Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA BASE MOLECULAR Y FISICO-QUÍMICA DE LA VIDA  Enlaces químicos  Bioelementos  Biomoléculas inorgánicas: agua y sales.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA BASE MOLECULAR Y FISICO-QUÍMICA DE LA VIDA  Enlaces químicos  Bioelementos  Biomoléculas inorgánicas: agua y sales minerales.  Biomoléculas orgánicas : glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucléicos.  El agua: características y estructura. Funciones en los seres vivos.  Sales minerales: precipitadas y disueltas.  Disoluciones acuosas: Disoluciones verdaderas y propiedades. Disoluciones coloidales y propiedades.

Biología. 2º Bachillerato Título de la diapositiva Enlaces químicos En la materia viva los principales enlaces son:  Enlace iónico  Enlace covalente  Enlaces intermoleculares.  Enlace iónico: se establece entre dos elementos cuando uno cede un electrón para alcanzar la estructura de gas noble y otro la acepta. Se da entre elementos muy electronegativos y electropositivos.  Enlace covalente: Se forma cuando dos átomos comparten electrones. Es un enlace fuerte. Si los átomos tienen una electronegatividad similar dan lugar a moléculas apolares. N2, O2, CH4. Si unos átomos atraen más hacia si los electrones se forman moléculas dipolares con un polo positivo y otro negativo, es decir dipolos moleculares, H2O, NH3, SH2

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Enlaces intermoleculares. Son enlaces entre moléculas:  Enlaces de hidrógeno  Fuerzas de Vander Waals  Interacciones hidrofóbicas. Enlaces de hidrógeno: Se forman entre un átomo de hidrógeno y otro átomo electronegativo, estableciéndose fuerzas débiles de atracción entre ellos. Lo presentan el NH3, H2O…En el agua la gran electronegatividad del oxígeno hace que las cargas del dipolo sean muy altas. El oxígeno atrae hacia sí, sin llevarse del todo los electrones del hidrógeno, formándose un dipolo. Son responsables de la conformación tridimensional de proteínas y ácidos nucleicos, así como de las propiedades del agua. Enlace de Vander Waals: son fuerzas muy débiles, que actúan al aproximarse moléculas separadas debido a sus cargas eléctricas fluctuantes. Cuanto más grande sea una molécula más fuerza puede alcanzar ese enlace, ya que hay más posibles puntos de atracción y las capas electrónicas se deforman más fácilmente. Se puede dar entre moléculas apolares y polares. Son responsables de la unión enzima- sustrato y antígeno- anticuerpo. Interacciones hidrofóbicas: Se forman entre grupos hidrofóbicos o apolares que presentan una fobia al agua, de modo que al aproximarse excluyen el agua que existía entre ellas alcanzándose una situación más estable. Se da en algunas proteínas y ácidos nucleicos.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA BIOELEMENTOS PRIMARIOS BIOELEMENTOS SECUNDARIOS Constituyen los componentes esenciales C, N, H, O,S, P Mg, Ca, K, Na, Cl, Cu, Mn, Fe. F, I, Li, Co, Si Zn, BIOELEMENTOS 96.5% Indispensables Variables Br, Pb, Al, Ti, B

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA % en masa% en peso H10,22630,8810,0 C60,199,50,0918 N7-1,40,033,3 O84725,54965 Na112,50,032,60,24 Mg122,20,011,90,05 Si1428-25- P15-0,220,121,0 S16-0,050,050,25 K192,50,062,40,35 Cl17-0,080,190,19 Ca203,50,313,41,5 Fe264,5-4,7- ElementoZCorteza terrestreCuerpo humanoCorteza terrestre Cuerpo humano ABUNDANCIA DE LOS BIOELEMENTOS

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA O 65,00 PRIMARIOS C 18,00 H 10,00 N 3,00 P 1,10 S 0,25 Ca 1,90 SECUNDARIOS K 0,35 Na 0,15 Cl 0,15 Mg 0,05 Fe 0,01 OLIGOELEMENTOS Zn 0,01 Si 0,01 Mn 0,01 I F Cu 0,01 Co 0,01

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA C Forma distintos enlaces covalentes con otros C, O, H y N, da lugar a multitud de moléculas orgánicas distintas y a distintos grupos funcionales por combinación de éstos. O Aceptor de H y electrones. Catalizador en la respiración aerobia. Abundante en la Tierra. Participa en reacciones de oxido-reducción. Se combina fácilmente con el C formando enlaces covalentes. N Forma simples y dobles enlaces con el C. En proteínas, a. Nucleicos y en los productos de excreción. H Dador y aceptor de electrones (energía). Participa en reacciones de oxido- reducción. S Forma enlaces covalentes con C, N, O. Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina), presentes en todas las proteínas. También en algunas sustancias como el Coenzima A y sales inorgánicas. P Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucléicos. Forman parte de coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos, sustancias fundamentales de las membranas celulares. También forma parte de los fosfatos (ATP) y sales minerales abundantes en los seres vivos. BIOELEMENTOS PRIMARIOS

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Mg Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas, en muchas reacciones químicas del organismo. Duplicación del ADN y síntesis ARN. Ca Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. En forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso, permeabilidad de membranas celulares. Na Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular. Funcionamiento de la membrana celular (mantiene el equilibrio de cargas eléctricas ) y mantiene el grado de salinidad dentro de las células. K Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular Cl Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluído intersticial. Necesario para el funcionamiento de la membrana celular. BIOELEMENTOS SECUNDARIOS

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Fe Forma parte de citocromos que intervienen en la respiración celular, y forma parte de la composición de la hemoglobina y la mioglobina que intervienen en el transporte de oxígeno. CuEn los citocromos, hemocianina y algunas enzimas. Mn Interviene en la fotolisis del agua, durante el proceso de fotosíntesis en las plantas. Catalizador también en reacciones metabólicas. INecesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo FForma parte del esmalte dentario y de los huesos. CoForma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina. SiCaparazones de diatomeas, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas. Zn Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo. La insulina forma un complejo con el zinc que mejora la solubilidad de esta hormona en las células pancreáticas. Li Actúa sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados de depresiones. OLIGOELEMENTOS

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Formas de representar las moléculas TIPOS DE REPRESENTACIONES MOLECULARES FÓRMULA MOLECULAR FÓRMULA SEMIDESARROLLADAFÓRMULA DESARROLLADA MODELO DE VARILLAMODELO COMPACTO REPRESENTACIONES ESPACIALES

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Principios inmediatos no exclusivos de la materia viva. Inorgánicas Principios inmediatos exclusivos de la materia viva. Orgánicas Unidos por enlace covalente Unidos por enlace iónico Átomos de los bioelementos Ac nucléicos ProteínasLípidosGlúcidosAgua Sales minerales Principios inmediatos Moléculas compuestas Moléculas simples: O2 y N2

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA

Biología. 2º Bachillerato Título de la diapositiva Funciones de las biomoléculas: Estructural Energética Biocatalizadora

Biología. 2º Bachillerato Título de la diapositiva Molécula de agua.  Sustancia más abundante de la materia viva.  Se encuentra en la materia viva de tres formas: -Agua circulante: la sangre. -Agua intersticial: entre las células -Agua intracelular: dentro de las células. En el ser humano el agua circulante representa el 8% de su masa, el agua intersticial el 15% y el intracelular el 40%.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Características de la molécula de agua Enlace covalente ++ ++ -- H O Aunque es eléctricamente neutra, la molécula de agua tiene carácter polar debido a un exceso de carga negativa sobre el átomo de oxígeno. ++ ++ -- Enlaces de hidrógeno  = densidad de carga Debido a su polaridad, las moléculas de agua establecen enlaces de hidrógeno entre ellas.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Elevada cohesión molecular  Da volumen a las células.  Turgencia en las plantas.  Esqueleto hidrostático.  Deformaciones citoplasmáticas.  Amortiguación en articulaciones. Propiedades del agua

