Los Bloques Químicos Constructores de Vida

Presentación del tema: "Los Bloques Químicos Constructores de Vida"— Transcripción de la presentación:

1 Los Bloques Químicos Constructores de Vida
Capitulo 3

2 Sinopsis Moléculas Biológicas Macromoléculas Proteinas Estructura y Desnaturación Acidos Nucléicos ADN y ARN Lípidos Grasas y Fosfolípidos Carbohidratos Transporte y Almacenaje

3 Moléculas Biológicas La estructura de las moléculas biológicas consiste de moléculas de carbono unidas a otros cabonos, u otros tipos de átomos. Hidrocarbonos consisten de carbono e hidrógeno. Enlaces Covalentes almacenan considerable energía.

4 Moléculas Biológicas Grupos funcionales Grupos específicos de atomos unidos a esqueletos de carbono Retienen propiedades químicas definidas Macromoléculas. proteinas acidos nucléicos lípidos carbohidratos

5 Macromoléculas En los seres vivos son compuestos a base de carbono. Los compuestos a base de carbono varían mucho en tamaño. Algunos contienen uno o dos átomos de carbono. Otros contienen decenas, cientos, o miles. Estas moléculas tan grandes se llaman macromoléculas. Las macromolélculas a menudo son polímeros: Construcción de moléculas largas uniendo pequeñas subunidades similares

6 Polipeptido Ala Ala Val Val Ser
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Polipeptido Ala Ala Val Val Ser

7 Síntesis y Degradación
Síntesis por Deshidratación remueve OH y H durante la síntesis de una nueva molécula. Hidrólisis rompe un enlace covalente añadiendo OH y H.

8 Almidon: cadena de subunidades de a-glucosa
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH H H H O H H O O H H O H H O H H 4 1 H 14 H H H OH H OH H O OH H O OH H O OH H HO OH H OH H OH H OH H OH H OH a form of glucosa Almidon: cadena de subunidades de a-glucosa O Pared Celular de la planta OH H O H H CH2OH OH O CH2OH OH O H CH2OH H O O OH H H H H H H CH2OH H 1 H O H H 4 OH OH H O H O HO H OH H OH 14 O H H H OH H OH CH2OH b form of glucose Cellulose: chain of b- glucose subunits

9 Proteinas Funciones de las Proteinas: Catálisis enzimática defensa transporte suporte movimiento regulación Almacenaje

10 Proteinas Construyen estructuras y llevan a cabo el metabolismo de la célula. Una proteína es un polímero grande, es un complejo compuesto de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y, en algunas ocasiones azufre. Las unidades básicas de las proteínas se llaman aminoácidos. Hay veinte aminoácidos comunes. Las proteínas varían en estructura más que cualquier otro tipo de molécula orgánica.

11 Proteínas Los aminoácidos se unen por condensación, la remoción de un -H y un grupo -OH que forman una molécula de agua. El enlace covalente que se forma se llama enlace peptídico. Las cadenas de proteínas contienen cientos de aminoácidos, y el orden de éstos en la cadena es el que determina el tipo de proteína.

12 Proteínas Muchas proteínas están formadas de dos o más cadenas de aminoácidos que están juntas por medio de enlaces de hidrógeno. Las proteínas son los bloques de construcción de muchos componentes estructurales de los organismos: son componentes principales de las membranas celulares, el pelo, cuernos, cascos y uñas.

13 Proteínas También son importantes en el transporte de oxígeno, la contracción muscular, la inmunidad y para llevar a cabo reacciones químicas. Las Enzimas son proteínas importantes. Una enzima es una proteína que acelera una reacción química. Aceleran la velocidad de algunas reacciones químicas, crea condiciones adecuadas para que se lleven ciertas reacciones químicas en la célula.

14 Proteínas Hay reacciones químicas que necesitan altas temperaturas o que necesitan condiciones extremadamente ácidas o básicas. Las proteínas permiten que estas reacciones se lleven a cabo dentro de la célula. Las enzimas toman parte en casi todos los procesos metabólicos, acelerando la digestión de alimentos, síntesis de moléculas y el almacenamiento y liberación de energía.

