COLEGIO

Prof. Silvia Huamn de PozoI.E. SANTA MARA DE LA PAZPor una educacin de calidad00

BIOMOLECULAS ORGANICAS

CARBOHIDRATOS

DEFINICIN.Se le conoce tambin como: Hidratos de Carbono, sacridos, glcidos o azcares. Compuestos por C, H, y OFUNCIONES. Fuente de energa para las clulas, 1 gr. de carbohidratos, al oxidarse durante el metabolismo produce 4.1 Kcal/gr. Constituyen las paredes celulares (celulosa, quitina, peptidoglucanos). Sirven como elementos de sostn a las partes de la clula u organismos donde se encuentran. Forman unidades estructurales de molculas importantes: ribosa y desoxirribosa son componentes de los nucletidos.CLASIFICACINa) Monosacridos. Triosas. Presentan 3 Carbonos, por ejemplo: gliceraldehdo (producto intermed. De la Gluclisis y fotosntesis) Tetrosas. Presentan 4 Carbonos, por ejemplo: Eritrosa (en la fotosntesis) y eritrulosa. Pentosas. Presentan 5 Carbonos, por ejemplo: ribosa (aldosa, componente del ARN), desoxirribosa (componente del ADN), ribulosa (cetosa, interviene en la fotosntesis), xilosa (en la madera) y arabinosa (goma arbiga). Hexosas, si tienen 6 carbonos. Su formula general es C6H12O6, por ejemplo: glucosa, fructosa, galactosa, manosa. La glucosa, constituye la fuente primaria de energa para la clula, es la unidad bsica estructural de los polisacridos ms abundantes y se le encuentra disuelta en el protoplasma especialmente en las vacuolas. La fructosa, se encuentra en la miel del maz: azcar del maz y fuente de energa de los espermatozoides. La galactosa, forma parte de glucoprotenas y glucopptidos de las membranas celulares.

b) Oligosacridos.Polmeros formados por 2 a 10 molculas de monosacridos, unidos por enlaces glucosdico. La unin de dos monosacridos se realiza siempre con el desprendimiento de una molcula de agua, y es un proceso reversible por hidrlisis (separacin de las molculas por ingreso de agua). Los Oligosacaridos ms conocidos son: Los disacridos, cuya frmula general es C12 H22 O11, son solubles en agua, se les encuentra disuelto en el protoplasma. Se utilizan frecuentemente para el almacenamiento de energa a corto plazo, en especial en los vegetales. Los ms importantes son:La sacarosa (glucosa + fructosa); azcar de caa o de remolacha; se utiliza como azcar de mesa.La maltosa (glucosa + glucosa); azcar de malta, se obtiene a partir de granos de cereales mediante la digestin parcial del almidn. La lactosa (glucosa + galactosa); azcar de leche, se encuentra presente en la leche de todos los mamferos.La trehalosa (glucosa + glucosa); se le encuentra en los hongos y levaduras. Es el azcar principal de la hemolinfa de los insectos.

Los Trisacridos, los ms importantes tenemos:La rafinosa (galactosa + glucosa + fructosa); que se encuentra en la remolacha y otras plantas superiores.La melicitosa (glucosa + fructosa + glucosa); se le encuentra en la savia de algunas conferas (pinos, cipreses, cedros).

c) Polisacridos.Polmeros formados por la condensacin de cientos a miles de monosacridos. Su formula general es (C6H 10O5)n, en la que n es un nmero elevado de azucares simples que puede llegar a miles. Insolubles o relativamente insolubles en agua. Para el almacenamiento de energa a largo plazo.Segn su funcin se clasifican en: Polisacridos de Reserva y Polisacridos Estructurales.Polisacridos de Reserva. Almidn.- Est formado por dos tipos de polisacridos ms pequeos: la amilosa que tiene forma lineal y amilopectina de forma ramificada. Se almacena en los plastidios. Es la sustancia de reserva de los vegetales. Glucgeno.- se forma por polimerizacin de la glucosa, es altamente ramificada y muy parecida a la amilopectina. Es la principal forma de reserva de carbohidratos en los animales. Se almacena en concentraciones altas en el hgado y en los msculos. Es ms solubles en agua que el almidn.

