2.1. Las moléculas del metabolismo

Los átomos de carbono pueden formar cuatro enlaces covalentes. H O N C C H O H H Figure: 3-UN7 Title: Amino acid structure

El carbono es esencial para todos los compuestos orgánicos Organische Moleküle Kohlenhydrate Monosaccharide Glukose Ribose Fruktose Disaccharide Saccharose (Glukose + Fruktose) Maltose (Glukose + Glukose) Laktose (Glukose + Galaktose) Polysaccharide Stärke (Pflanzen) Amylose Amylopectin Glykogen (Tiere) Zellulose (Zellwand) Lipide Fettsäuren + Glycerin Gesättigte Fettsäuren Ungesättigte Fettsäuren monoungesättigt polyungesättigt cis trans z.B. Phospholipide, Steroide, Triglyceride Proteine Aminosäuren Dipeptide Polypeptide Nukleinsäuren Nukleotide DNA RNA

Compuestos orgánicos e inorgánicos Todos los compuestos orgánicos tienen carbono como elemento principal. Pero no todos los compuestos de carbono son orgánicos, por ejemplo: CO2, Carbonato de calcio (CaCO3), CO, etc que son inorgánicos.

Los compuestos orgánicos también se pueden producir artificialmente (urea)

El metabolismo Anabolismo Catabolismo Síntesis de moléculas simples a partir de moléculas más complejas , y la formación de macromoléculas a partir de monómeros mediante reacciones de condensación Síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas más simples, y la formación de moléculas sencillas

Condensación Pequeñas moléculas (monómeros) se combinan con otros monómeros por una reacción de condensación. El agua se libera . Ejemplo: formación de un disacárido

Hidrólisis Las moléculas grandes (polímeros) se escinden o convierten en pequeñas moléculas . Se forma agua . Ejemplo: formación de un dipéptido

condensación Aminoacidos Dipeptido, Polipeptido Hidrólisis Monosacarido ( Glucosa) condensación Dicasáridos y polisacáridos Hidrólisis Los ácidos grasos y glicerina Condensación Lipidos Hidrólisis

Los hidratos de carbono CH2OH HO OH O Glucosa C6H12O6 Monosacárido

Los hidratos de carbono Ribosa HOCH2 CH2OH HO H O Monosacárido

Los hidratos de carbono 100 micrometros Stärkekörner CH2OH CH2OH O O H H H H H H OH H O OH H H OH H OH O CH2OH CH2OH CH2 CH2OH O O O O H H H H H H H H H H H H OH H O OH H O OH H O OH H O H OH H OH H OH H OH Figure :3-3 Title: Starch is an energy-storage polysaccharide made of glucose subunits Caption: (a) Starch globules inside individual potato cells. Most plants synthesize starch, which forms water-insoluble globules consisting of many starch molecules and makes up the bulk of this potato. (b) A small portion of a single starch molecule. Starch commonly occurs as branched chains of up to half a million glucose subunits. (c) The precise structure of the blue highlighted portion of the starch molecule in (b). Note the linkage between the individual glucose subunits for comparison with cellulose (Fig. 3-4). Enlaces fuertes Polisacáridos

Lipidos Glicerina Acidos grasos Triglicéridos C OH H C O HO CH etc. Figure :3-6 Title: Synthesis of a triglyceride Caption: Dehydration synthesis links a single glycerol molecule with three fatty acids to form a triglyceride.

Saturados sin enlaces dobles Lípidos Figure: 3-UN5 Title: Saturated fat Saturados sin enlaces dobles

Lípidos trans monoinsaturado cis poliinsaturado

Lípidos Colesterol y esteroides CH3 HC CH3 CH2 CH2 CH2 HC CH3 CH3 CH3 Figure :3-9 Title: Steroids Caption: Steroids are synthesized from cholesterol. All steroids have almost the same molecular structure (note the colored, fused carbon rings in all). Differences in steroid function result from differences in functional groups attached to the rings. Notice the similarity between the male sex hormone testosterone and the female sex hormone estradiol (estrogen). Question Why are steroid hormones able to act by binding with molecules inside the cell nucleus, while other types of hormones (i.e., not steroids) act only by interacting with molecules on the outside of the cell membrane? CH3 Colesterol y esteroides HO

Membranas fosfolipídicas Lípidos - CH3 - CH2 - CH3 O CH2 - CH2 - CH2 H3 - CH2 C-N-CH2 -CH2 -O-P-O-CH2 O - CH2 - CH2 = CH2 CH3 O HC-O-C- CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 O H2 C-O-C- CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH3 Cabeza polar Glicerina Ácidos grasos (hidrófila) (hidrófobos) Figure :3-8 Title: Phospholipids Caption: Phospholipids have only two fatty acid tails attached to the glycerol backbone. The third position is occupied by a polar head consisting of a phosphate group (–PO4–) to which a second (typically nitrogen-containing) functional group is attached. The phosphate group is negatively charged, and the nitrogen-containing group is positively charged. Membranas fosfolipídicas

Proteinas Aminoácido R O N C H Grupo amino Grupo variable Grupo carboxilo O C R H N Figure: 3-UN7 Title: Amino acid structure

Proteínas Aminoácido agua Dipeptido Enlace peptídico Figure :3-12 Title: Protein synthesis Caption: In protein synthesis, a dehydration synthesis joins the carbon of the carboxyl acid group of one amino acid to the nitrogen of the amino group of a second amino acid. The resulting covalent bond is called a peptide bond.

Aminoácido Aminoácido Condensación H H O H H O N C C N C C H H R OH R

Aminoácidos Aminoácidos Condensación H H O H H O N C C N C C H H R OH

agua Aminoácido Aminoácido Condensación H OH Enlace peptídico H H O H R R OH agua Enlace peptídico

Proteínas Figure :3-13 Title: The four levels of protein structure gly leu leu val val lys lys lys gly his lys ala gly lys val his lys pro ala lys val lys Figure :3-13 Title: The four levels of protein structure Caption: Levels of protein structure are represented here by hemoglobin, the oxygen-carrying protein in red blood cells (the red discs represent the iron-containing heme group that binds oxygen). All levels of protein structure are determined by the amino acid sequence of the protein, interactions among the R groups of the amino acids, and interactions between the R groups and their surroundings. Question Why do most proteins, when heated, lose their ability to function? pro