PPTCTC031TC31A16V1 Clase Biomoléculas orgánicas: proteínas y ácidos nucleicos.

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1 PPTCTC031TC31A16V1 Clase Biomoléculas orgánicas: proteínas y ácidos nucleicos

2 Resumen de la clase anterior Capacidad disolvente Alta tensión superficial Capilaridad Alto calor específico Alto calor de vaporización Biomoléculas inorgánicas Agua Gases Sales minerales CO 2, O 2 Na+, K +, Fe 3+, Ca 2+, I -, F -

3 Resumen de la clase anterior Unidad básica: Monosacáridos Clasificación: Monosacáridos, disacáridos, polisacáridos Función: Estructural, energética Biomoléculas orgánicas Carbohidratos Lípidos Unidad básica: Ácidos grasos (saponificables) Tipos: Triglicéridos, fosfolípidos, esteroides. Función: Estructural, energética, aislante, hormonal

4 Aprendizajes esperados Comprender las formas de clasificación de proteínas y ácidos nucleicos. Comprender los niveles de organización y funciones de las proteínas. Identificar los tipos de ácidos nucleicos y sus características. Páginas del libro desde la 38 a la 49.

5 Naciones Unidas propone comer insectos para combatir el hambre en el mundo. Fuente: Abc. es: http://www.abc.es/sociedad/20130514/abci- naciones-unidas-comida-insectos-201305132153.htmlhttp://www.abc.es/sociedad/20130514/abci- naciones-unidas-comida-insectos-201305132153.html Arriba: harina de grillo. Abajo: barras energéticas hechas con harina de grillo. Imagen de: Foodnavigator-usa.com  Se estima que para 2050 habrá 9.000 millones de personas en el mundo. Para alimentarlas hay que duplicar la producción de alimentos.  Los insectos tienen niveles de proteína similares a la carne de vacuno, requieren 12 veces menos alimento que el ganado vacuno, menos agua y menos espacio para su crianza.  Alrededor de 2.000 millones de personas en el mundo comen insectos, principalmente en Asia y África, y hay más de 1500 especies comestibles.  Por ello se han considerado una buena alternativa de “alimento del futuro”. Valor nutritivo cada 100gr Proteínas (g) Calcio (mg) Hierro (mg) Oruga28,2-35,5 Saltamontes20,635,25 Escarabajo17,230,97,7 Carne picada 27,4-3,5 Fuente: Universidad del estado de Montana, EE.UU. http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2012/08/120730_comida_f uturo_lp

6 1. Proteínas 2. Ácidos nucleicos

7 1. Proteínas CRITERIO DE CLASIFICACIÓN PROTEÍNAS Elementos principales C, H, O, N, S Unidades básicas de construcción (monómeros) Aminoácidos Tipo de enlace Peptídico Niveles de organización Estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. Fuentes Carnes rojas y blancas, lácteos, huevos, legumbres, frutos secos, etc.

8 1. Proteínas 1.1 Estructura de aminoácidos CCN HH H H RO O Radical Carbono central Grupo carboxilo Grupo amino

9 1. Proteínas 1.2 Tipos de aminoácidos EsencialesNo esenciales Isoleucina (Ile, I)Alanina (Ala, A) Leucina (Leu, L)Arginina (Arg, R) Lisina (Lys, K)Asparragina (Asn, N) Metionina (Met, M)Aspartato (Asp, D) Fenilalanina (Phe, F)Cisteína (Cys, C) Treonina (Thr, T)Glutamato (Glu, E) Triptófano (Trp, W)Glutamina (Gln, Q) Valina (Val, V)Glicina (Gly, G) Histidina (His, H) (niños)*Prolina (Pro, P) Serina (Ser, S) Tirosina (Tyr, Y) Histidina (His, H) (adultos)* (*) En niños, la histidina no se sintetiza, por lo que es un aminoácido esencial para este grupo de edad, pero no para los adultos. ¿Qué es un aminoácido esencial?

10 1. Proteínas 1.3 Enlace peptídico Aminoácido 1 Aminoácido 2 Reacción de condensación entre grupo carboxilo y grupo amino Liberación de una molécula de agua Dipéptido + Grupo amino (NH 3 + ) Grupo carboxilo (COO - )

11 1. Proteínas 1.4 Niveles de organización de las proteínas Unión lineal de los aminoácidos Varios niveles de plegamiento debido a interacciones entre grupos químicos de los aminoácidos. Las proteínas tienen una estructura tridimensional bien definida, que puede organizarse en 4 niveles interdependientes.

12 1. Proteínas 1.4 Niveles de organización de las proteínas Extremo amino-terminal Extremo carboxilo- terminal Péptido Enlaces peptídicos Estructura primaria Unión lineal de aminoácidos Enlaces peptídicos Corresponde a A través de

13 1. Proteínas 1.4 Niveles de organización de las proteínas Estructura secundaria Interacciones entre grupos amino y grupos carboxilo de distintos aminoácidos Puentes de hidrógeno Corresponde a A través de Puede ser de dos tipos:

14 1. Proteínas 1.4 Niveles de organización de las proteínas Estructura terciaria Plegamiento en el espacio de la estructura secundaria. Interacciones hidrofóbicas, interacciones electrostáticas, puentes disúlfuro. Corresponde a A través de ¿Qué es una interacción hidrofóbica?