Polisacridos Estructurales. Celulosa.- polmero lineal, compuesto por unidades de beta-D-Glucosa, componente de paredes celulares de vegetales. Es insoluble en agua. Pectina.- en la estructura de la lmina media de la pared celular. Quitina.- polisacrido nitrogenado, forma el exoesqueleto de los artrpodos (insectos, crustceos, arcnidos), tambin se encuentra en pared celular de hongos. Heparina.- mucopolisacrido complejo que impide la coagulacin de la sangre. Se encuentra en pulmones, paredes de arterias y en la saliva de los insectos hematfagos. Sulfato de Condroitina.- mucopolisacrido que se encuentra en el cartlago, piel, crnea y cordn umbilical. cido Hialurnico.- mucopolisacrido que se encuentra en la matriz extracelular de varios tejidos animales. (tejido conjuntivo).

LIPIDOS

A. DEFINICION.Compuestos ternarios formados por Carbono, Hidrgeno y oxgeno, pero tienen menos oxigeno con relacin al carbono e hidrogeno que los carbohidratos. Pueden tener nitrgeno y fosforo. Insolubles en agua (hidrfobos); pero solubles en disolventes orgnicos tales como el ter, cloroformo, benceno, etanol, acetona, tolueno, etc.

B. FUNCIONES DE LOS LIPIDOS. Son energticos, 1 gr. de triglicridos al oxidarse durante el metabolismo produce 9,4 kcal/gr. Son componentes de las membranas celulares, ejemplo: fosfolpidos. Actan como aislantes trmicos contra las bajas temperaturas ambientales. Protegen y amortiguan rganos internos del cuerpo. Muchos actan como mensajeros qumicos, ejemplo: hormonas esteroides. Algunos son fotosensibles, permitiendo la visin en algunos animales, o tambin hacen posible la realizacin de la fotosntesis en los vegetales.

cidos grasos. Son molculas constituidas por una larga cadena lineal formada por tomos de carbono e hidrgeno. Son molculas anfipticas, es decir, poseen un extremo carboxilo hidrfilo y una cadena hidrocarbonada hidrofbica.Los cidos grasos se clasifican en dos grupos: los cidos grasos insaturados, que en su cadena lineal presentan dobles enlaces y forman codos a lo largo de las cadenas hidrocarbonadas; y los cidos grasos saturados, que no poseen dobles enlaces en su cadena lineal.

Extremo Carboxilo hidrfiloCadena hidrocarbonada hidrofbica

C. CLASIFICACIN.Existen varias formas de clasificar los lpidos. La ms comn es la que los agrupa en saponificables (formado por la esterificacin de algn acido graso con otra sustancia) e insaponificables (cuando no se pueden separar en cidos grasos y otra sustancia).1. Saponificables.1.1 Lpidos simples.- Triglicridos (aceites, grasas) y ceras. Formados por C, H y O.1.2 Lpidos complejos.- Fosfolpidos y esfingolpidos, formados por C, H, O y adems pueden tener N, P, S o un glcido.2. Insaponificables.2.1 Terpenos.2.2 Esteroides.2.3 Prostaglandinas.Lpidos Simples:Triglicridos Esteres formados por la unin de tres cidos grasos con una molcula de glicerina (glicerol o propanotriol). Los cidos grasos esenciales, son aquellos que los mamferos no pueden sintetizar y que necesariamente deben incluirlos en la dieta (linoleco, linolnico y araquidnico). En el grupo de los triglicridos estn los aceites y las grasas. Aceites.-son lquidos a temperatura ambiente. La mayor parte de ellos son de origen vegetal y se acumulan en las semillas. Contienen cidos grasos insaturados (debido a que poseen un enlace doble o triple a lo largo de su cadena corta). Los peces y las verduras son ricos en grasas insaturadas. Grasas.-son slidos a temperaturas ambiente. La mayor parte son de origen animal. Contienen cidos saturados (tienen cadena larga). Tienen en laces sencillos. Las carnes de vaca y cerdo tienen cidos grasos saturados.