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Elevada tensión superficial  Desplazamiento de algunos organismos sobre el agua. Elevada fuerza de adhesión  Ascensión de la savia bruta por capilaridad. Elevado calor específico  Función termorreguladora. Densidad máxima a 4 °C  Permite la vida bajo el hielo. Las fuerzas de adhesión entre las moléculas de agua y el vidrio, son mayores que las de las moléculas de agua entre sí. Por esto el líquido asciende por las paredes del capilar. Vidrio Capilar de vidrio Moléculas de agua Fuerzas de adhesión Propiedades del agua

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Elevado calor de vaporización  Al evaporarse, absorbe calor del organismo. Elevada capacidad disolvente  Se disuelven bien compuestos iónicos  Se disuelven bien sustancias polares  No se disuelven moléculas apolares Bajo grado de ionización Las disoluciones acuosas pueden tener distintos grados de pH. Cristal de NaCl Molécula de agua Iones solvatados Na + Cl - Propiedades del agua

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Ionización del agua

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA PH

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Funciones del agua:  Función disolvente: las sales minerales y las sustancias polares se disuelven muy bien en el agua, por eso el agua es el medio en el cual tienen lugar las reacciones biológicas.  Función reactivo: el agua intervienen en numerosas reacciones químicas como en la hidrólisis, o en la fotosíntesis.  Función transportador: es el medio de transporte de muchas sustancias desde el exterior al interior de los organismos y en el propio organismo.  Función estructural: las células que carecen de pared,mantienen su volumen gracias a la presión que ejerce el agua.  Función amortiguadora: los vertebrados tienen bolsas de líquido sinovial en las articulaciones para evitar el rozamiento de los huesos.  Función termorreguladora: debido a su elevado calor de vaporización y su elevado calor específico, al evaporarse el agua disminuye la temperatura corporal.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA La principal función es formar estructuras de protección o sostén. CARBONATO CÁLCICO Caparazones de protozoos marinos. Esqueletos externos y conchas. Espinas. Huesos, dientes y otolitos. SILICATOS Estructuras de sostén de algunos vegetales. Caparazones de protección. Espículas. FOSFATO CÁLCICO Matriz mineral de los tejidos óseos. Sales minerales precipitadas

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA HIERRO MAGNESI O FOSFATO COBALTO IODO AZUFRE Hemoglobina Clorofila Ácidos nucleicos, fosfolípidos, ATP Vitamina B 12 Hormonas tiroideas Cisteína y metionina (aminoácidos) SODIO POTASIO CLORO CALCIO HIERRO CINC Transmisión del impulso nervioso Contracción muscular y coagulación sanguínea Transporte de oxígeno Cofactor enzimático, modulador en la neurotransmisión MANGANESO Fotosíntesis (fotólisis del agua) Mantener el grado de salinidad en los organismos y ayudan a mantener el PH. Regular la actividad enzimática. Regular la presión osmótica y el volumen celular. Generar potenciales eléctricos. Funciones antagónicas, K y Ca. IONES ASOCIADOS A MOLÉCULAS ORGÁNICASFUNCIONES ESPECÍFICAS DE ALGUNAS SALES MINERALES FUNCIONES GENERALES Sales minerales disueltas y asociadas a otras moléculas.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA El estudio de las disoluciones es fundamental para comprender la mayor parte de los procesos biológicos que ocurren en el interior de los seres vivos. Los fluidos presentes en los seres vivos constan de una fase dispersante ( agua ) y una fase dispersa o soluto formada por partículas de diferentes tamaños. Según el tamaño de partículas de la fase dispersa se pueden clasificar en  Disolución verdadera (tamaño menor de 5nm). Sales cristalizadas, glucosa.  Dispersión coloidal (5-200nm). Proteínas nm= milmillonésima parte de un metro Disoluciones y dispersiones coloidales

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Propiedades de las disoluciones verdaderas:  Difusión: es el reparto homogéneo de las partículas de un fluido (gas o líquido) en el seno de otro fluido al ponerlos en contacto.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA La ósmosis Medio hipotónico Presión osmótica baja. Medio hipertónico Presión osmótica alta. Medios isotónicos Igual presión osmótica. BAJA CONCENTRACIÓ N ALTA CONCENTRACIÓ N Membrana semipermeable Permite el paso de disolventes pero no de solutos. El disolvente atraviesa la membrana hasta igualar las concentraciones en ambos lados.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Las membranas celulares son semipermeables PLASMÓLISIS La membrana plasmática se separa de la pared celular Disminuye el volumen celular Aumenta la presión osmótica en el interior El agua sale de la célula. El agua entra en la célula. Aumenta el volumen celular Disminuye la presión osmótica en el interior TURGENCIA La célula se hincha hasta el límite de la pared celular MEDIO HIPERTÓNICOMEDIO HIPOTÓNICO  Ósmosis

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Osmorregulación Todos los seres vivos están obligados a regular la presión osmótica. Los distintos grupos han desarrollado estrategias diferentes. Peces de agua dulce Peces marinosMamíferos Procariotas Pared celular Estomas Entrada de agua Abundante orina hipotónica Pérdida de agua Orina isotónica escasa Excreta el exceso de sal No bebe Bebe agua salada Pared celular Dulceacuícolas Vacuolas pulsátiles Riñones Intestino grueso Piel SERES VIVOS UNICELULARES ANIMALES PLURICELULARES VEGETALES

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA  Estabilidad del grado de acidez o PH. El PH del medio interno celular lo mantiene el sistema tampón fosfato. El PH del medio extracelular lo mantiene el sistema tampón bicarbonato. Algunas proteínas pueden actuar también como amortiguadores de los cambios de acidez dentro y fuera de las células.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Carácter coloidal de la materia viva Soluto o fase dispesa Disolvente o fase dispersante DISOLUCIÓN VERDADERA DISPERSIÓN COLOIDAL  < 10 -7 cm 10 -7 <  <2 10 -5 cm Las dispersiones coloidales pueden presentar dos estados físicos: ESTADO DE SOL (aspecto líquido) ESTADO DE GEL(aspecto semisólido) Molécula s de soluto Fase dispersant e líquida Moléculas de fase dispersa liquidas Fase dispersante fibras entrelazadas que retienen moléculas de líquido.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Las partículas coloidales pueden separarse según su tamaño mediante una membrana semipermeable. Las partículas coloidales atraen a otras moléculas presentes en las dispersiones. Presentan gran resistencia al movimiento de las moléculas que integran el fluido. Las partículas coloidales pueden sedimentarse mediante ultracentrifugación. Ayuda a que las partículas coloidales se mantengan suspendidas sin sedimentar. Propiedades de las dispersiones coloidales Turbidez al ser iluminadas lateralmente sobre un fondo oscuro. EFECTO TYNDALL MOVIMIENTO BROWNIANO SEDIMENTACIÓN ELEVADA VISCOSIDAD ELEVADA ADSORCIÓN DIÁLISIS CAPACIDAD DE RESPUESTA A LA ELECTROFORESIS. Transporte de partículas coloidales debido a la acción de un campo eléctrico a través de un gel.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Grupos funcionales de compuestos orgánicos P O OO O ion fosfato (éster fosfórico) NH 2 amino (amina) C O OR éster (éster) OH hidroxilo (alcohol) C O carbonilo (cetona) C O H carbonilo (aldehído) C O OH carboxilo (ácido)