15 Aminoácidos Contienen un grupo amino (-NH2), un grupo carboxilo (-COOH) y un átomo de hidrógeno, todos unidos a un átomo de carbono central. Veinte aminoácidos comunes agrupados en cinco clases basados en grupos laterales Aminoácidos no polares Aminoácidos polares no cargados Aminoácidos cargados Aminoácidos aromáticos Aminoácidos de función especial

16 NO AROMATICOS AROMATICOS No polar Alanina (Ala) Valina (Val) Leucina
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. NO AROMATICOS AROMATICOS No polar CH3 CH3 CH3 NH CH3 CH3 CH CH2 C CH3 CH CH2 H C CH3 CH2 CH2 H3N+ C C O– H3N+ C C O– H3N+ C C O– H3N+ C C O– H3N+ C C O– H3N+ C C O– H O H O H O H O H O H O Alanina (Ala) Valina (Val) Leucina (Leu) Isoleucina (Ile) Phenylalanina (Phe) Tryptophano (Trp) Polar no cargados O NH2 OH O C NH2 OH CH3 C CH2 H CH2 H C OH CH2 CH2 CH2 H3N+ C C O– H3N+ C C O– H3N+ C C O– H3N+ C C O– H3N+ C C O– H3N+ C C O– H O H O H O H O H O H O Glycina (Gly) Serina (Ser) Threonina (Thr) Asparagina (Asn) Glutamina (Gln) Tyrosina (Tyr) Cargados NH2 C NH2+ NH O O– CH2 NH3+ C O O– HC NH+ CH2 CH2 CH2 C CH C N CH2 CH2 H CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 H3N+ C C O– H3N+ C C O– H3N+ C C O– H3N+ C C O– H3N+ C C O– H O H O H O H O H O Glutamico acido (Glu) Aspartico acido (Asp Histidina (His) Lysina (Lys) Arginina (Arg)

17 Aminoácidos Unión Peptídica une a dos aminoácidos. Una proteína está compuesta de una o más cadenas largas de aminoácidos unidos por uniones peptídicas (polipeptidos).

18 Estructura de la Proteína
La función protéica está determinada por su forma. Estructura de la Proteína primaria – secuencia específica de aminoácidos secondaria – doblaje de las cadenas de aminoácidos motifs – se dobla o se enrolla al contrario estructura supersecundaria

19 Estructura de la Proteína
terciaria – forma con doblado final de proteína globular dominios – unidades funcionales cuaternaria – se forma cuando dos o más cadenas polipeptídicas se asocian para formar una proteína funcional

20 1 Estructura Primaria 2 Estructura secundaria 3 Motifs R H H O R H H O
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. 1 Estructura Primaria R H H O R H H O R H H C C N C C N C C N C C N C C N C H O R H H O R H H O R 2 Estructura secundaria a helice b Hoja plegada 3 Motifs a motif b a b motif a torcion

21 Estructura Terciaria Dominios Estructura quaternaria 4 5 Dominio 1 6
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. 4 Estructura Terciaria 5 Dominios Dominio 1 6 Estructura quaternaria Dominio 2 Dominio 3

22 Proteínas Chaperonas Las proteínas chaperonas son proteínas especiales que ayudan a nuevas proteínas a doblarse correctamente. Deficiencias en las chaperonas podría jugar un papel facilitando ciertas enfermedades.

23 Desdoblando Proteinas
Desnaturalización se refiere al proceso de cambiar la forma de una proteína. usualmente quedando biologicamente inactiva Curar con sal y el vinagre es usado en la preservación de comida

24 Acidos Nucléicos Acido Deoxiribonucléico (ADN) Codifica información usada para ensamblar proteínas. Acido Ribonucléico (ARN) Lee la información codificada del ADN para dirigir la síntesis protéica.

