Biomoléculas orgánicas

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

1 Biomoléculas orgánicas

2 Forma enlaces covalentes, que son muy estables.
Las características y propiedades de la materia viva tienen su origen en los átomos que la componen, los llamados bioelementos. Bioelementos % en la materia viva Átomos Primarios 96% C, H, O, N, P, S Secundarios 3,9% Ca, Na, K, Cl, I, Mg, Fe Oligoelementos 0,1% Cu, Zn, Mn, Co, Mo, Ni, Si... La mayor parte de las moléculas que componen los seres vivos (biomoléculas) tienen una base de carbono. Este elemento presenta una serie de propiedades derivadas de su pequeño tamaño y de la presencia de 4 electrones en su último nivel: Forma enlaces covalentes, que son muy estables. Puede formar enlaces, hasta con cuatro elementos distintos. Puede formar enlaces sencillos, dobles o triples. Se puede unir a otros carbonos, formando largas cadenas.

3 Biomoléculas Biomoléculas inorgánicas:
moléculas que no presentan carbono en su estructura. Biomoléculas orgánicas: moléculas que presentan carbono en su estructura. Carbohidratos Sales minerales Agua Lípidos Son funciones de las sales minerales: Participar en la contracción muscular (Ca2+ ) Participar en el impulso nervioso (Na+ y K+) Participar en la regulación de la presión sanguínea (Na+) Transportar oxígeno (Fe2+) Formar parte de la clorofila (Mg2+) Proteínas Son propiedades del agua: Gran capacidad disolvente Alta tensión superficial Capilaridad Alto calor específico Alto calor de vaporización Punto de ebullición: 100 ºC Punto de congelación: 0 ºC Densidad máxima a 4ºC Capacidad de disociación Ácidos nucleicos

4 EL AGUA Esta molécula está formada por un átomo de oxígeno, unido covalentemente a dos átomos de hidrógeno. Cada molécula de agua es polar y se siente fuertemente atraída por otra molécula de agua, fuerza de atracción que es conocida como cohesión.

5 La composición y estructura de las moléculas de agua se manifiesta en las siguientes propiedades:
Alta Tensión Superficial, se presenta debido a la gran cohesión que existe entre las moléculas de agua en una superficie.

6 Alto calor específico Es la capacidad del agua de retener altas cantidades de energía calórica. Esto ocurre debido a que los numerosos puentes de hidrógeno que se establecen entre sus moléculas limitan el movimiento de éstas y retardan el incremento de la agitación térmica.

7 Solvente universal Debido a que el agua es una molécula polar, es capaz de separar un gran número de moléculas cargadas, haciendo que se disuelvan en ella.

8 Tendencia a ionizarse El agua tiene una leve tendencia a ionizarse, es decir, uno de los átomos de hidrógeno se separa de su molécula para combinarse con otra molécula de agua. Sin embargo las concentraciones de protones e hidroxilos, en el agua pura son iguales, por ello se dice que el agua es neutra (ni ácida ni básica).

9 SALES MINERALES A pesar de constituir una pequeña fracción de la masa de los seres vivos, cumplen funciones fundamentales, como por ejemplo: Sodio (Na+): Participa en la conducción del impulso nervioso y tiene un gran potencial osmótico, esto significa, una gran capacidad para arrastrar agua. Por esto el sodio es importante en la dieta, ya que sin el la información nerviosa no se transmite. Pero su exceso se va al torrente sanguíneo atrayendo mucha agua a los vasos sanguíneos, por lo que aumenta el volumen sanguíneo y con esto inmediatamente aumenta la presión, por eso a los hipertensos se le quita la sal, porque tiene sodio.