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA GLUCIDOS Concepto Clasificación Monosacáridos: Estructura, función, isomería, monosacáridos de interés biológico, derivados de monosacáridos. Enlace O-glucosídico. Disacáridos. Polisacáridos: Propiedades, estructura,homopolisacáridos y heteropolisacáridos. Glúcidos asociados a otros tipos de moléculas: Heterósidos, proteoglucanos, peptidoglucanos, glucoproteínas, glucolípidos. Funciones de los glúcidos.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Clasificación de los glúcidos son formados por 2 monosacáridos entre 2 y 10 monosacáridos formados únicamente por osas formados por osas y otras moléculas orgánicas muchos monosacárid os el mismo tipo de monosacárido distintos tipos de monosacárido OSAS MONOSACÁRIDOS HOLÓSIDOS HETERÓSIDOS DISACÁRIDOS HETEROPOLISACÁRIDOS POLISACÁRIDOS ÓSIDOS OLIGOSACÁRIDOS HOMOPOLISACÁRIDOS se unen formando PETIDOGLUCANOS PROTEOGLUCANOS GLUCOPROTEÍNAS GLUCOLIPIDOS

Biología. 2º Bachillerato Título de la diapositiva CONCEPTO DE GLÚCIDO.  Formados por C,H,O  Formula general (CH2O)n  Todos llevan un grupo carbonilo, sea un grupo aldehído o un grupo cetona. Por eso son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas. MONOSACÁRIDOS.  Poseen de 3 a 8 átomos de carbono.  Se nombran terminados en osa y con un prefijo que indica el número de átomos de carbono.  Tienen un grupo aldehído o un grupo cetona.  Propiedades físicas: sólidos cristalinos, color blanco, solubles en agua, sabor dulce.  Propiedades químicas: oxidan sus grupos aldehído o cetona a ácidos y los reducen a alcoholes, tienen capacidad para asociarse a grupos NH2 y reaccionan con el licor de Fehling (CuSO4) formando un precipitado rojo ladrillo

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Composición química de los monosacáridos QUÍMICAMENTE SON POLIHIDROXICETONAS POLIHIDROXIALDEHÍDOS SEGÚN EL GRUPO FUNCIONAL CETOSAS (cetona) ALDOSAS (aldehído) TIENEN CARÁCTER REDUCTOR SE NOMBRAN ALDO+ NÚMERO DE CARBONO S + OSACETO+ NÚMERO DE CARBONO S + OSA EJEMPLOCETOTRIOSAALDOTRIOSA

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Isomería de los monosacáridos Ver Biogeo_ov..

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Isomería de los monosacáridos Los monosacáridos presentan distinto tipo de isomería: DE FUNCIÓN ESTEREOISOMERÍ A ENANTIÓMEROS DIASTEREOISÓMEROS O EPÍMEROS epímero s enantiómero s

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Actividad óptica de los monosacáridos Capacidad para desviar el plano de polarización de un haz de luz polarizada que atraviesa una disolución. Luz no polarizada Luz polarizada Disolución de monosacárido dextrógiro El plano de polarización gira en sentido de las agujas del reloj Si la rotación se produce en el sentido de las agujas del reloj los monosacáridos son dextrógiros o (+). Si la rotación es contraria a las agujas del reloj, son levógiros o ( - ).

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA C HO CHOH CHOH CHOH CH 2 OH C H O CHHO CH O H CHOH CH 2 OH CH 2 O H CHH O C H O CHOH CHOH CHHO CHHO C H O CHOH CH 2 OH CHOH C HO CHHO H C O D-ribosa D- arabinosa D-xilosaD-lixosa D-alosaD-altrosaD-glucosaD-manosaD-gulosaD-idosa D- galactosa D-talosa Fórmulas lineales (aldosas) CHOH CHOH CHOH C H 2 OH CHOH CHOH CHOH CH 2 OH

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA C HHO O C C HOH CH 2 OH CH 2 OH O C CH 2 OH CHOH OC CHOH CHOH CH 2 OH CH 2 OH OC CH 2 OH CHHO O CHHO C CHOH CHOH CH 2 OH CH 2 OH C HHO C H HO O C C HOH CH 2 OH CH 2 OH D-sicosaD-fructosaD-sorbosaD-tagatosa D-ribulosaD-xilulosa Fórmulas lineales (cetosas) CHOH CHOH CH 2 OH CHOH CHOH CH 2 OH

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Ciclación de aldosas D -glucosa Se produce un enlace hemiacetal entre el grupo aldehído y un grupo alcohol Entra una molécula de agua porque la glucosa al disolverse en agua se hidrata, el grupo carbonilo capta un molécula de agua

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Ciclación de cetosas D -fructosa Se produce un enlace hemicetal entre el grupo cetona y un grupo alcohol

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Otras formas de representación Debido a la presencia de enlaces covalentes sencillos las moléculas no pueden ser planas. H OH 1 3 4 5 6 H 1 23 4 5 6 2 Conformación en silla de la  -D - glucosaConformación en bote de la  -D - glucosa Los carbonos C 2, C 3, C 5 y el oxígeno están en el mismo plano

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA D- GLUCOSA (beta- D- glucopiranosa) L- GLUCOSA (beta- L- glucopiranosa) (una perspectiva)

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA D- GLUCOSA (beta- D- glucopiranosa) L- GLUCOSA (beta- L- glucopiranosa) (otra perspectiva)

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA PENTOSAS Monosacáridos de importancia biológica (I) TRIOSAS GLICERALDEHÍDO y DIHIDROXIACETONA Intermediarios del metabolismo de la glucosa. TETROSAS ERITROSA Intermediario en procesos de nutrición autótrofa. Componente estructural de nucleótidos. Componente de la madera. Presente en la goma arábiga. Intermediario en la fijación de CO 2 en autótrofos. RIBOSAXILOSAARABINOSARIBULOSA

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA HEXOSAS Principal nutriente de la respiración celular en animales. Forma parte de la lactosa de la leche. Es muy levógira por lo que se llama levulosa.Se encuentra libre en la fruta y tiene el mismo poder alimenticio que la glucosa, ya que en el hígado se transforma en esta y ralentiza la subida de glucosa en sangre, Diabéticos. Componente de polisacáridos en vegetales, bacterias, levaduras y hongos. Monosacáridos de importancia biológica (II) GLUCOSA GALACTOSA FRUCTOSA MANOSA

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA DESOXIAZÚCARESAZÚCARES ÁCIDOS FOSFATOS DE AZÚCARES Derivados de monosacáridos (I)  -D -glucosa -6 P  -D -fructosa -6 P  - L - fucosa  - D -2 desoxirribosa Ácido D - glucónico Ácido D -glucurónico

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA AMINOAZÚCARES POLIALCOHOLES Derivados de monosacáridos (II) D - glucitol D - glicerol mio-inositol Ácido -N-acetilneuramínico Ácido -N-acetilmurámico

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA El enlace O-glucosídico H2OH2OH2OH2O OH HO Enlace (1-4) - O - glucosídico Enlace (1-2) - O - glucosídico ENLACE MONOCARBONÍLICO OH HO ENLACE DICARBONÍLICO

