Biomoléculas.

Presentación del tema: "Biomoléculas."— Transcripción de la presentación:

1 Biomoléculas

2 BIOMOLÉCULAS Carbohidratos Proteínas Ácidos nucleicos Lípidos

3 Biomoléculas Cuatro elementos en las células – C, H, N y O
Cuatro biomoléculas (moléculas orgánicas): Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos Fuentes de energía para los organismos Rompimiento de moléculas orgánicas  Liberación de energía

4 Grupos funcionales Grupo de átomos con propiedades químicas específicas. Confiere dichas propiedades a la molécula a la que está unido Una molécula puede tener varios grupos funcionales unidos Las moléculas orgánicas tienen propiedades específicas del grupo funcional que contienen. Por ejemplo, aldosas y cetosas con esos grupos funcionales que sn polares le dan la posbilidad de solubilizarse en agua a algunos azucares

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6 Unidades Constitutivas de los Organismos
70% es agua

7 Condensación e Hidrólisis de Polímeros

8 Condensación e Hidrólisis de Polímeros

9 CARBOHÍDRATOS Monosacáridos (Glucosa, fructosa, etc) Oligosacáridos
Disacáridos (Sucrosa, lactosa, maltosa) Polisacáridos (Almidón, quitina, celulosa, etc)

10 Carbohidratos Por año:
100 billones de ton. métricas de CO2 y H2O Celulosa y otros carbohidratos Son las biomoléculas mas abundantes en la Tierra

11 Carbohidratos Funciones:
Estructurales: Pectina, Quitina, Celulosa, Peptidoglucano. Almacenamiento energía: Almidón, Glucosa Comunicación celular: Glucoproteínas (Antígenos)

12 Ciclo del Carbono PERO SE CONSIDERA QUE EL CENTRO DE SU IMPORTANCIA SE FUNDAMENTA EN LA PROPIEDADES ENERGETICAS…. PARTIENDO DE UN CONCEPTO BASICO Y ES QUE EL PRINCIPAL CICLO ENERGETICO DE LA BIOSFERA, DEPENDE DEL METABOLISMO GRUPAL DE LOS HIDRATOS DE CARBONO……

13 Monosacáridos Sólo tienen una molécula de azúcar
No se pueden degradar a unidades más simples Se clasifican en: Aldosas (Grupo aldehido) Cetosas (Grupo cetona) Poseen la misma composición atómica pero cambia la localización de los hidrógenos y los dobles enlaces

14 Grupos funcionales Las moléculas orgánicas tienen propiedades específicas del grupo funcional que contienen. Por ejemplo, aldosas y cetosas con esos grupos funcionales que sn polares le dan la posbilidad de solubilizarse en agua a algunos azucares

15 Aldosas

16 Cetosas

17 Propiedades diferentes ADN ARN
Monosacáridos son Azúcares Simples El más pequeño No forma de anillo Propiedades diferentes ADN ARN

18 OLIGOSACARIDOS CELOBIOSA LACTOSA MALTOSA SACAROSA
GLUCOSA - GLUCOSA  :1-4 GLUCOSA - GALACTOSA  :1-4 MALTOSA SACAROSA Lactosa (Azúcar de la leche) Sacarosa o Sucrosa (Azúcar de caña) Maltosa (Azúcar de malta) GLUCOSA - GLUCOSA  :1-4 GLUCOSA - FRUCTOSA  - :1-2

19 POLISACÁRIDOS ALMIDON RESERVA GLUCOGENO INULINA HOMOPOLISACARIDOS
CELULOSA ESTRUCTURALES QUITINA POLISACARIDOS AGAR NO NITROGENADOS GOMA ARABIGA HETEROPOLISACARIDOS Homopolisacaridos son la principal fuente de reserva energetica en animales (almidon en caso de las plantas) y en plantas cumplen importantes funciones estructurales. La inulina es una cadena de unidades de fructosa (una cetosa) , se encuentran en raices, tubérculos y rizomas de algunas plantas NITROGENADOS GAGs

20 Dos tipos de monómeros, no ramificado
Varios tipos de monómeros, ramificado No ramificado Ramificado Heteropolisacáridos Homopolisacáridos