25 Base nitrogenada (adenina) NH 6 7 N Grupo Trifosfato 5 N 1 8 O O O 59
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Base nitrogenada (adenina) NH 2 6 7 N Grupo Trifosfato 5 N 1 8 O O O 59 2 4 – O P O P O P O CH N N 2 9 3 O – O – O – O O 49 19 39 29 OH OH 5-carbonos azucar

26 59 Grupo fosfato NH2 Adenina NH2 Cytosina (Ambos DNA y RNA) N C C N C
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. 59 Grupo fosfato NH2 Adenina NH2 Cytosina (Ambos DNA y RNA) N C C N C P H C N O H C P U R I N E S N C C H P Y R I M D N E S H C C O N N Union Fosfodiester H H O Guanina O Timina (solo en ADN) P C O N C C N H C N H H C H3C C C N NH2 H C C O N N H H Azucaar de 5-carbonos P O O Uracilo Solo en ( ARN) Base nitrogenada C H C N H H C N C O P O H OH 39

27 39 final 59 final Azucar-fosfato “esqueleto” Uniones hidrógeno entre
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Azucar-fosfato “esqueleto” O P Uniones hidrógeno entre Bases nitrogenadas O P C G O O C P P G O O P A P T O O P G P C O O T OH 39 final A P Enlace Fosfodiester O P 59 final

28 DNA RNA P Deoxyribose-phosphate backbone P P P T T T G P A G A P P C P
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. DNA P Deoxyribose-phosphate backbone P P P T T T G P A G A P P C P P C A G A P Bases P T C P P Hydrogen bonding occurs between base-pairs P P RNA P P P P C Ribose-phosphate backbone A G P U A Bases U P P G

29 Estructura de los Acidos Nucléicos
Los ácidos nucleico están compuestos de polímeros largos de subunidades repeticas, los nucleótidos. Azucar de cinco-carbonos fosfato Base nitrogenada purinas adenina y guanina pirimidinas citosina, timina, y uracilo

30 Estructura de los Acidos Nucléicos
ADN existe como moléculas de double-cadema. Helice doble Apareo de bases complementarias Unión hidrógeno ARN existe como una sola cadena. contiene ribosa en lugar de deoxiribosa contiene uracilo en lugar de tiymina

31 Base Nitrogenada NH2 7 6 N 5 N 1 Grupo fosfato 8 2 4 O N N 9 3 O P O
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Base Nitrogenada NH2 7 6 N 5 N 1 Grupo fosfato 8 2 4 O N N 9 3 – O P O CH2 59 O – O 49 19 39 29 OH en ARN OH R H en ADN Sugar

32 Estructura del ADN

33 Lipidos Lipidos ligeramente difinidos como grupos de moléculas que son insolubles en agua. Grasas y aceites Fosfolípidos forman el centro de todas las membranas biológicas. Compuestas de tres subunidades glicerol ácido graso grupo fosfato

34 Esquema Formula Modelo llenado De espacio Icono CH2 N+(CH3)3 CH2
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. CH2 N+(CH3)3 CH2 Colina O Cabezas Polares Hidrofílicas O P O– Fosfato O H H2C C CH2 Glicerol O O C O C O A C I D O G R S A C I D O G R S CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 Colas No polares hydro- fobicas CH2 CH2 CH2 CH CH2 CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 CH3 Esquema Formula Modelo llenado De espacio Icono

35 Micelle Bicapa fosfolípida Agua Cola del lipido (hidrofobica) Agua
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Agua Cabeza dellipido (hidrofilica) Cola del lipido (hidrofobica) Micelle Agua Bicapa fosfolípida Agua

36 Grasas y otros Lípidos Las grasas consisten de una molécula de glicerol unida con tres ácidos grasos (triglicérido / triglicerol). Grasas Saturadas – todos los átomos de carbono interno están unidos a almenos dos átomos de hidrógeno Grasas nosaturadas – por lo menos un doble enlace entre átomos de carbono sucesivos Poliinsaturateda - contienen más de un doble enlace Usualmente líquidos a temperatura ambiente