Ceras o CridosEsteres formados por la unin de un acido graso de cadena larga y un alcohol graso de peso molecular elevado forman cubiertas protectoras en las plantas (hojas, frutos y troncos) y animales (pelos, plumas, piel).Su funcin es evitar la deshidratacin sobre todo en plantas. Cutina y suberina, protegen a las hojas de la perdida excesiva de agua por evaporacin. Espermaceti, se encuentra en la cavidad craneana de las ballenas. Lanolina, se encuentra en la lana de las ovejas. Cera de abejas (palmitato de miricilo), segregada por las glndulas cerosas de las abejas. Cerumen del conducto auditivo, se acumula en las orejas de los mamferos.

Lpidos Complejos:Fosfolpidos Lpidos constituyentes por dos cidos grasos unidas a una molcula de glicerol y cuyo tercer grupo OH (hidroxilo) del glicerol se une con el cido fosfrico, este se puede unir tambin a una molcula orgnica soluble que puede ser colina, etanolamina, serina, inositol, etc., para formar distintos grupos de fosfolpidos. Son componentes bsicos de las membranas celulares y participan tambin del transporte de lpidos en la sangre, ejemplo: Lecitina (fosfatidilcolina), en membranas celulares, sistema nervioso, yema de huevo. Cefalina (fosfatidil etanolamina), componente de las membranas celulares.

Esfingolpidos Formados por la unin de un cido graso con esfingosina (aminoalcohol). Se le encuentra en las membranas celulares y tambin en cantidades considerables en el tejido nervioso y el cerebro. En este grupo de lpidos estn: Esfingomielinas, constituyendo la vaina mielnica de los axones de las clulas nerviosas que conducen el impulso nervioso. Cerebrsidos, glucoesfingolpidos que se encuentran en el cerebro y el sistema nervioso; as mismo en la superficie de los glbulos rojos.

Insaponificables:Terpenos Se encuentran en las plantas y se obtienen como aceites o como resinas, algunos son capaces de absorber la luz para la fotosntesis y el fototropismo. Son polmeros del isopreno (2 metil 1,3 butadieno).Algunos ejemplos de estos compuestos son: -caroteno; precursor de la vitamina A (retinol), en huevos, zanahorias, tomates. Fitol, se une a un grupo hemo para formar clorofila. En la membrana interna de los tilacoides. Ltex, se emplea para fabricar caucho. Vitaminas liposolubles, tales como: la vitamina A (retinol), la vitamina E (-tocoferol) y la vitamina K (fitomenadiona). Monoterpenos de los aceites esenciales en los vegetales, entre los ms conocidos tenemos: geraniol, mentol, limoneno, pineno, alcanfor.

Esteroides Son componentes de membranas celulares y muchos actan como mensajeros qumicos. Presentan cuatro anillos o ciclos de carbono unidos a varios grupos funcionales como alcoholes, cidos carboxlicos y cetonas. Entre los esteroides tenemos: Colesterol, precursor de hormonas sexuales, las vitaminas D y las sales biliares. Es la molcula base que sirve de sntesis de casi todos los esteroides. Es el esterol ms abundante en los animales. Est presente en las membranas biolgicas. cidos biliares, emulsionan lpidos facilitando su absorcin intestinal. Andrgenos, hormonas masculinas que regulan la espermatognesis y las caractersticas sexuales masculinas. Ejemplo: Testosterona. Estrgenos, hormonas femeninas implicadas en la primera fase del ciclo menstrual. Provocan el estro o celo en los animales, ejemplo: el estradiol. Gestgenos, hormonas implicadas en el ciclo menstrual y de particular importancia durante el embarazo. Produce la maduracin del ovulo, ejemplo: la progesterona. Corticoides, hormonas segregadas por la corteza suprarrenal, ejemplo: corticosterona y cortisol, tienen efecto sobre el metabolismo de carbohidratos, lpidos y protenas. la aldosterona, tiene efecto sobre la eliminacin de agua y sales en el rin. Ecdisoma, hormona esteroide de los artrpodos; permite el cambio o muda del caparazn y el crecimiento de insectos y crustceos. Fitosteroles, entre los que se encuentran las giberelinas, hormonas del crecimiento vegetal; provocan la germinacin de las semillas y crecimiento en longitud de las plantas. Micosteroles, se encuentran en hongos y levaduras, por ejemplo: el ergosterol, se convierte en vitamina D (calciferol) por irradiacin de la luz ultravioleta. Es importante para el crecimiento de los huesos.

