Taller de PSU Biología I Prof. María Alicia Bravo. Colegio Senda Nueva - Chile – ( 56-2 ) – 22 77 24 81 / 8- 493 97 47.

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1 Taller de PSU Biología I Prof. María Alicia Bravo. Colegio Senda Nueva - http://www.colegiosendanueva.com Chile – ( 56-2 ) – 22 77 24 81 / 8- 493 97 47 Biomoleculas orgánicas: proteínas y ácidos nucleicos

2 Introducción Tal como se vio en la clase anterior, los elementos químicos se organizan de tal forma que aumentan su complejidad y desarrollan funciones que son específicas. En esta sesión revisaremos dos compuestos más, que son las proteínas y los ácidos nucleicos, que permitirán comprender otras funciones que se producen en los seres vivos relacionadas con el material genético y su expresión.

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

4 1. Proteínas 1.2 Enlace peptídico Es un enlace covalente que se forma por un proceso de CONDENSACIÓN entre el grupo carboxilo (-COOH) de un aminoácido y el grupo amino (-NH 2 ) de otro aminoácido, en el cual se libera una molécula de agua.

5 1. Proteínas 1.3 Niveles de organización de las proteínas Es la unión de los aminoácidos, a través del enlace peptídico y la interacción de los distintos grupos que presentan, permitiendo que las proteínas tengan distintas formas de organizarse en el espacio.

6 1. Proteínas 1.3 Niveles de organización de las proteínas Estructura primaria: Corresponde a la unión lineal de aminoácidos a través del enlace peptídico (entre el grupo amino y el grupo carboxilo), como por ejemplo: insulina. Se inicia con un grupo amino–terminal y finaliza con un grupo carboxi–terminal.

7 1. Proteínas 1.3 Niveles de organización de las proteínas Estructura secundaria: Corresponde a los aminoácidos de la estructura primaria que interactúan entre sí, produciendo puentes de hidrógeno entre los grupos aminos y los grupos carboxilos de distintos aminoácidos. Puede ser de dos tipos: α hélice Ejemplo: elastina de la piel β laminar (β plegada) Ejemplo: queratina de la tela de araña

8 1. Proteínas 1.3 Niveles de organización de las proteínas Estructura terciaria: Corresponde al plegamiento en el espacio de la estructura secundaria, a través de interacciones hidrofóbicas, electrostáticas y puentes disulfuro. Ejemplo: enzimas. En la imagen el color verde corresponde a la estructura beta laminar

9 1. Proteínas 1.3 Niveles de organización de las proteínas Estructura cuaternaria: Corresponde a la interacción de dos o más estructuras terciarias. También se le puede denominar, como la interacción entre las subunidades de una proteína. Ejemplo: Hemoglobina.

10 CRITERIO DE CLASIFICACIÓN PROTEÍNAS Elementos principales C, H, O, N, S. Unidades básicas de construcción (monómeros) Aminoácidos Tipo de enlace Peptídico Niveles de organización Primaria, Secundaria, Terciaria y Cuaternaria Fuentes Carnes rojas y blancas, lácteos, huevos, legumbres, frutos secos, etc. 1. Proteínas

11 1.4 Funciones de las proteínas 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. EnergéticaSólo en condiciones extremas, por ejemplo cuando los carbohidratos y lípidos han sido utilizados. Además es poco eficiente.

12 2. Ácidos nucleicos 2.1 Unidades básicas: nucleótidos Corresponden a los monómeros (o unidades básicas) para la formación de los ácidos nucleicos. Están formados por: 1 2 3

13 2. Ácidos nucleicos Pirimidinas Purinas 2.1 Unidades básicas: nucleótidos Bases nitrogenadas: Son 5 y se clasifican en dos grupos, los cuales son:

14 2. Ácidos nucleicos 2.1 Unidades básicas: nucleótidos Pentosas: Corresponden a monosacáridos que presentan 5 carbonos en su estructura. Existen dos tipos (según en qué ácido nucleico se encuentre) y son: (ARN) (ADN) Diferencia

15 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.

