormonas, antioxidantes, pigmentos o factores de crecimiento vitales y vitaminas. Se describen las estructuras y las propiedades de las principales clases de lípidos que se encuentran en los seres vivos, así como las propiedades estructurales y funcionales de las biomembranas. Grupo de sustancias presentes en todos los seres vivos, que comparten ciertas características: • Son solubles en solventes orgánicos • Son prácticamente insolubles en agua Funciones: • Constituyentes de membranas • Reserva energética Los lípidos son un grupo heterogéneo de biomoléculas. Se consideran lípidos moléculas como los fosfolípidos, los esteroides, los carotenoides, las grasas y los aceites, que se diferencian mucho en cuanto a estructura y función. A causa de su diversidad, el término Lípido tiene una definición más operativa que estructural. Los lípidos se definen como aquellas sustancias de los seres vivos que se disuelven en solventes no polares, como el éter, el cloroformo y la acetona, y que no lo hacen de manera perceptible en el agua. Las funciones de los lípidos también son variadas. Diversas clases de moléculas lipídicas (p. ej ., los fosfolípidos y los esfingolípidos) son componentes estructurales importantes de las membranas celulares. Otro tipo, las grasas y los aceites (ambos son triacilgliceroles), almacenan energía de modo eficaz. Otras clases de moléculas lipídicas son señales químicas, vitaminas o pigmentos. Por último, algunas moléculas lipídicas que se encuentran en las cubiertas externas de varios organismos tienen funciones protectoras o impermeabilizan tes. Clases de lípidos. Los lípidos pueden clasificarse de muchas formas diferentes. En esta exposición, los lípidos pueden subdividirse en las siguientes clases: 1. Ácidos grasos 2. Triacilgliceroles 3. Ésteres de ceras 4. Fosfolípidos (fosfoglicéridos y esfingomielinas) 5. Esfingolípidos (moléculas diferentes a la esfingomielina que contienen el aminoaJcohol esfingosina) 6. Isoprenoides (moléculas formadas por unidades repetidas de isopreno, un hidrocarburo ramificado de cinco carbonos) Ácidos grasos Los ácidos grasos son ácidos monocarboxílicos que contienen en general cadenas hidrocarbonadas de longitudes variables (entre 12 y 20 carbonos). Los ácidos grasos se numeran a partir del extremo carboxilato. Se emplean letras griegas para designar determinados átomos de carbono. El carbono ex de un ácido graso es adyacente al grupo carboxilato, el carbono f3 está a dos átomos del grupo carboxilato, y así en forma sucesiva. Triacilgliceroles Los triacilgliceroles son ésteres de glicerol con tres moléculas de ácidos grasos. Los glicéridos con uno o dos grupos ácido graso, que se denominan monoacilglicerol es y diacilgliceroles, respectivamente, son intermediarios metabólicos. Se encuentran presentes en general en cantidades pequeñas. Debido a que los triacilglicero les no tienen carga (Le., el grupo carboxilo de cada ácido graso está unido al glicerol mediante un enlace covalente), se les denomina en ocasiones grasas neutras. La mayoría de las moléculas de triacilgliceroles contienen ácidos grasos de diversas longitudes, que pueden ser insaturados, saturados o una combinación de ambos. Dependiendo de sus composiciones de ácidos grasos, las mezclas de triacilgliceroles se denominan grasas o aceites. Las grasas, que son sólidas a temperatura ambiente, contienen una gran proporción de ácidos grasos saturados. Los aceites son líquidos a temperatura ambiente debido a su contenido relativamente elevado ele ácidos grasos insaturados. (Recuérdese que los ácidos grasos insaturados no se sitúan tan juntos como los ácidos grasos saturados.) Ésteres de ceras Ésteres de ceras + Pequeña gota de aceite Las ceras son mezclas complejas de lípidos no polares. Son cubieltas protectoras de las hojas, de los tallos y de las frutas de los vegetales y de la piel de los animales. Los ésteres formados por ácidos grasos de cadena larga y alcoholes de cadena larga son constituyentes destacados de la mayoría de las ceras. Entre los ejemplos bien conocidos se encuentran la cera de carnauba, producida por las hojas de la palma de cera brasileña, y la cera de abeja. El constituyente predominante de la cera de carnauba (Copernicia cerifera) es el éster de cera cerotato de melisilo. El hexadecanoato de triacontilo es uno de los ésteres de cera importantes de la cera de abeja. Las ceras contienen también hidrocarburos, alcoholes, ácidos grasos, aldehídos y estero les (alcoholes esteroides). Fosfolípidos Los fosfoIípidos desempeñan múltiples funciones en los seres vivos. Son los primeros y más importantes componentes estructurales de las membranas. Además, cuantiosos fosfolípidos son agentes emulsionantes y agentes superficiales activos. (Un agente superficial activo es una sustancia que disminuye la tensión superficial de un líquido, en general el agua, de forma que se disperse por una superficie.) Los fosfolípidos son muy adecuados para estas funciones debido a que, al ser sales de ácidos grasos, son moléculas anfipáticas. Esfingolípidos Los esfingolípidos son componentes importantes de las membranas animales y de las vegetales. Todas las moléculas de esfingolípidos contienen un aminoalcohol de cadena larga. En los animales, este alcohol es principalmente la esfingosina. La fitoesfingosina se encuentra en los esfingolípidos de los vegetales. El núcleo de cada clase de esfingolípido es una ceramida, un delivado amida de ácido graso de la esfingosina. En la esfingomielina, el grupo hidroxilo 1 de la ceramida está esterificado con el grupo fosfato de la fosfatidilcolina o la fosfatidiletanolamina. La esfingomielina se encuentra en la mayoría de las membranas celulares animales. Sin embargo, como sugiere este nombre, la esfingomielina se encuentra en mayor abundancia en la vaina de mielina de las células nerviosas. Isoprenoides Los isoprenoides son un gran grupo de biomoléculas que contienen unidades estructurales de cinco carbonos que se repiten y que se denominan unidades de isopreno. Los isoprenoides no se sintetizan a partir del isopreno (metilbutadieno), sino que todas sus vías de biosÍntesis comienzan con la formación de isopentenilpirofosfato a partir de acetil-CoA. Los isoprenoides están formados por terpenos y por esteroides. Los terpenos son un grupo enorme de moléculas que se encuentran en gran medida en los aceites esenciales de las plantas. Los esteroides son derivados del sistema de anillos hidro- . carbonados del colesterol. Estructura de fischer de los monosacáridos Estructura de Haworth Mathews K.C., van Holde E.K., Aher G.K. Bioquímica. 3th edición. Pearson Addison Wesley, España 2004 Murray R.K., Mayes P.A., Granner D.K., Rodwell V.W.: Harper Bioquímica Ilustrada.Manual Moderno. México, 2004. 3. Voet D., Voet G.J. Biochemistry. 2th Edición. John Wilwy & Sons, INC. E.U. 1995. Roman Gutierrez. (2009). sitio de red de apoyo de bioquimica. 19 de abril del 2018, de biblio Sitio web: http://biblio3.url.edu.gt/Publi/Libros/2013/Bioquimica/12-O.pdff http://www.edu.xunta.gal/centros/iespuntacandieira/system/files/06_%C3%81cidos_nucleicos.pdf http://www.iib.unsam.edu.ar/archivos/docencia/licenciatura/biotecnologia/2017/QuimicaBiol/1495036890.pdf