ProstaglandinasDerivados del cido araquidnico (20 carbonos), se les ha encontrado en el plasma seminal, prstata y en las vesculas seminales. Intervienen en la contraccin muscular y la coagulacin de la sangre. Tienen funciones diversas como: Intervenir en la contraccin del musculo liso. Estimular la secrecin gstrica. Provocar la variacin de la presin sangunea. Acelerar los procesos inflamatorios. El uso clnico puede provocar el parto y el aborto teraputico.Los tromboxanos intervienen en la coagulacin y cierra de heridas.

PROTEINAS

DEFINICINCompuestos orgnicos formados por C, H, O y N, adems pueden tener S, P, Fe, Cu y Mg. Son polmeros de aminocidos, los cuales estn unidos por enlaces peptdicos. Los aminocidos presentan un grupo amino (NH2), un grupo carboxilo (COOH) y una cadena carbonada. La unin de aminocidos puede formar oligopptidos (inferior a 10 aminocidos), polipptidos (entre 10 a 80 aminocidos) o protenas (ms de 80 aminocidos). Las protenas pueden tener ms de mil aminocidos como unidades estructurales. Se han identificado ms de 300 aminocidos diferentes en la naturaleza, pero solo 20 forman el esqueleto bsico de las protenas.

AMINOACIDOS EN HUMANOS

ESENCIALESNO ESENCIALES

Arginina. Fenilalanina. Histidina. Isoleucina. Leucina. Lisina. Metionina. Treonina. Triptfano. Valina. Alanina. Asparagina. Ac. Asprtico. Ac. Glutmico. Cistena. Glicina. Glutamina. Prolina. Serina. Tirosina.

TIPOS DE AMINOCIDOS

CIDOSBSICOSNEUTROS Y POLARES (hidrfilos)NEUTROS NO POLARES (hidrfobos)

AsprticoGlutmicoLisinaArgininaHistidinaAsparaginaGlutamina

SerinaTreoninaTriptfanoCistenaTirosina

MetioninaAlaninaLeucinaIsoleucinaProlinaFenilalaninaGlicinaValina

FUNCIONES DE LAS PROTENAS Son componentes de casi todas las estructuras celulares. Regulan la expresin del mensaje gentico. Participan activamente en el metabolismo.

CLASIFICACIN.1. Segn su funcin biolgica, estas pueden ser: Estructurales.Forman la estructura de diversas partes del organismo, ejemplo: Queratina, en piel, cabello, uas, pezuas.Colgeno, en tejido conjuntivoTubulina y Actina, en los microtbulos y microfilamentos de la clula, forman el citoesqueletoElastina.

Reguladoras. Actan como mensajeros qumicos del sistema nervioso y endocrino (hormonas), regulando diversos procesos fisiolgicos, ejemplo: Insulina, regula el nivel de glucosa en la sangre.Adrenalina, regula la vasoconstriccin.Prolactina, estimula la secrecin de leche.Ciclina, regula los ciclos de divisin celular.Vasopresina, estimula la contraccin de la musculatura intestinal.

Motoras (contrctiles). Sirven como elementos contrctiles del tejido muscular, ejemplo: Actina, Miosina, Troponina, Tropomiosina.

Transportadoras.Transportan gases respiratorios, ejemplo: Hemocianina, contiene cobre, en la sangre de algunos invertebrados.Hemoglobina, sangre de vertebrados.Mioglobina, tejido muscular.

Enzimticas.Funcionan como catalizadores biolgicos, ejemplo: Amilasa salival (ptialina), hidroliza el almidn.Lactasa, hidroliza la lactosa.Nucleasas de restriccin, cortan molculas de ADN.Ribonucleasa, hidroliza molculas de ARN.