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Disacáridos de mayor interés biológico MALTOSA LACTOSA Sólidos, cristalinos, blancos, dulces y solubles en agua. Se encuentra libre en el grano germinado de cebada y otras semillas. En la industria se obtiene a partir de la hidrólisis del almidón. Se encuentra libre en la leche de los mamíferos.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA SACAROSA CELOBIOSA Se encuentra en la caña de azúcar y la remolacha azucarera. No se encuentra libre en la naturaleza. Se obtiene por hidrólisis de la celulosa.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Polisacáridos Polímeros de monosacáridos unidos por enlaces O- glucosídicos. Insípidos e insolubles en agua. son HOMOPOLISACÁRIDOS HETEROPOLISACÁRIDOS ESTRUCTURAL DE RESERVA según su composición según su función CELULOSA QUITINA Enlaces beta PECTINAS AGAR – AGAR GOMAS ALMIDÓN GLUCÓGENO Enlaces alfa Proporcionan soporte y protección. Formados por monosacáridos diferentes. Formados por el mismo tipo de monosacárido. Proporcionan energía. ESTRUCTURAL

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Formada por moléculas de  -D- glucosa con ramificaciones cada 15 o 30 monosacáridos.Con yodo azul violeta. Formada por moléculas de  -D-glucosa que adoptan un arrollamiento helicoidal. 6 moléculas de glucosa por vuelta. No está ramificada. Dispersiones coloidales. Con yodo azul oscuro. Almidón Está formado por una mezcla de amilosa y amilopectina. AMILOSA AMILOPECTINA Enlaces  (1  4) Puntos de ramificación  (1  6) Fotografía al MEB de gránulos de almidón.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA ALMIDÓN AMILOSA AMILOPECTINA

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA GLUCÓGENO

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Celulosa Fotografía al MEB de fibras de celulosa. Es un polímero de moléculas de  -D-glucosa con enlaces  (1  4). Fibra Microfibrilla Micela Enlaces de hidrógeno intracatenario s Enlaces de hidrógeno intercatenario s Los enlaces  (1  4) provocan que las moléculas de glucosa giren 180° respecto a sus vecinas. Las fibras forman capas o láminas en dirección alternante, constituyendo el entramado de la pared celular.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Heteropolisacáridos: formados por más de un tipo de monosacárido.  Pectina: se encuentra en la pared celular de los vegetales. Abunda en manzana, pera, ciruela. Gran capacidad gelificante que se aprovecha para realizar mermeladas.  Agar: se extrae de las algas rojas, se utiliza en microbiología para preparar cultivos.  Goma arábiga: sustancia segregada por las plantas que actúa como un exudado protector de heridas y grietas en la corteza, También se utiliza para la fabricación de pinturas y pegamentos.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA GLÚCIDOS ASOCIADOS A OTROS TIPOS DE MOLÉCULAS. Heterósidos: unión de un monosacárido o un pequeño oligosacárido con una molécula o grupo de moléculas no glucídicas de bajo peso molecular, por ejemplo los antocianósidos que dan color a las flores., digitalina para el tratamiento de las enfermedades cardiovasculares, algunos antibióticos como la estreptomicina. Proteoglucanos: formadas por una fracción de polisacárido (80%)y una pequeña fracción proteíca (20%). Ejemplos son el ácido hialurónico y los sulfatos de condroitina que forman la matriz extracelular de los tejidos conjuntivo, cartilaginoso y óseo. La Heparina se encuentra en la sustancia intercelular sobre todo en hígado y pulmón, tiene función anticoagulante. Peptidoglucanos: constituyen la pared bacteriana. Está formada por la alternancia de N-acetilglucosamina y N-acetil murámico, del N.acetil murámico cuelga una cadena de cuatro aminoacidos que se unen con los que cuelgan del siguiente N-acetil murámico a través de cinco glicinas, formando así una red. Glucoproteínas: formadas por una pequeña fracción glucídica entre un 5 y un 40% y una gran fracción proteíca que se une mediante enlaces covalentes. Ejemplos son, mucinas de secreción como las salivares, protrombina del plasma sanguíneo, inmunoglobulinas, hormonas gonadotrópicas. Glucolípidos: monosacários o disacáridos unidos a lípidos. Generalmente se encuentran en la membrana celular,. Ejemplos son, los cerebrósidos, glucolípidos en los que hay una cadena de uno a quince monosacáridos y gangliósidos, glucolípidos en los que hay un monosacárido en el que siempre interviene el ácido siálico.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS.  Función energética: glucosa, almidón,glucógeno.  Función estructural: Celulosa, quitina, peptidoglucanos, condroitina, ribosa y desoxirribosa.  Otras funciones: a.Las glucoproteínas y glucolípidos de la membrana contribuyen a la selección de determinadas sustancias que pueden entrar en la célula. b.Función anibiótico, estreptomicina c.Función vitamina, vitamina C d.Función anticoagulante. Heparina e.Función hormonal, hormonas gonadotrópicas f.Función defensiva, inmunoglobulinas g.Función enzimática, ribonucleasa h.Pueden ser principios activos de plantas medicinales, digitalina glicirrina(expectorante ).

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA LÍPIDOS. Concepto Propiedades Clasificación Ácidos grasos Lípidos con ácidos grasos: saponificables Lípidos sin ácidos grasos: insaponificables Funciones.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Concepto y clasificación de lípidos PROPIEDADES QUÍMICAS Constituidos por C, H, O, P, N y S. PROPIEDADES FÍSICAS Untuosos al tacto. Poco solubles en agua. Solubles en disolventes apolares. FUNCIONES BIOLÓGICAS Estructurales (membranas celulares). Energéticas (triacilglicéridos). Biocatalizadora (Vitamina D y hormonals(esteroides). Protectora : ceras Transportadora, los ácidos y sales biliares que dispersan las grasa facilitando su degradación y posterior absorción intestinal. CLASIFICACIÓN (según su estructura molecular) SAPONIFICABLES INSAPONIFICABLES Grasas o acilglicéridos Ceras Fosfolípidos: fosfoglicéridos y fosfoesfingolípidos Glucoesfingolípidos: cerebrósidos y gangliósidos. Terpenos Esteroides Prostaglandinas

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Ácidos grasos saturados No tienen dobles enlaces. Suelen ser sólidos a temperatura ambiente. Formados por una larga cadena hidrocarbonada de un número par de átomos de carbono y un grupo carboxilo en su extremo.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Ácidos grasos insaturados Tienen uno o más dobles enlaces. Generalmente líquidos a temperatura ambiente. Forman codos donde hay dobles enlaces 18 at de C y doble enlace 9-10 ω9 18 at de C y dobles 6 y 9. ω 6. Esencial 18 at de c Y dobles3,6,7 ω 3. Esencial

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA O C HO C O C O OH O C Propiedades físicas de los ácidos grasos Solubilidad: Son moléculas anfipáticas por tener una zona polar (grupo carboxilo) y otra apolar (cadena carbonada). Zona polar Zona apolar Interacciones de Van der Waals entre zonas apolares. Enlaces de hidrógeno entre zonas polares. Cabezas polares Cadena alifática apolar Cuanto mayor grado de saturación y mayor longitud de la cadena, mayor punto de fusión. Punto de fusión:, depende del grado de insaturación y de la longitud de la cadena. Aumenta el punto de fusión si aumenta la longitud de la cadena, más enlaces Vander waals, y disminuye si hay dobles enlaces, los codos acortan la cadena