15 1. Proteínas 1.4 Niveles de organización de las proteínas Estructura cuaternaria Interacción de 2 o más estructuras terciarias o subunidades de una proteína Ejemplo: hemoglobina Corresponde a ¿Qué función cumple la hemoglobina en nuestro organismo?

16 FunciónCaracterística EstructuralForman parte de las membranas celulares, componen el citoesqueleto y actúan como receptores. EnzimáticaBiocatalizadores de las reacciones químicas. HormonalAlgunas son de naturaleza proteica como la insulina, glucagón, hormona del crecimiento, entre otras. DefensaForman inmunoglobulinas o anticuerpos. TransporteTransportadoras de gases respiratorios (hemoglobina), de lípidos en sangre (lipoproteínas), en la membrana plasmática actuando como carrier. ContráctilLa actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular. EnergéticaSolo en condiciones extremas, por ejemplo, cuando los carbohidratos y lípidos han sido utilizados. Además es poco eficiente. 1. Proteínas 1.5 Funciones de las proteínas ¿Por qué es peligroso utilizar las proteínas como energía?

17 La siguiente figura representa una molécula de aspartamo (L-α-aspartil-L fenilalanina metil éster), endulzante artificial muy usado en la industria alimentaria, de origen peptídico. ¿En cuál(es) de los puntos señalados se presenta un enlace peptídico? A) Solo 1 D) Solo 2 y 3 B) Solo 2 E) 1, 2 y 3 C) Solo 1 y 2 Ejercicio 1 “Guía del alumno” Ejercicio 1 “Guía del alumno”  ALTERNATIVA CORRECTA B Comprensión MTP El enlace peptídico se forma entre el grupo amino (NH 2 ) de un aminoácido y el grupo carboxilo (COOH) del aminoácido siguiente.   

18 Las proteínas participan activamente en diversas funciones que son fundamentales para los seres vivos. ¿Cuál de las siguientes alternativas representa una función en la que las proteínas intervienen en menor medida? A) Hormonal D) Energética B) Enzimática E) Estructural C) Inmunológica Ejercicio 4 “Guía del alumno” Ejercicio 4 “Guía del alumno”  ALTERNATIVA CORRECTA D Reconocimiento MC Consumir las proteínas para obtener energía involucra un deterioro del organismo, ya que esa proteína cumple alguna función que no se realizará. Manifestación de emergencia La función energética no es la principal en las proteínas, para esto están los carbohidratos y lípidos.   

19 La siguiente figura representa una molécula de hemoglobina. Esta proteína presenta estructura cuaternaria debido a que A) está formada por cuatro subunidades distintas. B) consta de más de una cadena polipeptídica. C) presenta un átomo de hierro en cada grupo hemo. D) tiene una masa molecular muy elevada. E) presenta una estructura globular. Ejercicio 8 “Guía del alumno” Ejercicio 8 “Guía del alumno”  ALTERNATIVA CORRECTA B Comprensión MC Una proteína con estructura cuaternaria es aquella que está formada por más de una cadena polipeptídica.    La hemoglobina consta de cuatro subunidades, 2 de tipo alfa y 2 de tipo beta, por lo tanto, 4 cadenas polipeptídicas.

20 2. Ácidos nucleicos CRITERIO DE COMPARACIÓN ÁCIDOS NUCLEICOS Elementos principales C, H, O, N, P Unidades básicas de construcción (monómeros) Nucleótidos Tipo de enlace Fosfodiéster (dentro de una hebra). Puentes de hidrógeno (entre hebras). Función biológica Almacenar y transmitir la información genética. Ejemplos ADN, ARN

21 2. Ácidos nucleicos 2.1 Unidades básicas: nucleótidos 1 2 3

22 2. Ácidos nucleicos 2.1 Unidades básicas: nucleótidos Pirimidinas Purinas Bases nitrogenadas ¿En qué ácido nucleico encontramos la base nitrogenada Uracilo?

23 2. Ácidos nucleicos 2.1 Unidades básicas: nucleótidos Pentosas (ARN)(ADN) Diferencia

24 2. Ácidos nucleicos 2.1 Unidades básicas: 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 fosfodiéster.

25 2. Ácidos nucleicos 2.1 Unidades básicas: nucleótidos Adenosin trifosfato (ATP): Es la molécula que aporta energía a todos los procesos celulares. ATP BASE NITROGENADA ADENINA PENTOSARIBOSA GRUPO FOSFATO3 GRUPOS El ATP es un nucleótido modificado, ya que presenta 3 grupos fosfato. Enlaces de alta energía. Al romperse la liberan.