De reserva.Muchas protenas constituyen fuentes de reserva de aminocidos, ejemplo: Ovoalbmina, componente de la clara de huevo, importante del desarrollo del embrin.Lactoalbmina, se encuentra en la leche.Gliadina, se encuentra en el trigo.Hordena, se encuentra en la cebada. Inmunolgicas.Forman protenas especficas en la defensa de los organismos.

2. Segn criterio Qumico, se clasifican en: Protenas Simples (Holoprotenas).Por hidrlisis se descomponen solo en aminocidos, ejemplo:Albminas: ovoalbminas (clara de huevo), seroalbuminas (plasma), lactoalbminas (leche).Globulinas: seroglobulinas (plasma), fibringeno (plasma), miosina (musculo), legumina (haba, frejoles).Escleroprotenas, colgeno (tejido conectivo y tejido seo), queratina (piel, uas, pezuas, cuernos), elastina (arterias, tendones), fibrona (seda de insectos y telaraa de arcnidos).Protaminas, ricas en Prolina, ejemplo: glaidina (trigo), zeina (maz), Hordena (cebada).Glutelinas: glutenina (trigo), orizanina (arroz).

Protenas conjugadas (heteroprotenas).Formadas por una holoprotena ms un grupo prosttico (molcula no proteica), ejemplo:Glucoprotenas, con glcidos: anticuerpos, mucoprotenas que recubren internamente el tracto respiratorio y digestivo, enzimas (Ribonucleasa), mucina (moco), inmunoglobulinas, interfern.Lipoprotenas: quilomicrones, el HDL (de alta densidad) y LDL (de baja densidad) que transportan lpidos en la sangre.Nucleoprotenas, nuclena (en el ncleo), nucleohistona (cromosoma), ribosomas.Metaloprotenas, con uno o varios tomos metlicos: hemocianina (Cu), ferritina (Fe).Hemoprotenas, si el grupo prosttico es el hemoporfirino: hemoglobina, Mioglobina, citocromos.Fosfoproteinas, casena de la leche, vitelina (yema del huevo).

CIDOS NUCLEICOS

DEFINICINSon polmeros formados por la condensacin de unidades bsicas estructurales llamados Nucletidos, unidos por enlaces fosfodister (el grupo fosfato de un nucletido se une al azcar del siguiente nucletido).Un nucletido, est constituido por: Un azcar de cinco carbonos (ribosa o desoxirribosa). Una base nitrogenada (purina o pirimidina). Un cido fosfrico (grupo fosfato).

CLASIFICACINHay dos tipos de cidos nucleicos: el ADN (cido desoxirribonucleico) y el ARN (cido ribonucleico)

ADNEl ADN es duplexo es decir tiene dos cadenas antiparalelas de polidesoxirribonucletidos complementarias y bihelicoidal, doble hlice. Las bases nitrogenadas son adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T), siendo complementarias adenina con timina y citosina con guanina. Esto determina que conocida la secuencia de una cadena, se conozca inmediatamente la secuencia de la cadena complementaria. Adenina y timina estn unidas a travs de dos puentes de hidrogeno, mientras que, citosina y guanina por tres puentes de hidrgeno.El ADN se encuentra en los cromosomas de todos los seres vivos.La secuencia en la que son colocadas las bases nitrogenadas en la molcula de ADN, determina la informacin gentica. En este sentido, las mutaciones no son ms que alteraciones en el ordenamiento de las bases nitrogenadas.En el ADN de los organismos podemos encontrar secuencias de bases que codifican polipptidos o ARN y secuencias que no codifican.