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Región hidrofóbica Cabezas polares MICELAS En la superficie externa se sitúan las cabezas polares interaccionando con la fase acuosa. Las colas apolares se sitúan en el interior. BICAPAS Bicapa de fosfolípidos Separan dos medios acuosos. Agua En el laboratorio se pueden obtener liposomas que dejan en el interior un compartimento acuoso.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS ÁCIDOS GRASOS.  Esterificación: Ácido graso + alcohol Ester+ agua  Saponificación: Ácido graso + hidróxido de sodio jabón (sal de ácido graso) + agua Los jabones dispersan lípidos en el seno del agua, el sodio de la sal de ácido graso se ioniza totalmente y queda por otra parte la cadena hidrocarbonada y el grupo carboxilo parcialmente ionizado y se coloca en el agua con las cabezas polares hacia ella y las partes apolares se enfrentan hacia la gota de grasa y rodeadas de los iones sodio, con lo cual no se pueden unirse las gotas de grasa.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA COOH(CH 2 ) 14 CH 3 COOH(CH 2 ) 14 CH 3 COOH(CH 2 ) 14 CH 3 CH 2 2 HO + + + + 3 H 2 O CO(CH 2 ) 14 CH 3 CO(CH 2 ) 14 CH 3 CO(CH 2 ) 14 CH 3 CH 2 2 O O O Ácido palmíticoGlicerina+Tripalmitina Grasas o acilglicéridos Se forman por la esterificación de la glicerina con una, dos o tres moléculas de ácidos grasos. Las grasas en mamíferos se acumulan en adipocitos. Al perderse los grupos hidroxilo, en la esterificación, los acilglicéridos son moléculas apolares.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA GlicerinaÁcidos grasos + + + + Esterificación R1R1 COOH R2R2 R3R3 CH 2 CH CH 2 HO Triacilglicerol + 3 H 2 O CH 2 CH CH 2 O O O R1R1 R2R2 R3R3 CO Triacilglicerol CH 2 CH CH 2 O O O R1R1 R2R2 R3R3 CO + 3 Na OH Sales de los ácidos grasos Na O O O R1R1 R2R2 R3R3 CO CH 2 CH CH 2 HO + Saponificación Esterificación y saponificación Glicerina+

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA CERAS. Son ésteres de ácidos graso de cadena larga y un alcohol monovalente de cadena larga. La unión de moléculas de céridos origina láminas impermeables que protegen muchos tejidos y formaciones dérmicas de animales (pelos, plumas) y vegetales (hojas y frutas) Pueden aparecer mezcladas con ácidos grasos libres y esteroides, como la cera de abeja, la lanolina o cera protectora de la lana y el cerumen del conducto auditivo.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA ÁCIDOS GRASOS GRUPO FOSFATO GLICERINA CHO O C 2 2 O O C O O POH CH 2 2 2 2 2 2 2 3... CH 3 Son los principales componentes de las membranas biológicas. AMINOALCOHOL O POLIALCOHOL COMPOSICIÓN QUÍMICA FOSFOLÍPIDOS Fosfoglicéridos

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Principales fosfolípidos, dependiendo del alcohol FOSFATIDIL COLINA (LECITINA) FOSFATIDIL ETANOLAMINA (CEFALINA) FOSFATIDIL SERINA ÁCIDO FOSFATÍDICOSUSTITUYENTE Colina L-Serina Etanolamina Abundante en yema de huevo abundante en cerebro Abundante en cerebro

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Estructura de una membrana biológica Cabezas polares de fosfolípidos Colas apolares de fosfolípidos Colesterol Las colas polares interaccionan entre sí por Fuerzas de Van der Waals Las cabezas polares interaccionan mediante puentes de hidrógeno con el agua Proteínas Colas glucídicas polares El carácter anfipático de los fosfolípidos es fundamental en la formación de las membranas biológicas.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Estructura de un fosfoesfingolípido EsfingosinaCeramidaÁcido graso + A la ceramida se une un grupo de carácter polar que caracteriza al esfingolípido.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Esfingomielinas Son un tipo de esfingolípidos cuyo grupo polar puede ser fosfocolina o fosfoetanolamina. Fosfocolina Ceramida Ácido graso Esfingosina Se encuentran fundamentalmente en la vaina de mielina que rodea las fibras nerviosas

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Glucoesfingolípidos: Cerebrósidos La ceramida se une a un glúcido, que puede ser un monosacárido o un oligosacárido ramificado. CeramidaMonosacárido Abundan en las membranas de las células nerviosas del cerebro y del sistema nervioso periférico

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Abundan en tejido nervioso y bazo. Pueden actuar como receptores de moléculas externas en la membrana La ceramida se une a un oligosacárido ramificado donde siempre aparece acido siálico. Glucoesfingolípidos: gangliósidos

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA glucoesfingolípidos: Gangliósidos N-acetilgalactosamina Galactosa Glucosa Ácido N-acetilneuramínico Colas glucídicas polares Colas apolares La ceramida se une a un oligosacárido ramificado con restos de NANA El NANA aporta carga negativa al grupo polar..

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Isoprenoides o terpenos Químicamente son derivados del isopreno (2 metil 1,3-butadieno) y se clasifican según el número de moléculas de isopreno que los forman. POLITERPENOS TETRARPENOSTRITERPENOS DITERPENOS MONOTERPENOS 2 monómeros. 4 unidades. 6 unidades 8 unidades Miles de unidades

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Sexquiterpenos: 3 monómeros de isopreno, el más conocido el farnesol que interviene en la síntesis de escualeno, molécula precursora del colesterol. Escualeno-lanosterol-colesterol- Ácidos biliares andrógenos progesterona Hormonas suprarrenales

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Esteroides Son derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno ESTEROLES HORMONAS ESTEROIDEASÁCIDOS BILIARES

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Esteroides Esteroles: colesterol, ácidos biliares, grupo de las vitaminas D y estradiol Hormonas esteroides: hormonas sexuales ( testosterona y progesterona) y hormonas suprarrenales ( cortisol y aldosterona) Colesterol: forma parte de membranas celulares y sirve de base para la síntesis de casi todos los esteroides. Ácidos biliares: de ellos derivan las sales biliares que sirven para emulsionar las grasas favoreciendo la actuación de las lipasas. Vitamina D:regulan el metabolismo del calcio y su absorción intestinal. La vitamina D 2 o calciferol se forma a partir del ergosterol de origen vegetal. La vitamina D 3 o colecalciferol proviene del 7-dehidrocolesterol. La síntesis de estas vitaminas es inducida en la piel por los rayos ultravioleta. Su carencia origina raquitismo en los niños y osteomalacia en los adultos. Estradiol: hormona sexual femenina encargada de regular la aparición de los caracteres sexuales secundarios. Testosterona: producida por los testículos, regula la aparición de los caracteres sexuales masculinos. Progesterona: Actúa en la segunda parte del ciclo menstrual preparando al útero por si hay fecundación. Cortisol: Favorece síntesis de glucosa y glucógeno y catabolismo de lípidos y proteínas. Aldosterona: Incrementa la reabsorción de iones sodio y cloro en el riñon.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA El colesterol se sintetiza en el hígado a partir de 6 isoprenos (escualeno) Relaciones de síntesis

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA 2 O 2 Se sintetizan en numerosos tejidos animales a partir de aquellos fosfolípidos de la membrana plasmática que contienen ácidos grasos poliinsaturados como el araquidónico. Síntesis de la PGG 2 FUNCIONES DE LAS PROSTAGLANDINAS Vasodilatadores. Intervienen en procesos inflamatorios. Estimulan la producción de mucus. Estimulan la contracción de la musculatura lisa del útero. Intervienen en la coagulación de la sangre. Intervienen en la aparición de fiebre como defensa en las infecciones. Disminuyen la presión sanguínea Componente el ácido prostanóico. PROSTAGLANDINAS