10 Calcio (Ca2+): Forma parte de la estructura de huesos, la estructura de los dientes, participa en la contracción muscular, participa de la coagulación de la sangre y en la comunicación entre células nerviosas. Obviamente el calcio no puede faltar en la dieta y por eso las leches para adultos vienen enriquecidas con calcio. Hierro (Fe2+): Es constituyente de la Hemoglobina, una proteína que se encuentra al interior de los glóbulos rojos y participa en el transporte de oxigeno en la sangre. Si nuestra dieta no contienen hierro suficiente, entonces no se puede sintetizar hemoglobina, y sin esta proteína no se puede hacer globulos rojos, por eso la falta de hierro en la dieta produce anemia (disminución del número de glóbulos rojos en la sangre).

11 CARBOHIDRATOS CARBOHIDRATOS Elementos principales C, H, O
Características Son la fuente más abundante y económica de energía alimentaria de nuestra dieta. Fuentes Están presentes tanto en los alimentos de origen animal (leche y sus derivados), como en los de origen vegetal (legumbres, cereales, harinas, verduras y frutas). Molécula básica Monosacárido Tipo de enlace Glucosídico

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13 Hexosas: 6 carbonos en su estructura

14 Pentosas: 5 carbonos en su estructura

15 La clasificación más simple de los hidratos de carbono es tomando como criterio el número de unidades básicas que lo forman: Monosacáridos: Corresponde sólo a la unidad básica, destacándose aquí la glucosa, la fructosa, la ribosa , la galactosa, etc. Disacáridos: Formados por dos moléculas de monosacáridos, como la lactosa (glucosa + galactosa), sacarosa ( glucosa + fructosa) , maltosa ( Glucosa + glucosa). Polisacáridos : Formados por largas cadenas de monosacáridos como el almidón , el glicógeno, la celulosa.

16 Disacáridos Unión de dos monosacáridos a través de enlace glucosídico.
CH2OH OH HO H O SÍNTESIS POR CONDENSACIÓN HOCH2 glucosa fructosa sacarosa

17 Disacáridos Sacarosa: Maltosa:

18 Polisacáridos Unión de varios monosacáridos
Almidón: Polímero vegetal de glucosas alfa, cuya función es reservar energía para la planta. Presente en semillas como el trigo y tubérculos como la papa.

19 Unión de varios monosacáridos
Celulosa: Polímero vegetal de glucosas beta, cuya función es estructural. Presente en las paredes vegetales.

20 Unión de varios monosacáridos
Glucógeno: Polímero animal de glucosas alfa, cuya función es la reserva energética. Presente en músculos y en hígado.

21 Unión de varios monosacáridos
Quitina: Polímero de glucosas beta modificadas cuya función es estructural. Presente en la pared celular de hongos y en el exoesqueleto de artrópodos.

22 Criterio de comparación Carbohidratos
Elementos principales C, H, O Unidades básicas de construcción Monosacáridos (glucosa) Tipo de enlace Glucosídico Clasificación 1.Monosacáridos 2. Disacáridos 3. Polisacáridos Función biológica Energética a corto plazo, de reserva y estructural Fuentes Origen animal: leche y sus derivados. Origen vegetal: legumbres, cereales, harinas, verduras y frutas Ejemplos Glucosa, fructosa, maltosa, glicógeno, celulosa, etc.

23 Molécula Característica Origen Enlace Función Almidón Polisacárido, ramificado. Vegetal. alfa-glucosídico. Reserva. Celulosa Polisacárido, lineal. beta-glucosídico. Estructural. Glucógeno Animal.

24 Funciones Energética: produce energía de uso inmediato y de reserva en los organismos. Estructural: Forman parte de las membranas celulares vegetales y animales, también de estructuras como caparazones de los artrópodos (quitina) o corteza vegetal (celulosa). Antibiótica: se encuentra presente en la estreptomicina. Hormonal: forma parte de las hormonas gonadotróficas. Inmunológica: principalmente representada por las glucoproteínas a nivel sanguíneo.