37 Grasa saturada Grasa no saturada H O H H H H H H H H H H H H H H H H H
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. H O H H H H H H H H H H H H H H H H H H O H H H H H H H H H H H H H H H H C O C C C C C C C C C C C C C C C C C C H H C O C C C C C C C C C C C C C C C C C C H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H O H H H H H H H H H H H H H H H H H O H H H H H H H H H H H H H H H H H C O C C C C C C C C C C C C C C C C C C H H C O C C C C C C C C C C C C C C C C C C H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H O H H H H H H H H H H H H H H H H H O H H H H H H H H H H H H H H H C O C C C C C C C C C C C C C C C C C C H H C O C C C C C C C C C C C C C C C C C H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H Grasa saturada Grasa no saturada

38 Grasas como Molélculas de Almacenamiento de Energía
Las grasas, en general, producen alrededor de 9 kcal por gramo versus 4 kcal por gramo para los carbohidratos. Grasas animales son saturadas mientras que la mayoría de las grasas de las plantas son insaturadas. El consumo execivo de carbohidratos conduce a la conversión de almidón, glicógeno, o grasas para uso futuro.

39 Carbohidratos Carbohidratos son ligeramente definidos como moléculas que contienen carbón, hidrógeno, y oxígeno en una relación de 1:2:1 monosacáridos – azúcares simples disacáridos – dos monosacáridos unidos por un enlace covalente polysacáridos - macromoléculas hechas de subunidades de monosacárido isómeros – formas alternativas de la misma substancia

40 Monosacaridos Las células utilizan los carbohidratos para almacenar y liberar energía. El carbohidrato más simple es un tipo de azúcar llamado monosacárido como los isómeros glucosa y fructosa.

41 Monosacarido CH2OH O H H H OH H HO OH OH H
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Monosacarido CH2OH O H H H OH H HO OH OH H

42 Fructosa Glucosa Galactosa H H H C O C O H C OH Isomero estructural
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Fructosa Glucosa Galactosa H H H C O C O H C OH Isomero estructural Estereo- isomero C O H C OH H C OH HO C H HO C H HO C H H C OH H C OH HO C H C H C OH H C OH H OH OH H C OH H C H C OH H H H

43 Disacáridos Dos moléculas pueden unirse para formar un disacárido (un carbohidrato de dos azúcares). Cuando la glucosa y la fructosa se combinan en una reacción de condensación, se forma una molécula de sucrosa. La sucrosa es el azúcar de mesa más común.

44 CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH O O O O H H H H H H H H OH H H HO OH H O H HO
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH O O O O H H H H H H H H OH H H HO OH H O H HO HO OH HO CH2OH HO CH2OH H2O H OH OH H H OH OH H Glucosa Fructosa Sucrosa CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH O O O O H H H H H H H H H H H H OH H H OH H OH H OH O HO OH HO OH HO OH H2O H OH H OH H OH H OH Glucosa Glucosa Maltosa

45 Polisacáridos Las moléculas más grandes de carbohidratos son los polisacáridos, polímeros compuestos de muchas unidades de monosacáridos. El almidón, la celulosa y el glucógeno son ejemplos de polisacáridos. Los almidones son cadenas muy ramificadas de unidades de glucosa, utilizados por las plantas como almacenamiento de alimentos.

46 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Almidón

47 Almidon: cadena de subunidades de a-glucosa
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Almidon: cadena de subunidades de a-glucosa CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH O H H H O H H O H H O H H O H H H 1 4 H H H 4 1 OH H OH H O OH H O OH H O OH H HO OH H OH H OH H OH H OH H OH Forma a de la glucosa

48 Transporte de Carbohidratos y su Almacenamiento
Transporte de disacáridos Los humanos transportan glucosa como un monosacárido simple. Las plantas transforman glucosa en un disacárido como forma de transporte. Almacenaje de polisacáridos Los polisacáridos de las plantas se forman de la glucosa - almidones la mayoría es amilopectina

49 Carbohidratos estructurales
Celulosa - plantas forma alpha o forma beta de anillo Quitina - artropodos y fungi Forma modificada de celulosa

50 Resumen Moléculas Biológicas Macromoléculas Proteínas Estructura y Desnaturación Acidos Nucléicos ADN y ARN Lípidos Grasas y Fosfolípidos Carbohidratos Transporte y Almacenaje

51