26 2. Ácidos nucleicos 2.2 Enlaces químicos Enlace fosfodiéster Une los nucleótidos del ADN o del ARN. Es un enlace covalente que se produce entre un grupo hidroxilo (OH - ) en el carbono 3’ y un grupo fosfato (PO 4 3− ) en el carbono 5’ del nucleótido entrante.

27 2. Ácidos nucleicos 2.2 Enlaces químicos Puente de hidrógeno Une las bases nitrogenadas de las dos hebras del ADN. Al desnaturalizar el ADN, se rompen los puentes de hidrógeno que hay entre las bases nitrogenadas, por lo tanto las hebras se separan. Un ADN con mayor porcentaje de C-G que A-T es más difícil de desnaturalizar.

28 2. Ácidos nucleicos 2.3 ADN y ARN ADNARN Bases nitrógenadas Adenina Guanina Timina Citosina Adenina Guanina Uracilo Citosina PentosaDesoxirribosaRibosa CaracterísticasCorresponde a la unión de muchos nucleótidos. Está formado por dos cadenas conformando una doble hélice. Corresponde a la unión de muchos nucleótidos. Está formada por una sola cadena polinucleotídica. FuncionesCodifica la información genética, guardando en forma segura y fiel las características de los organismos. Existen diversos tipos de ARN, que tienen como función decodificar el mensaje genético del ADN y traducirlo a proteínas.

29 2. Ácidos nucleicos 2.3 ADN y ARN

30 ¿Qué elemento permite determinar que el ATP es un ribonucleótido? A) La adenina B) La pentosa C) El grupo fosfato D) La presencia de tres grupos fosfato E) La presencia de un monosacárido en su estructura Ejercicio 12 “Guía del alumno” Ejercicio 12 “Guía del alumno”  ALTERNATIVA CORRECTA B Comprensión MC El ATP es un ribonucleótido porque la pentosa (azúcar) que contiene es ribosa.    ¿En qué se diferencia de un desoxirribonucleótido?.

31 Un científico ha analizado parcialmente la estructura de cinco nucleótidos procedentes de un tejido animal. Los resultados se muestran en la siguiente tabla: En relación con la información de la tabla, es correcto afirmar que A) la molécula 1 corresponde a un ribonucléotido. B) la molécula 2 no se considera un nucleótido. C) solo el nucleótido 3 puede pertenecer a una cadena de ADN. D) la molécula 4 corresponde a un desoxirribonucleótido. E) el nucleótido 5 puede formar parte del ADN o del ARN. Ejercicio 15 “Guía del alumno” Ejercicio 15 “Guía del alumno”  MC Independiente de la cantidad de grupos fosfato, sigue siendo un nucleótido al tener una base nitrogenada y una pentosa. No se puede determinar, ya que el 1 y el 5 contienen bases nitrogenadas presentes en el ADN y se desconoce su pentosa. No se puede determinar, ya que no se conoce el azúcar, que debiese ser ribosa en este caso. ALTERNATIVA CORRECTA E ASE    No se puede determinar, ya que se desconoce la pentosa. Sí, ya que no se conoce la pentosa y se sabe que presenta citosina como base nitrogenada, la cual puede estar presente en ADN o ARN.

32 Pregunta oficial PSU Un investigador ha aislado y purificado una molécula y sospecha que se trata de una proteína. Un experimento adecuado para confirmar la naturaleza de esta molécula es estudiar si A) contiene oxígeno. B) contiene carbono. C) tiene un alto peso molecular. D) es soluble en solventes orgánicos. E) libera aminoácidos después de un tratamiento con tripsina. Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, Pregunta PSU modelo 2015. ALTERNATIVA CORRECTA E Comprensión

33 Tabla de corrección ÍtemAlternativaUnidad temáticaHabilidad 1 B Célula como unidad funcional Comprensión 2 D Célula como unidad funcional Reconocimiento 3 D Célula como unidad funcional Comprensión 4 D Célula como unidad funcional Reconocimiento 5 C Célula como unidad funcional ASE 6 E Célula como unidad funcional ASE 7 D Célula como unidad funcional ASE 8 B Célula como unidad funcional Comprensión 9 D Célula como unidad funcional ASE 10 B Célula como unidad funcional Comprensión

34 Tabla de corrección ÍtemAlternativaUnidad temáticaHabilidad 11 B Célula como unidad funcional Comprensión 12 B Célula como unidad funcional Comprensión 13 D Célula como unidad funcional Comprensión 14 E Célula como unidad funcional Comprensión 15 E Célula como unidad funcional ASE 16 B Célula como unidad funcional Comprensión 17 E Célula como unidad funcional Reconocimiento 18 B Célula como unidad funcional ASE 19 B Célula como unidad funcional Comprensión 20 E Célula como unidad funcional Comprensión

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

36 Prepara tu próxima clase En la próxima sesión, estudiaremos Teoría celular. Diversidad celular: células procariontes y eucariontes.

37 ESTE MATERIAL SE ENCUENTRA PROTEGIDO POR EL REGISTRO DE PROPIEDAD INTELECTUAL. Equipo Editorial Área Ciencias: Biología