21 HOMOPolisacáridos Almidón  Plantas Amilosa + Amilopectina
Aunque almidón también se ramifica, las ramificacionesen el glucógeno son más frecuentes, cada 8-12 unidades de glucosa. En los animals superiores, el glucogeno se almacena en gránulos en el citoplasma de las celulas, principalmente musculares y hepaticas Glucógeno  Animales Cadena ramificada de glucosa

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23 No tenemos celulasa! (Enzima que degrada celulosa)
Mamíferos y vertebrados carnívoros no pueden usar celulosa como fuente de energía No tenemos celulasa! (Enzima que degrada celulosa) Termitas Simbiosis con microorganismos que degradan celulosa

24 Proteínas Polímeros de aminoácidos 20 aminoácidos

25 Funciones de las proteínas:
• Soporte estructural • Protección • Transporte • Catálisis • Defensa • Regulación • Movimiento

26 Estructura de las proteínas
Aminoácido- cuatro grupos unidos al átomo de carbono central: Un átomo de hidrógeno Un grupo amino NH3+ Un grupo carboxilo COOH Un grupo R (grupo funcional)

27 Estos aa son hidrofílicos y atraen iones de carga opuesta
Los Veinte Amino-Ácidos que constituyen las Proteínas Estos aa son hidrofílicos y atraen iones de carga opuesta

28 Estos forman puentes de hidrógeno
Los Veinte Amino-Ácidos que constituyen las Proteínas Estos forman puentes de hidrógeno

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30 Los Veinte Amino-Ácidos que constituyen las Proteínas

31 Qué tipo de enlaces unen a los aminoácidos?
Reacción de condensación entre grupo amino y grupo carboxilo Ocurre durante la traducción del mRNA

32 Figura 3.5 Formación de enlaces peptídicos

33 Estructura primaria

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35 Proteínas: Polímeros de Amino-Ácidos
La estructura secundaria consiste de patrones regulares y repetidos en diferentes regiones en la cadena peptídica. Esta forma está determinada principalmente por puentes de hidrógeno entre N-H y C=O de diferentes aminoácidos Hélices a y láminas b.

36 Estructura secundaria en proteínas
• Hélices α — hélice o espiral con vuelta a la derecha que resulta de enlaces de H. Entre N-H de un aa con C=O de otro - periódico Muy común en proteinas fibrosas estructurales. Ejemplos: queratina de cabello, plumas y pezuñas.

37 • Láminas β — 2 o más cadenas de polipéptidos se alinean
Estructura secundaria en proteínas • Láminas β — 2 o más cadenas de polipéptidos se alinean Entre N-H de un aa con C=O de otro - periódico Ej: Las telarañas están hechas de láminas β de diferentes peptidos.

38 Muchas proteínas tienen las dos estructuras
Figura 3.6 Los cuatro niveles de la estructura de las proteínas (Parte 2) Muchas proteínas tienen las dos estructuras

39 Proteínas: Polímeros de Amino-Ácidos
La estructura terciaria es la forma tri-dimensional del polipéptido completo. El determinante primario de esta estructura es la interacción entre los grupos R por: Enlaces o puentes disulfuro (entre Cisteínas) Interacciones hidrofóbicas Enlaces iónicos F de Van der Waals Puentes de H

40 Figura 3.4 Un puente disulfuro

41 Figura 3.6 Los cuatro niveles de la estructura proteica (Parte 3)

42 Proteínas: Polímeros de Amino-Ácidos
Estructura Cuaternaria: Múltiples unidades de polipeptidos se unen e interactúan. Hemoglobina cuatro sub-unidades.

43 Estructura Cuaternaria

44 Cuatro niveles de estructura protéica
Primary Structure: Amino acid monomers are joined, forming polypeptide chains. Amino acid monomers Peptide bond

45 Proteínas: Polímeros de Amino-Ácidos
Estructura terciaria definida por fuerzas débiles. Alteración por: Temperatura: Puentes H e Interac. Hidrofóbicas pH: Atracciones y repulsiones iónicas Concentración de sustancias polares y no polares: Ptes H La pérdida de la estructura tridimensional normal de una proteina se llama denaturación.