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA SAPONIFICABLES INSAPONIFICABLES ÁCIDOS GRASOS Ácidos orgánicos monocarboxílicos saturados o insaturados. ACILGLICÉRIDOS Glicerina esterificada con uno, dos o tres ácidos grasos. CERAS Ésteres de un ácido graso y un monoalcohol ambos de cadena larga. FOSFOLÍPIDOS Glicerina esterificada con un grupo fosfato, unido a su vez a un aminoalcohol o polialcohol y dos ácidos grasos. ESFINGOLÍPIDOS Una ceramida unida a un grupo polar. TERPENOS Derivados de la polimerización del isopreno. ESTEROIDES Derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno. PROSTAGLANDINAS Derivados de fosfolípidos con ácidos grasos poliinsaturados. Precursores de otros lípidos. Reserva energética y aislante. Protección y revestimiento. Formación de membranas biológicas. Membranas biológicas, especialmente en el sistema nervioso. Pigmentos y vitaminas. Vitaminas, hormonas y ácidos biliares. Colesterol Muy diversas. NATURALEZA QUÍMICAFUNCIÓNTIPO GLUCOESFINGOLIPIDOS Cerámida y glúcido Membranas del sistema nervioso TABLA RESUMEN DE LOS LÍPIDOS

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA PROTEÍNAS.  Concepto  Aminoácidos: clasificación, propiedades.  Enlace peptídico  Estructuras de las proteínas  Propiedades  Funciones

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA PROTEÍNAS.  Son polímeros de aminoácidos. Son fundamentales en la organización celular, no sólo por su abundancia (constituyen el 50% del peso seco de la célula) sino también por la enorme variedad de funciones que desempeñan.  Constituidas por C, H, O, N y cantidades menores de P, S.  Están formadas por 20 aminoácidos que se unen mediante enlaces peptídicos.  Se habla de oligopéptido, si se unen menos de 10 aa, polipéptido se unen entre 10 y 50 aa y proteína si se unen más de 50 aa.  Su diversidad se debe al número y disposición de los 20 aa que forman las proteínas de la mayoría de los seres vivos.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Fórmula general de un aminoácido GRUPO CARBOXILO GRUPO AMINO La cadena lateral es distinta en cada aminoácido y determina sus propiedades químicas y biológicas. Son sólidos cristalinos, elevado punto de fusión,solubles en agua, actividad óptica y anfóteros.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Aminoácidos hidrófobos Alanina (Ala)Valina (Val)Leucina (Leu)Isoleucina (Iso) Metionina (Met) Fenilalanina (Fen)Triptófano (Trp) Prolina (Prl)

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Serina (Ser) Aminoácidos polares hidrofílicos Glicocola (Gli) Glutamina (Gln) Treonina (Tr) Asparagina (Asn) Tirosina (Tir) Cisteína (Cis)

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA AMINOÁCIDOS ÁCIDOS (Carga negativa) Aminoácidos ácidos y básicos AMINOÁCIDOS BÁSICOS (carga positiva) Lisina (Lis) Arginina (Arg) Histidina (His) Ácido aspártico (Asp) Ácido glutámico (Glu)

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Aminoácidos esenciales. Lys, trp, thr, phe, val, met, leu, ile, y en niños de corta edad,arg e his. Propiedades de los aminoácidos :  Propiedades ópticas  Propiedades ácido-base  Solubilidad

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Por ser el carbono  un carbono asimétrico, los aminoácidos pueden presentar dos configuraciones espaciales, y presentan actividad óptica, pueden ser dextrógiros y levógiros. D - aminoácido El grupo amino está a la derecha L - aminoácido El grupo amino está a la izquierda Al ser imágenes especulares se denominan estereoisómeros. Actividad óptica

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Propiedad ácido-báse de los aminoácidos En una disolución acuosa (pH neutro) los aminoácidos forman iones dipolares. Un ion dipolar se puede comportar como ácido o como base según el pH de la disolución. Las sustancias que poseen esta propiedad se denominan anfóteras. El PH en el cual el aa tiene forma neutra, tantas cargas positivas como negativas se denomina punto isoeléctrico. CARÁCTER ANFÓTERO DE LOS AMINOÁCIDOS pH disminuyepH aumenta El aminoácido se comporta como una base. El aminoácido se comporta como un ácido.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Solubilidad. La bipolaridad de los aa explica que la solubilidad de estos en ella es mayor de lo que cabría esperar de acuerdo con su peso molecular y su estructura. Del mismo modo su punto de fusión es bastante elevado al existir atracciones iónicas que poseen energía de enlace más fuerte que los de Van der Waals.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Formación de un enlace peptídico Reaccionan el grupo carboxilo de un aminoácido y el amino de otro Enlace peptídico Grupo N - terminal Grupo C -terminal Plano del enlace peptídico Enlace covalente

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Características de un enlace peptídico Es un enlace covalente más corto que la mayoría de los enlaces C - N. Posee cierto carácter de doble enlace. Los cuatro átomos del enlace se encuentran sobre el mismo plano. Los únicos enlaces que pueden girar son los formados por C-C y C-N

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA ESTRUCTURAS DE LAS PROTEÍNAS Estructura primaria: secuencia de aminoácidos de la proteína. Indica los aa que la forman y en que orden se disponen. La función de una proteína depende de su secuencia de aa y esto determina como se va a plegar en el espacio. Siempre se empieza a escribir la proteína por el extremo N-terminal y se termina por el C-terminal.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Carbono  hidrógeno nitrógeno oxígeno Cadena lateral 0,54 nm Paso (Avance por vuelta) 0,15 nm Avance por residuo La cadena se va enrollando en espiral. Los enlaces de hidrógeno intracatenarios mantienen la estructura, entre el CO de un aa y el NH de cuarto aa que le sigue. La rotación es hacia la derecha. Cada aminoácido gira 100° con respecto al anterior. Hay 3,6 residuos por vuelta. Los grupos -C=O se orientan en la misma dirección y los -NH en dirección contraria. Los radicales quedan hacia el exterior de la  -hélice. ESTRUCTURA SECUNDARIA : α-hélice, conformación β y hélice del colágeno. La estructura secundaria es la forma de plegarse la estructura primaria en el espacio.las proteínas con estructura secundaria son filamentosas y con función de resistencia. Insolubles en agua. Ejemplos. α- queratinas (en pelos, plumas, uñas)

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA α- hélice

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA conformación  Algunas proteínas conservan su estructura primaria en zigzag y se asocian entre sí. Los radicales se orientan hacia ambos lados de la cadena de forma alterna. Los enlaces de hidrógeno intercatenarios mantienen unidas las cadenas. Disposición antiparalela Disposición paralela Las cadenas polipeptídicas se pueden unir de dos formas distintas. Ejemplos : fibroina de la seda, elastina.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Hélice del colágeno: L a hélice es algo más alargada que la α-hélice debido a la abundancia de prolina e hidroxiprolina, estos aa dificultan la formación de enlaces de H, porque su grupo NH forma parte del anillo y el único H interviene en el enlace peptídico. Solo tres aa por vuelta Es levógira La estabilidad se debe a la asociación de tres hélices que originan una suèrhélice, que es la molécula de colágeno.Las tres hélices se unen mediante enlaces de H.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Estructura terciaria de las proteínas Modo en que la estructura secundaria se pliega en el espacio y origina una conformación globular. Los radicales apolares se sitúan en el interior y los polares en el exterior, por eso muchas proteínas globulares son solubles en agua y en disoluciones salinas. Sus funciones son variadas, transporte, enzimática, proteínas de membrana La estructura se estabiliza por uniones entre radicales de aminoácidos alejados unos de otros. Enlaces de hidrógeno. Interacciones iónicas. Atracciones hidrofóbicas. Puentes disulfuro. (enlace fuerte) Fuerzas de Van der Walls Los tramos rectos de las proteínas con estructura terciaria tienen estructuras secundarias α-hélice o conformaciónβ y en los codos no hay estructura, es al azar. En cualquier caso la conformación β está hacia el centro de la molécula y la´α-hélice hacia el exterior. Hay autores que consideran las proteínas filamentosas como proteínas de estructura terciaria y otros consideran que estas proteínas filamentosas indican ausencia de estructura terciaria