16 2. Ácidos nucleicos 2.1 Unidades básicas: nucleótidos Adenosin Trifosfato (ATP): Esta molécula guarda en los enlaces de sus grupos fosfatos energía, la que se libera cuando se rompen. Es la molécula que aporta energía a todos los procesos celulares. Existe un nucleótido modificado por presentar tres grupos fosfatos

17 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.

18 2. Ácidos nucleicos 2.2 Enlaces químicos Puente de hidrógeno: une las bases nitrogenadas de las dos hebras del ADN.

19 2. Ácidos nucleicos 2.3 ADN ADN Ácido desoxirribonucleico Bases nitrogenadas Adenina Guanina Timina Citosina PentosaDesoxirribosa Características Corresponde a la unión de muchos nucleótidos. Está formado por dos cadenas conformando una doble hélice. FuncionesCodifica la información genética, guardando en forma segura y fiel las características de los organismos.

20 2. Ácidos nucleicos 2.4 ARN ARN (Ácido ribonucleico) Bases nitrogenadas Adenina Guanina Uracilo Citosina PentosaRibosa Características Corresponde a la unión de muchos nucleótidos. Está formada por una sola cadena polinucleotídica. FuncionesExisten diversos tipos de ARN, que tienen como función decodificar el mensaje genético del ADN y traducirlo a proteínas.

21 2. Ácidos nucleicos

22 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 codificar la información genética. Ejemplos ADN, ARN. 2. Ácidos nucleicos

23 Actividades Determina si la afirmación es Verdadera (V) o Falsa (F), de acuerdo a la tabla: 1. Mientras menos aminoácidos tenga el péptido, menor será su capacidad de adhesión celular. V o F 2. La cantidad de aminoácidos no tiene relación con la capacidad de adhesión. V o F La siguiente tabla muestra la composición aminoacídica (representada por letras) de cinco péptidos y la concentración requerida para que éstos hagan que las células se adhieran a la placa de cultivo: PéptidoEstructuraConcentración (mg/mL) 1.YAVTRGDPASSKPISI1 2.VTRGDSPASSKPI0,5 3.SPASSKPISS100 4.VTRGD2 5.YAVTKPIKSISPA150

24 Actividades Determina si la afirmación es Verdadera (V) o Falsa (F), de acuerdo a la tabla: 3. Resulta fundamental la presencia de los aminoácidos R,G y D para aumentar la capacidad adhesiva. V o F 4. Mientras más pequeño el péptido, mayor será la capacidad de adherir células. V o F La siguiente tabla muestra la composición aminoacídica (representada por letras) de cinco péptidos y la concentración requerida para que éstos hagan que las células se adhieran a la placa de cultivo: PéptidoEstructuraConcentración (mg/mL) 1.YAVTRGDPASSKPISI1 2.VTRGDSPASSKPI0,5 3.SPASSKPISS100 4.VTRGD2 5.YAVTKPIKSISPA150

25 Actividades Determina si la afirmación es Verdadera (V) o Falsa (F), de acuerdo a la tabla: 5. El aspecto más importante para aumentar la adhesión celular es la secuencia de aminoácidos. V o F 6. La presencia del aminoácido K determina la concentración necesaria para expresar el efecto adhesivo. V o F La siguiente tabla muestra la composición aminoacídica (representada por letras) de cinco péptidos y la concentración requerida para que éstos hagan que las células se adhieran a la placa de cultivo: PéptidoEstructuraConcentración (mg/mL) 1.YAVTRGDPASSKPISI1 2.VTRGDSPASSKPI0,5 3.SPASSKPISS100 4.VTRGD2 5.YAVTKPIKSISPA150

26 Actividades Determina si la afirmación es Verdadera (V) o Falsa (F), de acuerdo a la tabla: 7. La mayor capacidad de adhesión se presenta al usar el péptido 5. V o F La siguiente tabla muestra la composición aminoacídica (representada por letras) de cinco péptidos y la concentración requerida para que éstos hagan que las células se adhieran a la placa de cultivo: PéptidoEstructuraConcentración (mg/mL) 1.YAVTRGDPASSKPISI1 2.VTRGDSPASSKPI0,5 3.SPASSKPISS100 4.VTRGD2 5.YAVTKPIKSISPA150

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