25 Lípidos LÍPIDOS Elementos principales
C, H, O (en algunos casos se agrega fósforo y nitrógeno) Características Es un grupo heterogéneo de moléculas. Son insolubles en agua, pero solubles en solventes orgánicos como el alcohol, entre otros. Fuentes Están presentes tanto en alimentos de origen animal (manteca), como de origen vegetal (palta, frutos secos, aceites, etc.).

26 Saponificables: Poseen ácidos grasos
Se clasifican en dos grupos, dependiendo de la presencia de ácidos grasos en su composición: Saponificables: Poseen ácidos grasos Insaponificables: No poseen ácidos grasos Grasas Simples Ceras Saponificables Fosfolípidos Glucolípidos Complejos Esteroides Terpenos Insaponificables Prostaglandinas

27 Ácidos grasos Son las moléculas básicas que componen a muchos lípidos. Están formados por una larga cadena carbonada asociada a un grupo carboxilo (COOH). Función: fuente energética. Podemos encontrar dos tipos: 1) ÁCIDOS GRASOS SATURADOS: No poseen dobles enlaces 2) ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS: Poseen dobles enlaces

28 Grasas neutras o triglicéridos
Están formados por un alcohol conocido como glicerol y tres ácidos grasos. Esta unión se realiza con un enlace conocido como ÉSTER. 1 Glicerol + 1 Ac. Graso =Monoglicérido 1 Glicerol + 2 Ac. Grasos = Diglicérido 1 Glicerol + 3 Ac. Grasos = Triglicérido Corresponden al TEJIDO ADIPOSO Son aislantes térmicos Tienen función de reserva energética

29 Cabeza HIDROFÍLICA y Colas HIDROFÓBICAS
Fosfolípidos Están formados por dos ácidos grasos unidos a un glicerol y a un grupo fosfato. Su función es estructural, ya que forman parte de las membranas biológicas. Cabeza HIDROFÍLICA y Colas HIDROFÓBICAS

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31 Cabeza HIDROFÍLICA y Cola HIDROFÓBICAS
Esteroides Formados por cuatro anillos de carbono unidos entre sí y una cadena lateral hidrocarbonada unida a uno de ellos (derivados del ciclopentano-perhidrofenantreno). Cabeza HIDROFÍLICA y Cola HIDROFÓBICAS

32 Cabeza HIDROFÍLICA y Cola HIDROFÓBICAS
Esteroides Colesterol: Precursor de hormonas sexuales y suprarrenales, forma parte de las membranas biológicas (solo en células animales). Cabeza HIDROFÍLICA y Cola HIDROFÓBICAS Existen dos tipos de colesterol. El LDL y el HDL.

33 Criterio de comparación lípidos
Elementos principales C, H, O (P y N) Unidades básicas de construcción Ácidos grasos (para la mayoría de estos) Tipo de enlace Éster Clasificación 1. Ácidos grasos 2. Triglicéridos 3. Fosfolípidos 4. Esteroides Función biológica Energética a largo plazo, estructural, aislante y reserva Fuentes Origen animal, por ejemplo, la manteca; origen vegetal, por ejemplo, palta, frutos secos, aceites, etc. Ejemplos Colesterol, ácido palmítico, ácido linolénico

34 La función de los lípidos es:
Segunda fuente de energía (reserva). Térmica, como aislante térmico. Estructural, forma parte de las membranas celulares, bicapa impermeable a sustancias solubles en H2O.

35 Biomoléculas orgánicas
Ácidos grasos Triglicéridos Fosfolípidos Colesterol Monosacáridos: glucosa Disacáridos: maltosa Polisacáridos: glucógeno Biomoléculas orgánicas Carbohidratos Lípidos Funciones Energética, estructural Reserva energética, estructural, mensajeros químicos (hormonas)

36 Estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria.
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.

37 Proteínas: Aminoácidos
H R O Radical Carbono central Grupo carboxilo Grupo amino

38 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 (-NH2) de otro aminoácido, en el cual se libera una molécula de agua.

39 Enlace peptídico 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.

40 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 en la insulina. Se inicia con un grupo amino–terminal y finaliza con un grupo carboxi–terminal.