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA mioglobina Triosa fosfato isomerasa

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LAS PROTEÍNAS HEMOGLOBINA Son proteínas con más de una cadena polipeptídica, que se estabilizan por enlaces débiles en ocasiones fuertes mediante enlaces disulfuro.Cada una de las cadenas recibe el nombre de protómero. Ejemplos: Dímeros : insulina, hexoquinasa. Tetrámeros: hemoglobina Pentámeros: ARN polimerasa Polímeros: cápsida del virus de la polio Dos cadenas α de 141 aa y dos cadenas β de 146 aa y cuatro grupos hemo con Fe. Unión cooperativa, el oxigeno se une a un grupo hemo y la entrada del primero facilita la entrada de los restantes.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA PROPIEDADES DE LAS PROTEÍNAS. Dependen de los radicales R libres y de que estos sobresalgan de la molécula y puedan interaccionar con otras moléculas. 1.Solubilidad: las proteínas globulares forman dispersiones coloidales. Esta solubilidad se debe a los radicales R que al ionizarse, establecen puentes de H, con las moléculas de agua, así la proteína queda recubierta de una capa de moléculas de agua que impide que se pueda unir a otras proteínas lo que provocaría su precipitación. Las proteínas fibrosas tienen todos sus grupos R polares y apolares hacia afuera, pero al disponerse de forma alargada no pueden formar enlaces de H con el agua y unas moléculas de proteínas tienden a unirse con otras.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA La desnaturalización es la pérdida de las estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria, debido a la rotura de los enlaces que las mantienen. Puede estar provocada por cambios de pH, de temperatura o por sustancias desnaturalizantes. En algunos casos la desnaturalización puede ser reversible, porque no afecta a los enlaces peptidicos. Desnaturalización Renaturalización PROTEÍNA NATIVAPROTEÍNA DESNATURALIZADA 2. Desnaturalización.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA 3. Especificidad. En la secuencia de aa de una proteína hay sectores estables y sectores variables, en los que algunos aa pueden ser sustituidos por otros distintos sin que se altere la funcionalidad de la molécula. Ello ha dado lugar durante el proceso evolutivo a una gran variabilidad e moléculas proteícas que permite que cada especie tenga sus proteínas específicas y que incluso aparezcan diferencias entre individuos de la misma especie. Las diferencias entre proteínas homólogas, es decir con la misma función, son grandes entre especies alejadas evolutivamente y escasa entre especies emparentadas.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA ESPECIFICIDAD DE LAS PROTEÍNAS

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA  FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS.  Función estructural: glucoproteínas de membranas celulares, proteínas que forman el citoesqueleto, colágeno, histonas, queratinas, elastinas.  Función de transporte. Hemoglobina, transferrina, lipoproteínas.  Función enzimática. Aumentan la velocidad de las reacciones químicas, tripsina, ribonucleasa, catalasa, citocromos.  Función hormonal: Son biocatalizadores que se diferencian de las enzimas en que no actúan localmente sino que son distribuidas por la sangre y actúan en todo el organismo. Insulina, tiroxina.  Función inmunológica. Anticuerpos, trombina y fibrinógeno en la coagulación de la sangre.  Función contráctil. Actina y miosina, dineina, tubulina.  Función de reserva: ovoalbúmina de la clara de huevo.  Función homeostática. Algunas proteínas de la sangre intervienen en la regulación de la presión osmótica. Albúmina

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Clasificación de las proteínas: holoproteínas PROTEÍNAS FIBROSASPROTEÍNAS GLOBULARES Generalmente, los polipéptidos que las forman se encuentran dispuestos a lo largo de una sola dimensión. Son proteínas insolubles en agua. Tienen funciones estructurales o protectoras. COLÁGENO MIOSINA Y ACTINA QUERATINAS FIBRINA ELASTINA Se encuentra en tejido conjuntivo, piel, cartílago, hueso, tendones y córnea. Responsables de la contracción muscular. Forman los cuernos, uñas, pelo y lana. Interviene en la coagulación sanguínea. Proteína elástica. Más complejas que las fibrosas. Plegadas en forma más o menos esférica. GLOBULINAS ALBÚMINAS HISTONAS Y PROTAMINAS Realizan transporte de moléculas o reserva de aminoácidos. Diversas funciones, entre ellas las inmunoglobulinas que forman los anticuerpos. Se asocian al ADN permitiendo su empaquetamiento.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA HETEROPROTEÍNAGRUPO PROSTÉTICOEJEMPLO Glucoproteína Glúcidofibrinógeno Clasificación de las proteínas: heteroproteínas En su composición tienen una proteína (grupo proteico) y una parte no proteica (grupo prostético). Cromoproteína Pigmento Porfirínicas Grupo hemo o hemino hemoglobina No porfirínicas Cobre, Hierro o retinal rodopsina Nucleoproteína Ácidos nucleicoscromatina Fosfoproteína Ácido fosfóricocaseína Lipoproteína Lípidoquilomicrones

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Retinal Ejemplos de heteroproteínas Hemoglobina Inmunoglobulina Lipoproteína plasmática Rodopsina

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA ENZIMAS : son proteínas o asociaciones de proteínas y otras moléculas orgánicas o inorgánicas que actúan catalizando las reacciones químicas en los seres vivos. Aceleran la velocidad de las reacciones y disminuyen la energía de activación. No modifican la constante de equilibrio y tampoco se transforman recuperándose al final del proceso.  Todas las enzimas son proteínas globulares, excepto las ribozimas, que son ARN que cataliza la pérdida o la ganancia de nucleótidos sin consumirse ellos mismos. En la cadena polipeptídica de una enzima hay tres tipos de aminoácidos, estructurales que son los que no establecen enlaces químicos, y los de fijación y catalizadores que son los que sí los establecen.  Las enzimas poseen una alta especiíficidad esto es, una enzima puede actuar sobre un único sustrato (especificidad absoluta) pero no sobre otros; por ejemplo: la sacarasa, que hidroliza la sacarosa. Otras enzimas, sin embargo, tienen especificidad de grupo la enzima reconoce un determinado grupo de moléculas, la β glucosidasa actúa sobre β glucósidos. Y especificidad de clase, reconoce a un determinado tipo de enlace, por ejemplo las fosfatasas separan los fosfatos de cualquier tipo de molécula.  Actúan siempre a la temperatura del ser vivo.  Presentan alta actividad, algunas consiguen aumentar en más de un millón de veces la velocidad de la reacción.  Alto peso molecular.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Comportamiento de un enzima Energía Progreso de la reacción Variación de la energía Energía de activación con la enzima Energía de activación sin la enzima Energía de los productos Energía de los reactivos Las enzimas actúan como un catalizador:  Disminuyen la energía de activación.  No cambian el signo ni la cuantía de la variación de energía libre.  No modifican el equilibrio de la reacción.  Aceleran la llegada del equilibrio.  Al finalizar la reacción quedan libres y pueden reutilizarse.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Las enzimas según su estructura se pueden clasificar en:  Enzimas estrictamente proteícas, solo contienen cadenas polipeptídicas.  Holoenzimas: parte protéica (Apoenzima) y parte no protéica (cofactor).  Si el cofactor es inorgánico suelen ser iones metálicos Mg 2+ en las quinasas, o Zn2+ en las carboxipeptidasas.  Si el cofactor es orgánico se denomina coenzima, como el ATP, NAD+, NADP+ FAD, CoA.  Si los cofactores están fuertemente unidos a las partes proteícas se denominan grupos prostéticos, como el grupo hemo en las enzimas citocromo –oxidasas.  Algunas enzimas son isoenzimas, son formas moleculares diferentes de la misma enzima, que catalizan la misma reacción química, pero en diferentes células por ejemplo.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Esquema de una reacción enzimática Enzima (E) Sustratos (S) Complejo enzima-sustrato (ES) Enzima (E) Productos (P) E + S  ES  E + P La zona del enzima a donde se une el sustrato se denomina centro activo.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Especificidad enzimática Enzima Sustrato Enzima Sustrato MODELO DE LLAVE-CERRADURAMODELO DE ACOPLAMIENTO INDUCIDO Complejo enzima- sustrato