ARNSu estructura es muy similar al ADN, la diferencia estriba en que el ADN posee timina en vez de uracilo, que es la base propia del ARN; as mismo, en lugar de la desoxirribosa que tiene el ADN, el ARN tiene ribosa.Los diferentes tipos de ARN que existen en la clula se forman a partir de la informacin gentica que existe en el ADN (transcripcin).Los diferentes tipos de ARN que participan en el proceso de sntesis de las protenas son: ARN mensajero (ARNm).Se forma por proceso de transcripcin, utilizando como molde biolgico algunas secuencias de ADN mediante el principio de complementariedad de bases. El ARNm, lleva la informacin gentica de la secuencia de aminocidos del tipo de protena que se va a formar por el proceso de traduccin. El ensamblaje de protenas se llama traduccin porque comprende el cambio del lenguaje de cido nucleico (sucesin de bases nitrogenadas) al lenguaje de las protenas (sucesin de aminocidos). ARN de transferencia (ARNt).Son molculas pequeas, cuyo tamao y forma dependen de la identidad del aminocido que va a transportar desde el citoplasma hasta el ribosoma. ARN ribosmico (ARNr).Forma parte de los ribosomas, su funcin es la de leer los ARNm y formar en consecuencia la protena correspondiente.ALGUNAS DIFERENCIAS ENTRE LAS MOLCULAS DE ADN Y ARN

CARACTERISTICASARNADN

BASES NITROGENADASAdeninaGuaninaCitosinaUraciloAdeninaGuaninaCitosinaTimina

AZCAR (Pentosa)RibosaDesoxirribosa

UBICACIN Ribosomas Nuclolo Genoma viral Mitocondria Citoplasma Cloroplastos Cromosoma: eucaritico y procaritico Genoma viral Mitocondrias Cloroplastos Plasmidos

FUNCIN Llevar informacin gentica del ADN (ncleo) hacia el citoplasma para la sntesis de protenas. Portador de informacin gentica.

CLASES ARN ribosmico (ARNr): forma globular. ARN mensajero (ARNm): forma lineal. ARN de transferencia (ARNt): forma hoja de trbol. ADN cromosmico. ADN mitocondrial. ADN plastidial. ADN plasmdico.

ESTRUCTURAS SUBCELULARES: LOS VIRUS

I. CARACTERISTICASLos virus no son clulas, son estructuras macromoleculares (complejos supramoleculares) de un dimetro de 0,02 m 0,3 m. Estn constituidos de ADN o ARN y protena. Descubiertos por Ivanowsky (1892) al estudiar la enfermedad conocida como el mosaico del tabaco.Los virus pueden alternar dos estados distintos: intracelular (activo) e extracelular (inactivo: virin).Afectan a todo tipo de clulas. Son considerados parsitos intracelulares obligados. Estas partculas subcelulares son filtrables (atraviesan filtros de porcelana) y visibles con el microscopio electrnico. Los virus muestran las propiedades de autorreplicacin y mutacin, no son capaces de autorreparacin, ni tienen un sistema de transduccin de energa.

II. ESTRUCTURA Genoma.Constituido por un tipo de cido nucleico: ARN o ADN, lineal o circular, pero nunca ambos. En esta molcula se almacena la informacin gentica para la replicacin del virus. Se encuentra en la parte central del virus. Parte infectiva del virus. Cpside.Estructura proteica constituida por la unin de protenas globulares llamados capsmeros (unidades estructurales), que rodea el genoma.Algunos virus poseen una envoltura de tipo membranoso alrededor de la cpside que puede ser parte de la clula infectada (anfitriona) y es una estructura comn en los virus que infectan las clulas animales; como por ejemplo: herpes, gripe, SIDA, rabia, viruela.La disposicin de los capsmeros da lugar a las diferentes formas de virus.

III. ENFERMEDADES CAUSADAS POR VIRUSGeneralmente los virus solo causan enfermedades; las principales enfermedades virales son:

VIRUS CON ARNVIRUS CON ADN

PoliomielitisSarampinPaperasRubolaDengueHepatitis ARabiaSIDAInfluenzaHepatitis CMosaico del tabaco Hepatitis BHerpesViruelaVaricelaBacterifagosConjuntivitis

Virin: estado extracelular de un virus Viroides: partculas formadas slo por ARN, sin capa proteica (cpside), fitopatgenos. Priones: partculas proteicas con capacidad de replicarse, infecciosa. Responsable de enfermedades neurodegenerativas: la enfermedad de las vacas locas. Bacterifagos: o fagos, son virus que infectan bacterias.