41 Ejemplo: queratina de la tela de araña
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: β laminar (β plegada) Ejemplo: queratina de la tela de araña α hélice Ejemplo: elastina de la piel

42 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

43 Estructura cuaternaria: Corresponde a la interacción de dos o más estructuras terciarias. También se puede definir como la interacción entre las subunidades de una proteína. Ejemplo: hemoglobina.

44 Funciones Función Característica Estructural
Forman parte de las membranas celulares, componen el citoesqueleto y actúan como receptores. Enzimática Biocatalizadores de las reacciones químicas. Hormonal Algunas son de naturaleza proteica como la insulina, glucagón, hormona del crecimiento, entre otras. Defensa Forman inmunoglobulinas o anticuerpos. Transporte Transportadoras de gases respiratorios (hemoglobina), de lípidos en sangre (lipoproteínas), en la membrana plasmática actuando como carrier. Contráctil La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular. Energética Solo en condiciones extremas, por ejemplo, cuando los carbohidratos y lípidos han sido utilizados. Además es poco eficiente.

45 Estructural : Algunas proteínas constituyen estructuras celulares. Ciertas glucoproteínas forman parte de las membranas celulares y actúan como receptores o facilitan el transporte de sustancias. Las histonas, forman parte de los cromosomas que regulan la expresión de los genes. Otras proteínas confieren elasticidad y resistencia a órganos y tejidos (el colágeno del tejido conjuntivo fibroso, la elastina del tejido conjuntivo elástico, la queratina de la epidermis) Las arañas y los gusanos de seda segregan fibroina para fabricar las telas de araña y los capullos de seda, respectivamente. Enzimática: Las proteínas con función enzimática son las más numerosas y especializadas. Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular. (Ej: Amilasa salival)

46 Hormonal: Controlan las funciones celulares. La insulina y el glucagón (regulan los niveles de glucosa en sangre) o las hormonas segregadas por la hipófisis como la del crecimiento o la calcitonina (que regula el metabolismo del calcio). Defensiva: Las inmunoglogulinas actúan como anticuerpos frente a posibles antígenos. La trombina y el fibrinógeno contribuyen a la formación de coágulos sanguíneos para evitar hemorragias. Las mucinas tienen efecto germicida y protegen a las mucosas. Algunas toxinas bacterianas, como la del botulismo, o venenos de serpientes, son proteínas fabricadas con funciones defensivas.

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

48 Bases nitrogenadas: Son 5 y se clasifican en dos grupos, los cuales son:
Pirimidinas Purinas

49 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

50 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.

51 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.

52 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 (PO43− ) en el carbono 5’ del nucleótido entrante.

53 Puente de hidrógeno: une las bases nitrogenadas de las dos hebras del ADN.

54 ADN Ácido desoxirribonucleico
Bases nitrogenadas Adenina Guanina Timina Citosina Pentosa Desoxirribosa Características Corresponde a la unión de muchos nucleótidos. Está formado por dos cadenas conformando una doble hélice. Funciones Codifica la información genética, guardando en forma segura y fiel las características de los organismos.

55 ARN (Ácido ribonucleico)
Bases nitrogenadas Adenina Guanina Uracilo Citosina Pentosa Ribosa Características Corresponde a la unión de muchos nucleótidos. Está formada por una sola cadena polinucleotídica. Funciones Existen diversos tipos de ARN, que tienen como función decodificar el mensaje genético del ADN y traducirlo a proteínas.

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57 Fosfodiéster (dentro de una hebra).
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

58 Funciones: Almacenamiento, transmisión y expresión de la información genética (ADN ácido desoxirribonucleico) Control de la síntesis y la secuencia de todas las proteínas, enviando un mensaje desde el núcleo al citoplasma (ARN ácido ribonucleico) Para el caso del ATP (adenosin tri fosfato), funciona como la “moneda de intercambio” de la energía celular.