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Cinética de la reacción enzimática V máx 1 2 La velocidad de una reacción enzimática aumenta de forma lineal hasta alcanzar un máximo en el que se produce la saturación de la enzima. El turnover, número de recambio o constante catalítica es el parámetro que define el máximo número de moléculas de sustrato que transforma la enzima, a la velocidad máxima, en la unidad de tiempo. La concentración de sustrato a la que la velocidad de reacción es la mitad de la velocidad máxima es la constante de Michaelis (K m ). El valor de K m también indica la afinidad de la enzima por el sustrato o eficacia catalítica. KmKm

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA FACTORES QUE AFECTAN A LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA.  Temperatura  PH  Inhibidores

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Influencia del pH y la temperatura en la actividad enzimática PepsinaTripsina Cada enzima actúa a un pH óptimo. Cada enzima tiene una temperatura óptima para actuar. pH óptimo Tª óptima pH óptimo Los cambios de pH alteran la estructura terciaria y por tanto, la actividad de la enzima. Las variaciones de temperatura provocan cambios en la estructura terciaria o cuaternaria, alterando la actividad del enzima.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Inhibición de la actividad enzimática Sustrato Inhibidor Sustrato Enzima Inhibidor unido a la enzima Los sustratos no pueden unirse al centro activo Inhibidores: son sustancias que disminuyen la actividad y eficacia de una enzima o bien impiden completamente la actuación de la misma, puede ser, irreversible (cuando el inhibidor se une permanentemente al centro activo del enzima, alterando su estructura e inutilizándola) y reversible. ( se inutiliza temporalmente el centro activo del enzima) puede ser competitiva o no competitiva).

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Inhibidor cuya molécula es similar al sustrato, por lo que compite con este en la fijación al centro activo del enzima.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA El Inhibidor se une a la enzima en un lugar distinto del centro activo y cambia su conformación impidiendo que se una el sustrato o bien el inhibidor se fija al complejo E-S impidiendo que se formen los productos.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Los enzimas alostéricos, están formados por varias subunidades y contienen además del centro activo, uno o varios lugares en la molécula a donde se une el modulador o efector que regula el funcionamiento del enzima. En las reacciones biológicas, que suelen ser en cascada, el modulador suele ser el producto final de la reacción y actúa sobre el primer enzima de la cascada de reacciones, que controla el funcionamiento de la reacción. Los moduladores pueden favorecer la reacción y se denominan activadores o pueden impedir que el enzima actúe y se denominan inhibidores alostéricos o moduladores negativos. Estos enzimas alostéricos presentan curvas sigmoideas cuando se representa la velocidad de la reacción frente a la concentración de sustrato y son cooperativos.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA D-GLUCOSA-6-FOSFATO D-GLUCOSA + FOSFATO ÁCIDO ASPÁRTICO ÁCIDO CETOGLUTÁRICO ÁCIDO OXALACÉTICO ÁCIDO GLUTÁMICO ÁCIDO PIRÚVICOACETALDEHÍDO Glucosa-6-fosfatasaasa Piruvato- descarboxilasa Aspartato- aminotransferasa HIDROLASAS Catalizan reacciones de hidrólisis con intervención del agua LIASAS Separan grupos sin intervención del agua TRANSFERASAS O QUINASAS Catalizan la transferencia de grupos funcionales o radicales entre moléculas CALSIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS I Terminadas en asa, o con nombres tradicionales

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS II. Oxidoreductasas: catalizan reacciones de oxidación-reducción del sustrato, las más importantes son las oxidasas y deshidrogenasas. Isomerasas. Catalizan reacciones de cambio de posición de algún grupo, de una parte a otra de la misma molécula. Ligasas y sintetasas: catalizan la unión de moléculas o grupos, con la energía proporcionada por la desfosforilación del ATP.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA ADP y ATP Son moléculas transportadoras de energía. La energía que se necesita para las reacciones endergónicas se obtiene de la hidrólisis del ATP. Cuando las reacciones son exergónicas, la energía se emplea en la formación de ATP. ATP ADP Desfosforilación Fosforilación Además del ATP y el ADP también existen los nucleótidos de guanina GTP y GDP con función similar.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Papel del ATP como transportador de energía Desfosforilación del sustrato Fosforilación del sustrato Desfosforilación Fosforilación ATP ADP El ATP almacena energía y actúa como “moneda de cambio energético”.

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Nucleótidos coenzimáticos NUCLEÓTIDOS DE FLAVINA NUCLEÓTIDOS DE PIRIDINA FLAVINA (base nitrogenada) RIBITOL (pentosa) + RIBOFLAVINA (nucleósido) FMN ( flavín-mononucleótido) FOSFATO + FAD ( flavín-adenín-dinucleótido) AMP + NUCLEÓTIDO DE NICOTINAMIDA + NUCLEÓTIDO DE ADENINA NAD ( nicotín-adenín -dinucleótido) + FOSFATO NADP ( nicotín-adenín -dinucleótido fosfato) COENZIMA A Transporta grupos acetilo Adenina+ribosa+acido fosfórico+ácido pantoténico

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA El NADP es igual pero con un fosforo en la ribosa que va unida a la adenina H+

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Importancia de la vitamina A en el ciclo visual Rodopsina Opsina Todo-trans-retinal (vitamina A) Todo-trans-retinol 11-cis-retinol 11-cis-retinal Retinal reductasa Retinol isomerasa Retinal reductasa Energía luminosa

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA Las vitaminas son glúcidos o lípidos sencillos que actúan como coenzimas en algunos casos.los animales no las pueden sintetizar y tienen que ser ingeridas en la dieta. Vitaminas liposolubles. Vitamina A: protegelos epitelios y necesaria para la percepción visual. Vitamina D regula metabolismo del calcio. Vitamina E, actúa como antioxidante Vitamina K actúa en la coagulación de la sangre. Vitaminas hidrosolubles: Destacamos: la forma activa de la vitamina B1 que es el coenzima pirofosfato de tiamina, que interviene en el metabolismo de glúcidos y lípidos, la B2 que forma parte de los coenzimas FAD y FMN que actúan en el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria. La vitamina B3 forma parte de la coenzima NAD+ que actúa en la oxidación de glúcidos y proteínas. La B5 forma parte de la coenzima A,cataliza el metabolismo de ácidos grasos y ácido pirúvico. La vitamina C intervienen el la síntesis del colágeno,

Biología. 2º Bachillerato BIOQUÍMICA BASE MOLECULAR Y FISICO-QUÍMICA DE LA VIDA  Enlaces químicos  Bioelementos  Biomoléculas inorgánicas: agua y sales.

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