46 Denaturación es la Pérdida de la Estructura Terciaria y la Función de una Proteína

47 Enzimas Reacciones espontáneas son muy lentas para la vida!
El calor aumenta la energía cinética de las moléculas, Pero… No sirve porue seria inespecifico, tdas las reacciones se acelerarían Como acelerar reacciones químicas a nivel celular?

48 Enzimas: Catalizadores Biológicos
Son específicas para su SUSTRATO, que se une en el sitio activo de la enzima Otras moléculas no se unen al sitio activo Interacciones (Ptes H, hidrofóbicas, covalentes…)

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50 Lípidos: Moléculas Insolubles en Agua
Lípidos son insolubles en agua Por qué? Enlaces covalentes no polares C-H Se agregan entre ellos, lejos del agua No son polímeros estrictamente hablando – las moléculas individuales no están unidas por enlaces covalentes

51 Lípidos: Moléculas Insolubles en Agua
Funciones principales en los organismos: Almacenamiento de energía (grasas y aceites) Membranas celulares (fosfolípidos) Captura de la energía lumínica (carotenos) Hormonas y vitaminas (esteroides y ácidos grasos modificados) Aislamiento térmico Aislamiento eléctrico de los nervios Repelencia al agua (ceras y aceites)

52 Lipoproteínas de baja densidad (LDL)
Lípidos Saponificables Simples Ácidos grasos Saturados Insaturados Acilglicéridos Triglicéridos Céridos Ceras vegetales Complejos Fosfolípidos Fosfoglicéridos Fosfoesfingolípidos Glucolípidos Cerebrósidos Gangliósidos Lipoproteínas Lipoproteínas de baja densidad (LDL) Lipoproteínas de alta densidad (HDL) Insaponificables Terpenos Vitamina A, K, D Esteroides Colesterol, hormonas (Testosterona, progesterona) Eicosanoides Prostaglandina

53 Lípidos: Moléculas Insolubles en Agua
Los ácidos grasos saturados solo tienen enlaces sencillos entre los carbonos Rígidos, rectos y sólidos a temperatura ambiente. Las grasas de los animales son saturadas.

54 Lípidos: Moléculas Insolubles en Agua
Acidos grasos insaturados tienen por lo menos un carbono con enlace doble en una de las cadenas Esto evita empaquetamiento…. Líquidos a temperatura ambiente. Aceites de plantas

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56 Lípidos: Moléculas Insolubles en Agua
Ceras : insolubles, Acido graso + alcohol graso Repelen agua y previene la pérdida de agua en estructuras como el pelo, plumas y hojas.

57 Lípidos: Moléculas Insolubles en Agua
Fosfolípidos tienen dos colas de ácidos grasos hidrofóbicas y un grupo fosfato hidrofílico unido al glicerol. Se organizan en ambientes acuosos

58 Fosfolípidos Forman una Bicapa
La bicapa…..

59 Lípidos: Moléculas Insolubles en Agua
Carotenos son pigmentos que absorben luz y se encuentran en plantas y animales. b-caroteno: atrapa luz durante la fotosíntesis En animales: se rompe y se convierte en Vitamina A Arroz dorado

60 Lípidos: Moléculas Insolubles en Agua
Esteroides son moléculas de señalización. Compuestos orgánicos con una serie de anillos fusionados. Colesterol: Necesario en membranas celulares de animales y precursor de hormonas (Testosterona y estrógeno)

61 ÁCIDOS NUCLEICOS

62 El modelo de la molécula de ADN de Watson & Crick (1953)
Nucleótidos * Azúcar —Deoxirribosa * Grupo fosfato * Bases nitrogenadas

63 Structures of the four DNA nucleotides
Figure 7-5

64 El modelo de la molécula de ADN de Watson & Crick
Purinas: Adenina & Guanina Pirimidinas: Citocina & Timina A:T complementarias C:G complementarias

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66 ADN Características ADN Doble hélice Hebras antiparalelas Bases nitrógenadas: Adenina Guanina Citosina Timina Azúcar: Desoxirribosa

67 ARN